JP3209185B2 - Stage control method and apparatus, alignment method and apparatus, and exposure apparatus - Google Patents

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】本発明は半導体ウェハや液晶
用ガラスプレート等の基板に塗布された感光層を露光す
る投影露光装置に関し、特にオフ・アクシス方式のアラ
イメント系のベースラインを高精度に管理する機能を備
えた投影露光装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection exposure apparatus for exposing a photosensitive layer applied to a substrate such as a semiconductor wafer or a glass plate for a liquid crystal, and more particularly, to precisely control a baseline of an off-axis type alignment system. The present invention relates to a projection exposure apparatus having a function of performing

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、オフ・アクシス・アライメント系
を備えた投影露光装置（以下、便宜上ステッパーと呼
ぶ）では、特開昭５３−５６９７５号公報、特開昭５６
−１３４７３７号公報等に開示されているように、感光
基板（以下、ウェハとする）を保持してステップ・アン
ド・リピート方式で２次元移動するウェハステージ上
に、基準となるマーク板を固設し、この基準マーク板を
使ってオフ・アクシス・アライメント系と投影光学系と
の間の距離、所謂、ベースライン量を管理していた。2. Description of the Related Art Conventionally, a projection exposure apparatus having an off-axis alignment system (hereinafter referred to as a stepper for convenience) has been disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 53-56975 and 56-56975.
As disclosed in JP-A-134737, a reference mark plate is fixed on a wafer stage that holds a photosensitive substrate (hereinafter, referred to as a wafer) and moves two-dimensionally by a step-and-repeat method. The reference mark plate is used to manage the distance between the off-axis alignment system and the projection optical system, that is, the so-called baseline amount.

【０００３】図１は上記各公報に開示されたベースライ
ン計測の原理を模式的に表した図である。図１におい
て、主コンデンサーレンズＩＣＬは、露光時にレチクル
（マスク）Ｒを均一に照明するものである。レチクルＲ
はレチクルステージＲＳＴに保持され、このレチクルス
テージＲＳＴはレチクルＲの中心ＣＣを投影レンズＰＬ
の光軸ＡＸと合致させるように移動される。一方、ウェ
ハステージＷＳＴ上には、ウェハ表面に形成されたアラ
イメントマークと同等の基準マークＦＭが付設され、こ
の基準マークＦＭが投影レンズＰＬの投影視野内の所定
位置にくるようにステージＷＳＴを位置決めすると、レ
チクルＲの上方に設けられたＴＴＬ（スルーザレンズ）
方式のアライメント系ＤＤＡによって、レチクルＲのマ
ークＲＭと基準マークＦＭとが同時に検出される。マー
クＲＭとレチクルＲの中心ＣＣとの距離Ｌａは設計上予
め定まった値であり、投影レンズＰＬの像面側（ウェハ
側）におけるマークＲＭの投影点と中心ＣＣの投影点と
の距離は、Ｌａ／Ｍとなる。ここでＭは、ウェハ側から
レチクル側を見たときの投影レンズＰＬの倍率であり、
１／５縮小投影レンズの場合はＭ＝５である。FIG. 1 is a diagram schematically illustrating the principle of baseline measurement disclosed in the above publications. In FIG. 1, a main condenser lens ICL illuminates a reticle (mask) R uniformly during exposure. Reticle R
Is held by a reticle stage RST. This reticle stage RST projects the center CC of the
Is moved so as to match the optical axis AX. On the other hand, a reference mark FM equivalent to an alignment mark formed on the wafer surface is provided on wafer stage WST, and stage WST is positioned such that reference mark FM is located at a predetermined position in the projection field of view of projection lens PL. Then, the TTL (through the lens) provided above the reticle R
The mark RM of the reticle R and the reference mark FM are simultaneously detected by the alignment system DDA of the system. The distance La between the mark RM and the center CC of the reticle R is a predetermined value in design, and the distance between the projection point of the mark RM and the projection point of the center CC on the image plane side (wafer side) of the projection lens PL is: La / M. Here, M is the magnification of the projection lens PL when viewing the reticle side from the wafer side,
In the case of a 1/5 reduction projection lens, M = 5.

【０００４】また、投影レンズＰＬの外側（投影視野
外）には、オフ・アクシス方式のウェハ・アライメント
系ＯＷＡが固設される。ウェハ・アライメント系ＯＷＡ
の光軸は、投影像面側では投影レンズＰＬの光軸ＡＸと
平行である。そしてウェハ・アライメント系ＯＷＡの内
部には、ウェハ上のマーク、又は基準マークＦＭをアラ
イメントする際の基準となる視標マークＴＭがガラス板
に設けられ、投影像面（ウェハ表面、又は基準マークＦ
Ｍの面）とほぼ共役に配置される。Further, an off-axis type wafer alignment system OWA is fixed outside the projection lens PL (outside the projection field of view). Wafer alignment system OWA
Is parallel to the optical axis AX of the projection lens PL on the projection image plane side. In the wafer alignment system OWA, a target mark TM serving as a reference when aligning a mark on the wafer or the reference mark FM is provided on a glass plate, and a projection image plane (the wafer surface or the reference mark F) is provided.
M plane).

【０００５】さて、ベースライン量ＢＬは、図１に示す
ようにレチクルマークＲＭと基準マークＦＭとがアライ
メントされたときのステージＷＳＴの位置Ｘ１と、指標
マークＴＭと基準マークＦＭとがアライメントされたと
きのステージＷＳＴの位置Ｘ２とをレーザ干渉計等で計
測し、その差（Ｘ１−Ｘ２）を計算することで求められ
る。このベースライン量ＢＬは、後でウェハ上のマーク
をウェハ・アライメント系ＯＷＡでアライメントして投
影レンズＰＬの直下に送り込むときの基準量となるもの
である。すなわちウェハ上の１ショットの（被露光領
域）の中心とウェハ上のマークとの間隔をＸＰ、ウェハ
マークが指標マークＴＭと合致したときのウェハステー
ジＷＳＴの位置をＸ３とすると、ショット中心とレチク
ル中心ＣＣとを合致させるためには、ウェハステージＷ
ＳＴを次式の位置に移動させればよい。Now, as shown in FIG. 1, the base line amount BL is such that the position X1 of the stage WST when the reticle mark RM and the reference mark FM are aligned, and the index mark TM and the reference mark FM are aligned. The position X2 of the stage WST at this time is measured by a laser interferometer or the like, and the difference (X1−X2) is calculated. This baseline amount BL is used as a reference amount when the mark on the wafer is later aligned by the wafer alignment system OWA and is sent immediately below the projection lens PL. That is, assuming that the distance between the center of one shot (area to be exposed) on the wafer and the mark on the wafer is XP, and the position of wafer stage WST when the wafer mark matches index mark TM is X3, the shot center and the reticle In order to match the center CC, the wafer stage W
ST may be moved to the position of the following equation.

【０００６】Ｘ３−ＢＬ−ＸＰ、又はＸ３−ＢＬ＋ＸＰ 尚、この計算式は原理的に一次元方向のみを表わしてい
るだけで、実際には２次元で考える必要があり、さらに
ＴＴＬアライメント系ＤＤＡ（すなわちマークＲＭ）の
配置、ウェハ・アライメント系ＯＷＡの配置等によって
も計算方法が異なる。X3-BL-XP or X3-BL + XP Note that this calculation formula represents only one-dimensional direction in principle, and it is actually necessary to consider it in two dimensions. Further, the TTL alignment system DDA ( That is, the calculation method differs depending on the arrangement of the marks RM), the arrangement of the wafer alignment system OWA, and the like.

【０００７】いずれにしろ、オフ・アクシス方式のウェ
ハ・アライメント系ＯＷＡを用いてウェハ上のマーク位
置を検出した後、一定量だけウェハステージＷＳＴを送
り込むだけで、ただちにレチクルＲのパターンをウェハ
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。In any case, after the mark position on the wafer is detected using the off-axis type wafer alignment system OWA, the wafer stage WST is fed by a fixed amount, and the pattern of the reticle R is immediately transferred onto the wafer. Exposure can be performed so as to be accurately superimposed on the shot area.

【０００８】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の技術
では、オフ・アクシス方式のアライメント系ＯＷＡの検
出中心点（指標マークＴＭの中心）と、レチクルＲのマ
ークＲＭの投影レンズＰＬによる投影点との位置関係
（ベースライン量ＢＬ）を計測する際、その相対距離
は、ウェハステージＷＳＴを移動させてレーザ干渉計で
求めている。このため、ウェハステージＷＳＴの走り精
度、レーザ干渉計のレーザビーム光路の空気ゆらぎ等の
必然的にさけられない要因によって、ベースライン計測
の精度向上には自ずと限界が生じていた。また基準マー
クＦＭを、ＴＴＬアライメント系ＤＤＡの検出領域内に
位置決めするためのウェハステージＷＳＴの移動と、基
準マークＦＭをオフ・アクシス・アライメント系ＯＷＡ
の検出中心点に位置決めするためのウェハステージＷＳ
Ｔの移動とが必要であり、ベースライン計測処理の速度
を高めることにも自ずと限界があった。In the prior art as described above, the detection center point of the off-axis type alignment system OWA (the center of the index mark TM) and the projection point of the mark RM of the reticle R by the projection lens PL. When measuring the positional relationship (baseline amount BL) with respect to the above, the relative distance is obtained by moving the wafer stage WST and using a laser interferometer. For this reason, there is a natural limitation in improving the accuracy of the baseline measurement due to inevitable factors such as the running accuracy of the wafer stage WST and air fluctuation in the laser beam optical path of the laser interferometer. In addition, movement of wafer stage WST for positioning reference mark FM in the detection area of TTL alignment system DDA, and off-axis alignment system OWA of reference mark FM.
Stage WS for positioning at the detection center point
It is necessary to move T, and there is naturally a limit in increasing the speed of the baseline measurement processing.

【０００９】さらに従来のステッパーでは、ウェハステ
ージＷＳＴの位置計測用のレーザ干渉計の測長軸（ビー
ム光軸）の延長線は、Ｘ方向、Ｙ方向とも投影レンズの
光軸と交差するように設定されているに過ぎず、オフ・
アクシス・アライメント系ＯＷＡで各種マークを検出す
る場合、アッベ誤差（サイン誤差）が零になるようなマ
ーク検出方向を常に実現することが難しいと言うことも
ある。そのため、投影レンズの光軸に対してアッベ誤差
が零となるようなレーザ干渉計の組と、オフ・アクシス
・アライメント系ＯＷＡの検出中心点に対してアッベ誤
差が零となるようなレーザ干渉計の組とを設けることも
考えられる。この場合、２組のレーザ干渉計は、オフ・
アクシス・アライメント系ＯＷＡを使ったウェハアライ
メント時のステージ位置計測と、投影露光時のステージ
位置計測とで切り替えて使うことになるが、その両者の
位置計測における値の整合性（統一性）を考慮しない
と、当然のことながら、誤差要因となってしまう。Further, in the conventional stepper, the extension line of the length measuring axis (beam optical axis) of the laser interferometer for measuring the position of the wafer stage WST intersects the optical axis of the projection lens in both the X and Y directions. It is only set,
When various marks are detected by the axis alignment system OWA, it may be difficult to always realize a mark detection direction in which Abbe error (sine error) becomes zero. Therefore, a set of laser interferometers in which the Abbe error is zero with respect to the optical axis of the projection lens, and a laser interferometer in which the Abbe error is zero with respect to the detection center point of the off-axis alignment system OWA It is also conceivable to provide a set of In this case, the two sets of laser interferometers
Switching between stage position measurement during wafer alignment using the Axis / Alignment System OWA and stage position measurement during projection exposure will be used. Otherwise, it naturally becomes an error factor.

【００１０】本発明はこの様な従来の問題点に鑑みてな
されたもので、ベースライン計測精度の向上と処理速度
の向上を図った投影露光装置を得ることを目的とする。The present invention has been made in view of such conventional problems, and has as its object to provide a projection exposure apparatus that improves the baseline measurement accuracy and the processing speed.

【００１１】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明では、ウェハステ
ージＷＳＴ上に、レチクルＲ上のマークＲＭと整合する
基準マークＦＭ２と、オフ・アクシス・アライメント系
ＯＷＡの検出中心点と整合する基準マークＦＭ１とをい
っしょに形成した基準板ＦＰを設ける。そして、ベース
ライン計測時には、ウェハステージＷＳＴを静止させた
状態でレチクルＲと基準板ＦＰとの位置ずれ量を求め、
同時にオフ・アクシス・アライメント系ＯＷＡの検出中
心点と基準板ＦＰとの位置ずれ量を求めるようにした。According to the present invention, a reference mark FM2 matching a mark RM on a reticle R and a reference mark FM1 matching a detection center point of an off-axis alignment system OWA are provided on a wafer stage WST. Are provided together with the reference plate FP. Then, at the time of the baseline measurement, the positional shift amount between the reticle R and the reference plate FP is obtained while the wafer stage WST is stationary,
At the same time, the amount of displacement between the detection center point of the off-axis alignment system OWA and the reference plate FP is determined.

【００１２】さらに、オフ・アクシス・アライメント系
ＯＷＡに対してアッベ誤差を満す１対の干渉計（ＩＦ
Ｘ、ＩＦＹ１）と、投影光学系に対してアッベ誤差を満
す１対の干渉計（ＩＦＸ、ＩＦＹ２）とを設け、上記ベ
ースライン計測時におけるウェハステージＷＳＴの位置
で、上記２組の干渉計による測定値が等しくなるよう
に、内部カウンタを相互にプリセットできるように構成
した。Further, a pair of interferometers (IF) satisfying Abbe error with respect to the off-axis alignment system OWA
X, IFY1) and a pair of interferometers (IFX, IFY2) satisfying Abbe error with respect to the projection optical system. The internal counters can be pre-set to each other so that the measured values are equal.

【００１３】ベースライン計測時に基準板ＦＰを使って
レチクルＲの位置を計測する際に、２組の干渉計の測定
値が等しくなるようにプリセットすると、同一方向、例
えばＹ方向計測用の２つの干渉計の基準点を結ぶ仮想的
な線は、ウェハステージ上のＹ方向用移動鏡（ＩＭｙ）
の反射面と精密に平行になる。従ってプリセットの後で
あれば、２組の干渉計のいずれかを選択してウェハステ
ージの位置制御にそのまま使っても、何ら誤差が生じな
いことになる。When measuring the position of the reticle R using the reference plate FP at the time of baseline measurement, if the two interferometers are preset so that the measured values become equal, two positions for the same direction, for example, in the Y direction, are measured. A virtual line connecting the reference points of the interferometer is a moving mirror (IMy) for the Y direction on the wafer stage.
Is precisely parallel to the reflective surface of Therefore, after the preset, no error occurs even if one of the two sets of interferometers is selected and used as it is for the position control of the wafer stage.

【００１４】[0014]

【発明の実施形態】図２は、本発明の実施例による投影
露光装置の構成を示す斜視図であり、図１の従来装置と
同じ部材には同一の符号をつけてある。図２において、
レチクルＲ上にはウェハ上に露光すべき回路パターン等
が形成されたパターン領域ＰＡとアライメント用のレチ
クルマークＲＭ１、ＲＭ２とが設けられている。このレ
チクルマークＲＭ１、ＲＭ２は、それぞれＴＴＬアライ
メント系の対物レンズ１Ａ、１Ｂを介して光電的に検出
される。また、レチクルステージＲＳＴは、図２中には
不図示のモータ等の駆動系によって２次元（Ｘ、Ｙ、θ
方向）に移動可能であり、その移動量、又は移動位置は
３つのレーザ干渉計ＩＲＸ、ＩＲＹ、ＩＲθによって遂
次計測される。レチクルステージＲＳＴのＺ軸（光軸Ａ
Ｘと平行な座標軸）回りの回転量は、干渉計ＩＲＹとＩ
Ｒθの計測値の差で求められ、Ｙ軸方向の平行移動量は
干渉系ＩＲＹとＩＲθの計測値の加算平均値で求めら
れ、Ｘ軸方向の平行移動量は干渉計ＩＲＸで求められ
る。FIG. 2 is a perspective view showing the structure of a projection exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. The same members as those in the conventional apparatus shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In FIG.
On the reticle R, a pattern area PA in which a circuit pattern to be exposed on the wafer and the like are formed, and alignment reticle marks RM1 and RM2 are provided. The reticle marks RM1 and RM2 are photoelectrically detected via objective lenses 1A and 1B of a TTL alignment system, respectively. Further, reticle stage RST is two-dimensionally (X, Y, θ) by a driving system such as a motor not shown in FIG.
Direction), and the movement amount or movement position is successively measured by three laser interferometers IRX, IRY, and IRθ. Z axis of reticle stage RST (optical axis A
The amount of rotation around the coordinate axis (parallel to X) is determined by the interferometers IRY and IRY.
The parallel movement amount in the Y-axis direction is obtained by the average of the measured values of the interference system IRY and IRθ, and the parallel movement amount in the X-axis direction is obtained by the interferometer IRX.

【００１５】本実施例では、投影レンズＰＬのみを介し
てウェハＷ上のマークを検出する第２のＴＴＬアライメ
ント系が、Ｘ方向用とＹ方向用とで分離して設けられて
いる。Ｘ方向用の第２のＴＴＬアライメント系は、レチ
クルステージＲＳＴと投影レンズＰＬとの間に固定した
ミラー２Ｘと対物レンズ３Ｘ等で構成され、Ｙ方向用の
第２のＴＴＬアライメント系は、同様にして配置された
ミラー２Ｙと対物レンズ３Ｙ等で構成される。In the present embodiment, a second TTL alignment system for detecting a mark on the wafer W via only the projection lens PL is provided separately for the X direction and for the Y direction. The second TTL alignment system for the X direction includes a mirror 2X and an objective lens 3X fixed between the reticle stage RST and the projection lens PL, and the second TTL alignment system for the Y direction is similarly configured. And the objective lens 3Y and the like.

【００１６】本実施例では、対物レンズ１Ａ、１Ｂを含
む第１のＴＴＬアライメント系を以降、ＴＴＲ（スルー
ザレチクル）アライメント系と呼び、対物レンズ３Ｘ、
３Ｙを含む第２のＴＴＬアライメント系は単にＴＴＬア
ライメント系と呼ぶことにする。さて、ウェハＷが載置
されるウェハステージＷＳＴの２辺上には、レーザ干渉
計ＩＦＸからのビームを反射する移動鏡ＩＭｘと、レー
ザ干渉計ＩＦＹ１、ＩＦＹ２の各々からのビームを反射
する移動鏡ＩＭｙとが固定されている。干渉計ＩＦＸか
らのビームはＹ方向に伸びた移動鏡ＩＭｘの反射面と垂
直であり、そのビームの延長線は投影レンズＰＬの光軸
ＡＸの延長線と直交する。干渉計ＩＦＹ２からのビーム
は、Ｘ方向に伸びた移動鏡ＩＭｙの反射面と垂直であ
り、そのビームの延長線も光軸ＡＸの延長線と直交す
る。もう１つの干渉計ＩＦＹ１からのビームは、移動鏡
ＩＭｙの反射面と垂直であり、干渉計ＩＦＹ２のビーム
と平行になっている。In this embodiment, the first TTL alignment system including the objective lenses 1A and 1B is hereinafter referred to as a TTR (through-the-reticle) alignment system, and the objective lens 3X,
The second TTL alignment system including 3Y will be simply referred to as a TTL alignment system. Now, on two sides of the wafer stage WST on which the wafer W is mounted, a moving mirror IMx for reflecting a beam from the laser interferometer IFX and a moving mirror for reflecting a beam from each of the laser interferometers IFY1 and IFY2 IMy is fixed. The beam from the interferometer IFX is perpendicular to the reflecting surface of the moving mirror IMx extending in the Y direction, and the extension of the beam is orthogonal to the extension of the optical axis AX of the projection lens PL. The beam from the interferometer IFY2 is perpendicular to the reflecting surface of the moving mirror IMy extending in the X direction, and the extension of the beam is also orthogonal to the extension of the optical axis AX. The beam from the other interferometer IFY1 is perpendicular to the reflecting surface of the moving mirror IMy and parallel to the beam of the interferometer IFY2.

【００１７】また、オフ・アクシス方式のウェハ・アラ
イメント系は、投影レンズＰＬの下端部の直近に固定さ
れた反射プリズム（またはミラー）４Ａと対物レンズ４
Ｂ等で構成される。ウェハ・アライメント系の受光系４
Ｃは内部に共役視標マークＴＭを含み、プリズム４Ａと
対物レンズ４Ｂを介して視標マーク板に結像されたウェ
ハ上のマーク等をＣＣＤカメラで撮像する。本実施例で
は、プリズム４Ａを介してウェハステージＷＳＴ上に落
ちる対物レンズ４Ｂの光軸と、投影レンズＰＬの光軸Ａ
ＸとがＸ方向のみに一定間隔だけ離れ、Ｙ方向について
は位置差がほとんどないように設定されている。The off-axis type wafer alignment system includes a reflecting prism (or mirror) 4A fixed to the lower end of the projection lens PL and an objective lens 4A.
B or the like. Light receiving system 4 for wafer alignment system
C includes a conjugate target mark TM inside, and captures a mark or the like on the wafer formed on the target mark plate via the prism 4A and the objective lens 4B with a CCD camera. In this embodiment, the optical axis of the objective lens 4B that falls on the wafer stage WST via the prism 4A and the optical axis A of the projection lens PL
It is set so that X and X are separated by a certain distance only in the X direction, and there is almost no positional difference in the Y direction.

【００１８】さらに、対物レンズ４Ｂのウェハステージ
ＷＳＴに落ちる光軸の延長線は、干渉計ＩＦＸのビーム
の延長線と干渉計ＩＦＹ１のビームの延長線の各々と直
交する。このような干渉計の配置は、詳しくは特開平１
−３０９３２４号公報に開示されている。ウェハステー
ジＷＳＴ上には、ベースライン計測のための２つの基準
マークＦＭ１、ＦＭ２を付設した基準板ＦＰが固設され
ている。基準板ＦＰは、ウェハステージＷＳＴ上の２つ
の移動鏡ＩＭｘ、ＩＭｙで囲まれた角部に配置され、石
英板等の低膨張係数の透明材料の表面にクロム等の遮光
層を形成し、その一部を基準マークＦＭ１、ＦＭ２の形
状にエッチングしたものである。基準マークＦＭ１は、
オフ・アクシス方式のウェハ・アライメント系（４Ａ、
４Ｂ、４Ｃ）で検出可能であり、基準マークＦＭ２はＴ
ＴＲアライメント系（１Ａ、１Ｂ）、又はＴＴＬアライ
メント系（２Ｘ、３Ｘ；２Ｙ、３Ｙ）によって検出可能
である。Further, the extension of the optical axis of the objective lens 4B which falls on the wafer stage WST is orthogonal to each of the extension of the beam of the interferometer IFX and the extension of the beam of the interferometer IFY1. The arrangement of such an interferometer is described in detail in
No. 309324. On wafer stage WST, a reference plate FP provided with two reference marks FM1 and FM2 for baseline measurement is fixed. The reference plate FP is disposed at a corner surrounded by the two movable mirrors IMx and IMy on the wafer stage WST, and forms a light-shielding layer such as chromium on the surface of a low expansion coefficient transparent material such as a quartz plate. A part is etched in the shape of the reference marks FM1 and FM2. The reference mark FM1 is
Off-axis wafer alignment system (4A,
4B, 4C), and the reference mark FM2 is T
It can be detected by a TR alignment system (1A, 1B) or a TTL alignment system (2X, 3X; 2Y, 3Y).

【００１９】これら基準マークＦＭ１、ＦＭ２のＸ方向
の間隔は、サブミクロンの精度で正確に作られている
が、残留配置誤差量がある場合は、その値を予め精密に
計測して装置定数として求められているものとする。図
３は、ウェハステージＷＳＴ上の各部材の配置を示す平
面図で、ウェハＷはウェハステージＷＳＴ上で微小回転
可能なウェハホルダＷＨに載置され、真空吸着される。
本実施例では、ウェハＷの直線状の切り欠きＯＦがＸ軸
と平行になるように機械的にプリアライメントされてか
らウェハホルダＷＨ上に載置される。The intervals between the fiducial marks FM1 and FM2 in the X direction are accurately formed with submicron precision. If there is a residual placement error amount, the value is precisely measured in advance and set as a device constant. Shall be sought. FIG. 3 is a plan view showing the arrangement of each member on wafer stage WST. Wafer W is mounted on wafer holder WH which can be microrotated on wafer stage WST, and is vacuum-sucked.
In this embodiment, the wafer W is placed on the wafer holder WH after being mechanically pre-aligned so that the linear cutout OF of the wafer W is parallel to the X axis.

【００２０】図３に示すように、投影レンズＰＬの鏡筒
下端部の直径の中心（光軸ＡＸ）と対物レンズ４Ｂの視
野とは極力接近するように配置される。このように、投
影レンズＰＬと基準板ＦＰとを配置したとき、ウェハＷ
は投影レンズＰＬの直下の位置から図中、右斜め下へ最
も移動しているため、この状態でウェハＷのローディン
グ、アンローディングが可能である。この配置は、例え
ば特開昭６３−２２４３２６号公報に開示されている。As shown in FIG. 3, the center of the diameter (optical axis AX) of the lower end of the lens barrel of the projection lens PL and the field of view of the objective lens 4B are arranged as close as possible. Thus, when the projection lens PL and the reference plate FP are arranged, the wafer W
Is moved from the position immediately below the projection lens PL to the diagonally lower right in the figure, and the loading and unloading of the wafer W can be performed in this state. This arrangement is disclosed in, for example, JP-A-63-224326.

【００２１】図４は、基準板ＦＰ上の基準マークＦＭ
１、ＦＭ２の詳細なマーク配置を示す平面図である。図
４において、Ｘ軸と平行な直線ＬＸとＹ軸と平行な直線
ＬＹ２との交点が基準マークＦＭ２の中心であり、ベー
スライン計測時には、その交点が投影レンズＰＬの光軸
ＡＸとほぼ一致する。本実施例では、その交点上に発光
型の十字状スリットマークＩＦＳが配置され、露光光と
同一波長の照明光が基準板ＦＰの裏側から発光スリット
マークＩＦＳを含む局所領域ＩＳａのみを照明する。ま
た直線ＬＸ上で発光スリットマークＩＦＳを挾む対称的
な２ヶ所には、レチクルマークＲＭ１、ＲＭ２の夫々の
配置に対応した基準マークＦＭ２Ａ、ＦＭ２Ｂが設けら
れている。このマークＦＭ２Ａ、ＦＭ２Ｂは基準板ＦＰ
上のクロム層を十字状のスリットでエッチングしたもの
で、マークＦＭ２ＡはレチクルマークＲＭ１とアライメ
ントされ、マークＦＭ２ＢはレチクルマークＲＭ２とア
ライメントされる。FIG. 4 shows a reference mark FM on a reference plate FP.
1 is a plan view showing a detailed mark arrangement of FM2. In FIG. 4, the intersection of a straight line LX parallel to the X axis and a straight line LY2 parallel to the Y axis is the center of the reference mark FM2, and the intersection substantially coincides with the optical axis AX of the projection lens PL at the time of baseline measurement. . In this embodiment, a light-emitting cross-shaped slit mark IFS is arranged on the intersection, and illumination light having the same wavelength as the exposure light illuminates only the local area ISa including the light-emitting slit mark IFS from the back side of the reference plate FP. Reference marks FM2A and FM2B corresponding to the respective positions of the reticle marks RM1 and RM2 are provided at two symmetrical positions sandwiching the light emitting slit mark IFS on the straight line LX. The marks FM2A and FM2B are the reference plate FP
The mark FM2A is aligned with the reticle mark RM1, and the mark FM2B is aligned with the reticle mark RM2.

【００２２】発光スリットマークＩＦＳの中心（交点）
を原点とする円形領域ＰＩＦは投影レンズＰＬの投影視
野領域であり、本実施例の場合、図２に示したＸ方向用
のＴＴＬアライメント系（２Ｘ、３Ｘ）によって検出可
能なマークＬＩＭｘが視野領域ＰＩＦ内の直線ＬＹ２上
に配置され、Ｙ方向用のＴＴＬアライメント系（２Ｙ、
３Ｙ）によって検出可能な２つのマークＬＩＭｙとＬＳ
Ｍｙが視野領域ＰＩＦの直線ＬＸ上に配置される。各マ
ークの詳しい配置関係については、さらに後で述べる
が、本実施例では、２つのＴＴＬアライメント系１Ａ、
１Ｂがそれぞれ、レチクルマークＲＭ１、ＲＭ２と基準
マークＦＭ２Ａ、ＦＭ２Ｂとを同時に検出している状態
で、Ｘ方向用のＴＴＬアライメント系（２Ｘ、３Ｘ）が
マークＬＩＭｘを検出し、Ｙ方向用のＴＴＬアライメン
ト系（２Ｙ、３Ｙ）ができるように、各マークＦＭ２
Ａ、ＦＭ２Ｂ、ＬＩＭｘ、ＬＩＭｙを配置した。一方、
直線ＬＹ２からＸ方向に一定距離だけ離れて設定された
直線ＬＹ１はＹ軸と平行であり、この直線ＬＹ１と直線
ＬＸの交点上には、オフ・アクシス・アライメント系の
対物レンズ４Ｂの視野ＭＩＦ内に包含され得る大きさの
基準マークＦＭ１が形成される。マークＦＭ１は２次元
のアライメントが可能なように、Ｘ方向と、Ｙ方向の夫
々と平行に設けた複数のラインパターンの集合体であ
る。尚、以上の説明から明らかなように、基準板ＦＰ
は、直線ＬＹ１がＸ−Ｙ平面内で、干渉計ＩＦＹ１のビ
ームの中心線（測長軸）と極力一致し、直線ＬＹ２が干
渉計ＩＦＹ２のビームの中心線（測長軸）と極力一致す
るように（すなわち極力回転ずれを起こさないように）
ウェハステージＷＳＴ上に固定される。The center (intersection) of the emission slit mark IFS
Is the projection field of view of the projection lens PL. In the case of this embodiment, the mark LIMx detectable by the TTL alignment system (2X, 3X) for the X direction shown in FIG. A TTL alignment system (2Y,
3Y), two marks LIMy and LS detectable by
My is arranged on the straight line LX of the visual field region PIF. Although the detailed arrangement relationship of each mark will be described later, in this embodiment, two TTL alignment systems 1A,
1B simultaneously detects the reticle marks RM1 and RM2 and the reference marks FM2A and FM2B, respectively, the TTL alignment system for the X direction (2X, 3X) detects the mark LIMx, and the TTL alignment for the Y direction. System (2Y, 3Y), each mark FM2
A, FM2B, LIMx and LIMy were arranged. on the other hand,
A straight line LY1 set at a predetermined distance in the X direction from the straight line LY2 is parallel to the Y axis, and the intersection of the straight line LY1 and the straight line LX is within the field of view MIF of the objective lens 4B of the off-axis alignment system. The reference mark FM1 having a size that can be included in the reference mark FM is formed. The mark FM1 is an aggregate of a plurality of line patterns provided in parallel with each other in the X direction and the Y direction so that two-dimensional alignment can be performed. Incidentally, as is apparent from the above description, the reference plate FP
Is that the straight line LY1 matches as much as possible with the center line (measuring axis) of the beam of the interferometer IFY1 in the XY plane, and the straight line LY2 matches as much as possible with the center line (measuring axis) of the beam of the interferometer IFY2. (That is, to minimize the rotational deviation)
Fixed on wafer stage WST.

【００２３】さらに、直線ＬＸとＬＹ１との交点を挾ん
で直線ＬＸ上の対称的な位置に、２つの基準マークＦＭ
２Ｃ、ＦＭ２Ｄが設けられている。基準マークＦＭ２
Ｃ、ＦＭ２Ｄは基準マークＦＭ２Ａ、ＦＭ２Ｂと全く同
じ形状、大きさの十字状スリットパターンであり、その
Ｘ方向の間隔も、マークＦＭ２Ａ、ＦＭ２Ｂの間隔と全
く同一である。尚、図４中のマークＬＳＭｘはＸ方向用
のＴＴＬアライメント系（２Ｘ、３Ｘ）で検出されるも
ので、基準マークＦＭ２ＢのＸ座標値と同一位置に設け
られる。Further, two reference marks FM are provided at symmetric positions on the straight line LX with respect to the intersection of the straight lines LX and LY1.
2C and FM2D are provided. Fiducial mark FM2
C and FM2D are cross-shaped slit patterns of exactly the same shape and size as the reference marks FM2A and FM2B, and the interval in the X direction is exactly the same as the interval between the marks FM2A and FM2B. The mark LSMx in FIG. 4 is detected by the TTL alignment system (2X, 3X) for the X direction, and is provided at the same position as the X coordinate value of the reference mark FM2B.

【００２４】図５は、基準板ＦＰ上の基準マークＦＭ２
側の各マーク配置のみを拡大したもので、投影レンズＰ
Ｌの投影視野領域ＰＩＦの中心を発光スリットマークＩ
ＦＳの交点に合致させた状態を示す。図５には、さらに
その状態で理想的に位置決めされたレチクルＲの外形と
パターン領域ＰＡの外形との位置関係を２点鎖線で表わ
してある。ＴＴＬアライメント系用のマークＬＩＭｘ、
ＬＩＭｙは投影視野ＰＩＦの最外周に位置するが、これ
はＴＴＬアライメント系の先端のミラー２Ｘ、２Ｙがパ
ターン領域ＰＡの投影領域を遮光しないように配置した
からである。この状態で、基準マークＦＭ２Ａは、レチ
クルマークＲＭ１と整合され得るが、レチクルマークＲ
Ｍ１（ＲＭ２も同じ）は、図６に示したように、Ｘ方向
に延びたダブルスリットマークＲＭ１ｙとＹ方向に延び
たダブルスリットマークＲＭ１ｘとで構成され、これら
マークＲＭ１ｙ、ＲＭ１ｘは矩形の遮光体ＳＢに囲まれ
た透明部に暗部として作られる。基準マークＦＭ２Ａの
十字状スリットのうち、Ｘ方向に延びたスリットがダブ
ルスリットマークＲＭ１ｙに挾み込まれ、Ｙ方向に延び
たスリットがダブルスリットマークＲＭ１ｘに挾み込ま
れることで、理想的なアライメントが達成されたことに
なる。FIG. 5 shows a reference mark FM2 on the reference plate FP.
Only the arrangement of each mark on the side is enlarged, and the projection lens P
The center of the projection field area PIF of L is the emission slit mark I
The state where it matched with the intersection of FS is shown. FIG. 5 further shows the positional relationship between the outer shape of the reticle R and the outer shape of the pattern area PA, which are ideally positioned in this state, by a two-dot chain line. TTL alignment mark LIMx,
LIMy is located at the outermost periphery of the projection field of view PIF, because the mirrors 2X and 2Y at the tip of the TTL alignment system are arranged so as not to shield the projection area of the pattern area PA. In this state, the reference mark FM2A can be aligned with the reticle mark RM1, but the reticle mark R
As shown in FIG. 6, M1 (same for RM2) is composed of a double slit mark RM1y extending in the X direction and a double slit mark RM1x extending in the Y direction, and these marks RM1y and RM1x are rectangular light shields. It is formed as a dark part in a transparent part surrounded by SB. Of the cross-shaped slits of the reference mark FM2A, the slit extending in the X direction is sandwiched between the double slit marks RM1y, and the slit extending in the Y direction is sandwiched between the double slit marks RM1x, thereby achieving ideal alignment. Has been achieved.

【００２５】ここで、基準マークＦＭ２Ａの中心とマー
クＬＩＭｙの中心とのＸ方向の間隔Ｋ１と、発光スリッ
トマークＩＦＳの中心とマークＬＳＭｙの中心とのＸ方
向の間隔Ｋ２とは、図６に示した発光スリットマークＩ
ＦＳがレチクルマークＲＭ１をＹ方向走査するときのＸ
方向のオフセット量ΔＸｋ（ウェハ側換算値）だけ差を
もつように設定されている。すなわち、Ｋ１＝Ｋ２＋Δ
Ｘｋ、あるいはＫ１＝Ｋ２−ΔＸｋに設定されている。FIG. 6 shows a distance K1 between the center of the reference mark FM2A and the center of the mark LIMy in the X direction and a distance K2 between the center of the light-emitting slit mark IFS and the center of the mark LSMy in the X direction. Light emitting slit mark I
X when FS scans reticle mark RM1 in Y direction
It is set so as to have a difference by a direction offset amount ΔXk (wafer-side conversion value). That is, K1 = K2 + Δ
Xk or K1 = K2−ΔXk.

【００２６】さらにＸ方向用のＴＴＬアライメント系で
検出可能なマークＬＳＭｘのＸ方向の中心位置は、基準
マークＦＭ２ＢのＸ方向の中心位置と一致する。これは
２ヶ所の基準マークＦＭ２Ａ、ＦＭ２Ｂの各中心点と発
光スリットマークＩＦＳの中心とのＸ方向の間隔Ｋ３
が、ともに等しいときに成り立つ条件である。またマー
クＬＳＭｘのＹ方向の位置は、マークＬＩＭｘのＹ方向
の位置とほぼ等しいが、厳密には、発光マークＩＦＳの
中心とマークＬＩＭｘの中心とのＹ方向の間隔をＫ４、
発光マークＩＦＳの中心とマークＬＳＭｘの中心とのＹ
方向の間隔をＫ５としたとき、Ｋ４＝Ｋ５＋ΔＹｋ、又
はＫ４＝Ｋ５−ΔＹｋの関係に設定される。（尚、Ｋ
４、Ｋ５は図示を省略）。ここで、ΔＹｋは図６に示す
ように発光スリットマークＩＦＳがレチクルマークＲＭ
１のダブルスリットマークＲＭ１ｘをＸ方向に走査する
ときのＹ方向のオフセット量である。Further, the center position in the X direction of the mark LSMx detectable by the TTL alignment system for the X direction coincides with the center position in the X direction of the reference mark FM2B. This is the distance K3 in the X direction between the center of each of the two reference marks FM2A and FM2B and the center of the light emitting slit mark IFS.
Are the conditions that hold when both are equal. The position of the mark LSMx in the Y direction is substantially equal to the position of the mark LIMx in the Y direction.
Y between the center of the emission mark IFS and the center of the mark LSMx
Assuming that the interval in the direction is K5, a relationship of K4 = K5 + ΔYk or K4 = K5-ΔYk is set. (In addition, K
4, K5 is not shown). Here, ΔYk indicates that the emission slit mark IFS is the reticle mark RM as shown in FIG.
This is the offset amount in the Y direction when scanning one double slit mark RM1x in the X direction.

【００２７】次に、図７を参照してＴＴＲアライメント
系（１Ａ）の詳細な構成を説明する。レチクルマークＲ
Ｍ１の上方には全反射ミラー１００が４５°で斜設さ
れ、水平に配置された対物レンズ１０１の光軸をレチク
ルＲに対して垂直にする。このＴＴＲアライメント系は
同軸落射照明のために、ビームスプリッタ１０２、露光
波長の光を発生する光源１０３、照明光の遮断、通過を
切り替える。シャッター１０４、照明光を導びく光ファ
イバー１０５、光ファイバー１０５の射出端からの照明
光を集光して照明視野絞り１０７を均一照明するための
集光レンズ１０６、及び視野絞り１０７からの照明光を
ケーラー照明条件で対物レンズ１０１へ送光するレンズ
系１０９で構成された自己照明系を有する。こうして、
対物レンズ１０１はレチクルＲのマークＲＭ１が形成さ
れた遮光帯ＳＢの内側のみを照明する。これによってマ
ークＲＭ１からの反射光がミラー１００、対物レンズ１
０１を介してビームスプリッタ１０２で反射され、結像
レンズ１１０に入射する。マークＲＭ１の像光束は、ハ
ーフミラー１１１で２つに分割され、結像レンズ１１０
によってＸ方向検出用のＣＣＤカメラ１１２ＸとＹ方向
検出用のＣＣＤカメラ１１２Ｙの夫々の撮像面上に拡大
結像される。ＣＣＤカメラ１１２Ｘと１１２Ｙとは、マ
ークＲＭ１の拡大像に対する水平走査線の方向が互いに
直交するように配置されている。Next, the detailed configuration of the TTR alignment system (1A) will be described with reference to FIG. Reticle mark R
Above M1, a total reflection mirror 100 is inclined at 45 ° to make the optical axis of the horizontally arranged objective lens 101 perpendicular to the reticle R. The TTR alignment system switches between a beam splitter 102, a light source 103 that generates light of an exposure wavelength, and blocking and passing of illumination light for coaxial epi-illumination. A shutter 104, an optical fiber 105 for guiding illumination light, a condenser lens 106 for condensing illumination light from an exit end of the optical fiber 105 to uniformly illuminate an illumination field stop 107, and a Koehler for applying illumination light from the field stop 107. It has a self-illumination system composed of a lens system 109 for transmitting light to the objective lens 101 under illumination conditions. Thus,
The objective lens 101 illuminates only the inside of the light-shielding band SB on which the mark RM1 of the reticle R is formed. As a result, the reflected light from the mark RM1 is reflected by the mirror 100 and the objective lens 1
The light is reflected by the beam splitter 102 via the optical system 01 and enters the imaging lens 110. The image light flux of the mark RM1 is split into two by the half mirror 111,
As a result, an enlarged image is formed on each imaging surface of the CCD camera 112X for detecting the X direction and the CCD camera 112Y for detecting the Y direction. The CCD cameras 112X and 112Y are arranged so that the directions of horizontal scanning lines with respect to the enlarged image of the mark RM1 are orthogonal to each other.

【００２８】この際、マークＲＭ１を含む遮光帯ＳＢの
内側領域の直下に、基準板ＦＰ上の基準マークＦＭ２Ａ
が位置すると、ＣＣＤ１１２Ｘ、１１２Ｙは基準マーク
ＦＭ２Ａの十字状のスリットを黒線として撮像する。画
像処理回路１１３Ｘは、ＣＣＤカメラ１１２Ｘからの画
像信号をデジタル波形処理し、基準マークＦＭ２ＡのＹ
方向に延びたスリットと、レチクルマークＲＭ１のダブ
ルスリットマークＲＭ１ｘとのＸ方向（水平走査線方
向）の位置ずれ量を求める。画像処理回路１１３ＹはＣ
ＣＤカメラ１１２Ｙからの画像信号をデジタル波形処理
して、基準マークＦＭ２ＡのＸ方向に延びたスリット
と、レチクルマークＲＭ１のダブルスリットマークＲＭ
１ｙとのＹ方向（水平走査線方向）の位置ずれ量を求め
る。主制御系１１４は、処理回路１１３Ｘ、１１３Ｙで
求められた基準マークＦＭ２ＡとレチクルマークＲＭ１
とのＸ、Ｙ方向の位置ずれ量が予め設定した許容範囲外
のときには、レチクルステージＲＳＴの駆動系１１５を
制御して、レチクルＲの位置を補正する。At this time, the reference mark FM2A on the reference plate FP is located immediately below the inner area of the light-shielding band SB including the mark RM1.
Is located, the CCDs 112X and 112Y take an image of the cross-shaped slit of the reference mark FM2A as a black line. The image processing circuit 113X subjects the image signal from the CCD camera 112X to digital waveform processing, and outputs the Y signal of the reference mark FM2A.
A positional shift amount in the X direction (horizontal scanning line direction) between the slit extending in the direction and the double slit mark RM1x of the reticle mark RM1 is obtained. The image processing circuit 113Y is C
An image signal from the CD camera 112Y is subjected to digital waveform processing, and a slit extending in the X direction of the reference mark FM2A and a double slit mark RM of the reticle mark RM1.
The position deviation amount in the Y direction (horizontal scanning line direction) from 1y is obtained. The main control system 114 includes a reference mark FM2A and a reticle mark RM1 determined by the processing circuits 113X and 113Y.
When the amount of displacement in the X and Y directions is outside the preset allowable range, the drive system 115 of the reticle stage RST is controlled to correct the position of the reticle R.

【００２９】駆動系１１５は、図２に示した３つの干渉
計ＩＲＸ、ＩＲＹ、ＩＲθによってレチクルステージＲ
ＳＴの補正前の位置（Ｘ、Ｙ、θ）を検出しており、補
正後に３つの干渉計ＩＲＸ、ＩＲＹ、ＩＲθが検出すべ
き計測値を演算によって求めている。従って駆動系１１
５は、３つの干渉計ＩＲＸ、ＩＲＹ、ＩＲθの各々の計
測値が、補正後に検出されるべき計測値になるように、
レチクルステージＲＳＴを位置サーボ制御によって位置
決めする。また主制御系１１４は、ウェハステージＷＳ
Ｔの移動を、干渉計ＩＦＸ、ＩＦＹ1 、又はＩＦＹ2 の
計測値に基づいて位置サーボ制御する駆動系１１６も制
御する。The drive system 115 is driven by the three interferometers IRX, IRY and IRθ shown in FIG.
The position (X, Y, θ) before the correction of ST is detected, and the measurement values to be detected by the three interferometers IRX, IRY, and IRθ after the correction are calculated. Therefore, the driving system 11
5 is such that the measured values of the three interferometers IRX, IRY, IRθ are the measured values to be detected after the correction.
Reticle stage RST is positioned by position servo control. The main control system 114 includes a wafer stage WS
The drive system 116 for controlling the movement of T based on the position servo control based on the measured value of the interferometer IFX, IFY1, or IFY2 is also controlled.

【００３０】さて、図７に示したＴＴＬアライメント系
１Ａには、基準板ＦＰ上の発光マークＩＦＳからの照明
光を、投影レンズＰＬ、レチクルＲの遮光帯ＳＢの内部
の透明部、ミラー１００、対物レンズ１０１、ビームス
プリッタ１０２、レンズ系１０９及びビームスプリッタ
１０８を介して検出する発光マーク受光系が設けられ
る。この発光マーク受光系はレンズ系１２０と光電セン
サー（フォトマルチプライヤー）１２１等で構成され、
光電センサー１２１の受光面は投影レンズＰＬの瞳Ｅ
Ｐ、及び対物レンズ１０１とレンズ系１０９との間の瞳
面と、共役に配置される。光電センサー１２１は、発光
マークＩＦＳがレチクルマークＲＭ１（又はＲＭ２）を
走査したときに変化する透過光量を光電検出し、その変
化に応じた光電信号ＳＳＤを出力する。この光電信号Ｓ
ＳＤの処理は、ウェハステージＷＳＴの走査に伴って干
渉計ＩＦＸ、ＩＦＹ２から出力されるアップダウンパル
ス（例えば０．０２μｍの移動量毎に１パルス）に応答
して信号波形をデジタルサンプリングし、メモリに記憶
することで行なわれる。Now, the TTL alignment system 1A shown in FIG. 7 transmits the illumination light from the light emitting mark IFS on the reference plate FP to the projection lens PL, the transparent portion inside the light shielding band SB of the reticle R, the mirror 100, A light emitting mark light receiving system for detection via the objective lens 101, the beam splitter 102, the lens system 109, and the beam splitter 108 is provided. This light emitting mark light receiving system is composed of a lens system 120 and a photoelectric sensor (photomultiplier) 121 and the like.
The light receiving surface of the photoelectric sensor 121 is the pupil E of the projection lens PL.
P and a pupil plane between the objective lens 101 and the lens system 109 are conjugated with each other. The photoelectric sensor 121 photoelectrically detects the amount of transmitted light that changes when the light emitting mark IFS scans the reticle mark RM1 (or RM2), and outputs a photoelectric signal SSD corresponding to the change. This photoelectric signal S
In the processing of the SD, the signal waveform is digitally sampled in response to an up / down pulse (for example, one pulse every 0.02 μm of movement amount) output from the interferometers IFX and IFY2 in accordance with the scanning of the wafer stage WST, and the memory It is performed by memorizing it.

【００３１】次に図８を参照して、図２中のＴＴＬアラ
イメント系（２Ｙ、３Ｙ）の構成の一例を説明する。本
実施例で使用するＴＴＬアライメント系は、Ｈｅ−Ｎｅ
レーザ光源１３０からの赤色光をマーク照明光として利
用し、ウェハＷのレジスト層によるマーク反射光検出時
の影響、及びレジスト層の感光を防止している。さら
に、このＴＴＬアライメント系には、マーク検出原理の
異なる２つのアライメントセンサーが組み込まれてお
り、対物レンズ３Ｙを共有化して２つのアライメントセ
ンサーを択一的に使うようにしてある。このような構成
は、特開平２−２７２３０５号公報、又は特開平２−２
８３０１１号公報に詳細に開示されているので、ここで
は簡単に説明する。Next, an example of the configuration of the TTL alignment system (2Y, 3Y) in FIG. 2 will be described with reference to FIG. The TTL alignment system used in this embodiment is He-Ne
The red light from the laser light source 130 is used as mark illumination light, thereby preventing the influence of the resist layer of the wafer W when detecting the mark reflected light and preventing the resist layer from being exposed to light. Further, the TTL alignment system incorporates two alignment sensors having different mark detection principles, and uses the objective lens 3Y in common to selectively use the two alignment sensors. Such a configuration is disclosed in JP-A-2-272305 or JP-A-2-2-2305.
Since this is disclosed in detail in Japanese Patent Publication No. 83011, a brief description will be given here.

【００３２】レーザ光源１３０からのＨｅ−Ｎｅレーザ
光はビームスプリッタ１３１で分割され、相補的に開閉
されるシャッター１３２Ａ、１３２Ｂに至る。図８では
シャッター１３２Ａが開き、シャッター１３２Ｂが閉じ
た状態にあり、レーザ光は２光束干渉アライメント（Ｌ
ＩＡ）方式の送光系１３３Ａへ入射する。この送光系１
３３Ａは、入射したビームを２本のレーザビームに分割
し、音響光学変調素子を用いて２本のレーザビームに一
定の周波数差を与えて出力するものである。図８の場
合、送光Ａ１３３Ａから出力される２本のレーザビーム
は同図の紙面と垂直な方向に平行に並んでいる。この２
本のレーザビームはハーフミラー１３４で反射され、さ
らにビームスプリッタ１３５で２つに分割される。ビー
ムスプリッタ１３５で反射した２つのレーザビームは対
物レンズ３Ｙによってウェハ共役面の絞りＡＰＡ上で交
差する。絞りＡＰＡを通った２本の平行なレーザビーム
はミラー２Ｙで反射して投影レンズＰＬに入射し、ウェ
ハＷ上、又は基準板ＦＰ上で再度交差する。この２本の
レーザビームが交差する領域内には、１次元の干渉縞が
作られ、その干渉縞は２本のビームの周波数差に応じた
速度で干渉縞のピッチ方向に流れる。The He-Ne laser light from the laser light source 130 is split by the beam splitter 131 and reaches shutters 132A and 132B which are opened and closed complementarily. In FIG. 8, the shutter 132A is open and the shutter 132B is closed, and the laser beam is subjected to two-beam interference alignment (L
The light enters the light transmission system 133A of the IA) system. This light transmission system 1
33A divides an incident beam into two laser beams, and outputs the two laser beams by giving a certain frequency difference using an acousto-optic modulator. In the case of FIG. 8, two laser beams output from the light transmission A133A are arranged in parallel in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. This 2
This laser beam is reflected by the half mirror 134 and further split into two by the beam splitter 135. The two laser beams reflected by the beam splitter 135 intersect on the aperture APA on the wafer conjugate plane by the objective lens 3Y. The two parallel laser beams that have passed through the stop APA are reflected by the mirror 2Y, enter the projection lens PL, and intersect again on the wafer W or the reference plate FP. One-dimensional interference fringes are formed in the region where the two laser beams intersect, and the interference fringes flow in the pitch direction of the interference fringes at a speed corresponding to the frequency difference between the two beams.

【００３３】そこで、図４、図５に示したマークＬＩＭ
ｙ、ＬＩＭｘを、干渉縞と平行な回折格子とすると、そ
の回折格子状のマークＬＩＭｘ、ＬＩＭｙからは周波数
差に応じたビート周波数で強度変化する干渉ビート光が
発生する。マークＬＩＭｘ、ＬＩＭｙの回折格子のピッ
チと干渉縞のピッチとを、ある一定の関係にすると、そ
の干渉ビート光はウェハＷ、又は基準板ＦＰから垂直に
発生し、投影レンズＰＬを介して２本の送光ビームの光
路に沿って、ミラー２Ｙ、絞りＡＰＡ、及び対物レンズ
３Ｙの順に戻ってくる。干渉ビート光はビームスプリッ
タ１３５を一部透過して、光電検出器１３９に達する。
光電検出器１３９の受光面は投影レンズＰＬの瞳面ＥＰ
とほぼ共役に配置される。また光電検出器１３９の受光
面には複数の光電素子（フォトダイオード、フォトトラ
ンジスタ等）が互いに分離して配置され、干渉ビート光
は光電検出器１３９の中心（瞳面の中心）に位置する光
電素子で受光される。その光電信号はビート周波数と等
しい周波数の正弦波状の交流信号となり、位相差計測回
路１４０に入力する。Therefore, the mark LIM shown in FIGS.
Assuming that y and LIMx are diffraction gratings parallel to the interference fringes, interference beat light whose intensity changes at a beat frequency corresponding to the frequency difference is generated from the diffraction grating marks LIMx and LIMy. Assuming that the pitch of the diffraction grating of the marks LIMx and LIMy and the pitch of the interference fringes have a certain relationship, the interference beat light is generated perpendicularly from the wafer W or the reference plate FP, and is transmitted through the projection lens PL. Along the optical path of the transmitted light beam, the mirror 2Y, the aperture APA, and the objective lens 3Y return in this order. The interference beat light partially passes through the beam splitter 135 and reaches the photoelectric detector 139.
The light receiving surface of the photoelectric detector 139 is the pupil plane EP of the projection lens PL.
And are arranged approximately conjugate. In addition, a plurality of photoelectric elements (photodiodes, phototransistors, etc.) are separately arranged on the light receiving surface of the photoelectric detector 139, and the interference beat light is generated at the center of the photoelectric detector 139 (the center of the pupil plane). The light is received by the element. The photoelectric signal becomes a sine wave AC signal having a frequency equal to the beat frequency, and is input to the phase difference measurement circuit 140.

【００３４】また、ビームスプリッタ１３５を透過した
２本の送光ビームは、逆フーリエ変換レンズ１３６によ
って透過型の基準格子板１３７上で平行光束となって交
差する。従って基準格子板１３７上には、１次元の干渉
縞が形成され、この干渉縞はビート周波数に応じた速度
で一方向に流れる。光電素子１３８は基準格子板１３７
から同軸に発生する±１次回折光の干渉光、又は０次光
と２次回折光との干渉光のいずれか一方を受光する。こ
れら干渉光も、ビート周波数と等しい周波数で正弦波状
に強度変化し、光電素子１３８はビート周波数と等しい
周波数の交流信号を、基準信号として位相差計測回路１
４０に出力する。The two transmitted light beams transmitted through the beam splitter 135 intersect as parallel light beams on a transmission type reference grating plate 137 by an inverse Fourier transform lens 136. Therefore, one-dimensional interference fringes are formed on the reference grating plate 137, and the interference fringes flow in one direction at a speed corresponding to the beat frequency. The photoelectric element 138 includes a reference grid plate 137.
One of the interference light of the ± 1st-order diffracted light and the interference light of the 0th-order light and the 2nd-order diffracted light generated coaxially from the light source is received. These interference lights also change in intensity in a sinusoidal manner at a frequency equal to the beat frequency, and the photoelectric element 138 uses an AC signal having a frequency equal to the beat frequency as a reference signal to generate the phase difference measurement circuit 1.
Output to 40.

【００３５】位相差計測回路１４０は、光電素子１３８
からの基準信号を基準として、光電検出器１３９からの
交流信号の位相差Δφ（±１８０°以内）を求め、その
位相差Δφに対応した基準板ＦＰ上のマークＬＩＭｙ
（又は同等のウェハ上のマーク）のＹ方向、すなわち格
子ピッチ方向の位置ずれ量の情報ＳＳＢを、図７中の主
制御系１１４へ出力する。位置ずれ検出の分解能は、マ
ークＬＩＭｙのピッチと、このマーク上に照射される干
渉縞のピッチとの関係、及び位相差検出回路の分解能に
よって決まるが、位相差検出分解能が±１°であるとす
ると、マークＬＩＭｙの格子ピッチＰｇを８μｍ、干渉
縞のピッチＰｆをＰｇ／２としたとき、位置ずれ検出分
解能は、±（１°／１８０°）×（Ｐｇ／４）で表わさ
れ、約±0.０１μｍとなる。The phase difference measuring circuit 140 includes a photoelectric element 138
, The phase difference Δφ (within ± 180 °) of the AC signal from the photoelectric detector 139 is determined based on the reference signal from
The information SSB of the displacement amount in the Y direction (or equivalent mark on the wafer), that is, in the lattice pitch direction, is output to the main control system 114 in FIG. The resolution of the displacement detection is determined by the relationship between the pitch of the mark LIMy and the pitch of the interference fringes irradiated on the mark, and the resolution of the phase difference detection circuit. If the phase difference detection resolution is ± 1 °. Then, assuming that the grid pitch Pg of the mark LIMy is 8 μm and the pitch Pf of the interference fringes is Pg / 2, the displacement detection resolution is represented by ± (1 ° / 180 °) × (Pg / 4), ± 0.01 μm.

【００３６】図７の主制御系１１４は、このような高分
解能のＬＩＡ方式のＴＴＬアライメント系からの位置ず
れ情報ＳＳＢに基づいて、ウェハステージＷＳＴの駆動
系１１６をサーボ制御し、基準板ＦＰ上のマークＬＩＭ
ｙが基準格子板１３７に対して常に一定の位置関係に追
い込まれるようにウェハステージＷＳＴをサーボロック
することができる。The main control system 114 shown in FIG. 7 servo-controls the drive system 116 of the wafer stage WST on the basis of the positional deviation information SSB from the TTL alignment system of the high resolution LIA system, Mark LIM
Wafer stage WST can be servo-locked so that y is always driven into a fixed positional relationship with reference lattice plate 137.

【００３７】ただし、サーボロックを行なう場合は、光
電素子１３８と光電検出器１３９の夫々からの信号の位
相差が所定の値に安定していればよいので、ことさら、
位相差を位置ずれ量に変換する必要はなく、位相差の変
化量のみを検出するだけでサーボロックが可能である。
ＴＴＬアライメント系のもう１つの検出方式は、先に掲
げた特開平２−２３３０１１号公報にも開示されている
ように、マーク検出方向と直交する方向に延びたスッリ
ト状のレーザスポット光に対してマークを走査し、その
マークから発生する回折、散乱光を光電検出して得られ
る信号レベルを、マーク走査のためのウェハステージＷ
ＳＴの移動に伴って生ずる干渉計ＩＦＸ、ＩＦＹ2 から
のアップダウンパルスに応答してデジタルサンプリング
する方式である。However, when performing servo lock, the phase difference between the signals from the photoelectric element 138 and the photoelectric detector 139 only needs to be stabilized at a predetermined value.
It is not necessary to convert the phase difference into the amount of positional deviation, and servo lock can be performed only by detecting the amount of change in the phase difference.
As another detection method of the TTL alignment system, as disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-233011, a slit laser spot light extending in a direction orthogonal to the mark detection direction is used. A mark is scanned, and a signal level obtained by photoelectrically detecting diffraction and scattered light generated from the mark is converted to a wafer stage W for mark scanning.
In this method, digital sampling is performed in response to an up / down pulse from the interferometers IFX and IFY2 generated as the ST moves.

【００３８】図８中のレーザステップアライメント（Ｌ
ＳＡ）方式の送光系１３３Ｂには、シャッター１３２Ａ
が閉じて、シャッター１３２Ｂが開いているときにレー
ザビームが入射する。入射したビームは、ビームエクス
パンダとシリンドリカルレンズの作用で、集光点のビー
ム断面が一方向に延びたスリット状に成形され、ビーム
スプリッタ１３４、１３５、レンズ系３Ｙ及びミラー２
Ｙを介して投影レンズＰＬに入射する。この際、絞ＡＰ
Ａは、Ｈｅ−Ｎｅレーザ光の波長のもとでウェハ面（基
準板ＦＰの面）と共役となっており、ビームはここにス
リット状に集光される。図８に示したＴＴＬアライメン
ト系の場合、ＬＳＡ方式で作られるビームスポットは、
投影視野ＰＩＦ内の静止した位置でＸ方向に延びたスリ
ット状に成形される。ウェハステージＷＳＴをＹ方向に
走査して、基準板ＦＰ上のマークＬＳＭｙがビームスポ
ットを横切るとき、このマークＬＳＭｙから発生した回
折光、又は散乱光が投影レンズＰＬ、ミラー２Ｙ、対物
レンズ３Ｙ、及びビームスプリッタ１３５を介して光電
検出器１３９に達し、中央の光電素子以外の周囲の光電
素子に受光される。この光電素子からの光電信号はＬＳ
Ａ処理回路１４２に入力され、ウェハステージＷＳＴ用
の干渉計ＩＦＹ２（又はＩＦＹ１）からのアップダウン
パルス信号ＵＤＰに応答してデジタルサンプリングされ
る。処理回路１４２はデジタルサンプリングされた信号
波形をメモリに記憶し、デジタル演算を用いた高速波形
処理によって、メモリ上の波形からＬＳＡ方式のスリッ
ト状スポット光のＹ方向の中心点とマークＬＳＭｙのＹ
方向の中心点とが精密に合致するときのウェハステージ
ＷＳＴのＹ座標値を算出し、マーク位置情報ＳＳＡとし
て出力する。この情報ＳＳＡは図７中の主制御系１１４
へ送られ、ウェハステージＷＳＴの駆動系１１６の駆動
制御に使われる。The laser step alignment (L
The SA) type light transmission system 133B includes a shutter 132A.
Is closed and the laser beam enters when the shutter 132B is open. The incident beam is shaped by a beam expander and a cylindrical lens into a slit shape in which the beam cross section at the focal point extends in one direction, and the beam splitters 134 and 135, the lens system 3Y, and the mirror 2
The light enters the projection lens PL via Y. At this time, aperture AP
A is conjugated to the wafer surface (the surface of the reference plate FP) under the wavelength of the He-Ne laser beam, and the beam is focused here in a slit shape. In the case of the TTL alignment system shown in FIG. 8, the beam spot created by the LSA method is
It is formed in a slit shape extending in the X direction at a stationary position in the projection field of view PIF. When the mark LSMy on the reference plate FP crosses the beam spot by scanning the wafer stage WST in the Y direction, the diffracted light or the scattered light generated from the mark LSMy causes the projection lens PL, the mirror 2Y, the objective lens 3Y, and The light reaches the photoelectric detector 139 via the beam splitter 135 and is received by peripheral photoelectric elements other than the central photoelectric element. The photoelectric signal from this photoelectric element is LS
The signal is input to the A processing circuit 142 and is digitally sampled in response to an up / down pulse signal UDP from the interferometer IFY2 (or IFY1) for the wafer stage WST. The processing circuit 142 stores the digitally sampled signal waveform in a memory, and performs high-speed waveform processing using digital calculation to determine the center point in the Y direction of the LSA type slit spot light and the Y of the mark LSMy from the waveform on the memory.
The Y coordinate value of wafer stage WST when the center point in the direction precisely matches is calculated and output as mark position information SSA. This information SSA is stored in the main control system 114 in FIG.
And is used for drive control of the drive system 116 of the wafer stage WST.

【００３９】また、ＬＳＡ処理回路１４２内には、図７
の光電センサー１２１からの光電信号ＳＳＤを、アップ
ダウンパルス信号ＵＤＰに応答してデジタルサンプリン
グするメモリと、メモリ内の信号波形を高速演算処理す
る回路とを有し、レチクルマークＲＭ１の投影レンズＰ
Ｌによる投影像と発光マークＩＦＳとが一致するときの
ウェハステージＷＳＴの座標値を、レチクルマークＲＭ
１の投影位置情報ＳＳＣとして主制御系１１４へ出力す
る。In the LSA processing circuit 142, FIG.
A memory for digitally sampling the photoelectric signal SSD from the photoelectric sensor 121 in response to the up / down pulse signal UDP, and a circuit for performing high-speed arithmetic processing on the signal waveform in the memory, and the projection lens P for the reticle mark RM1.
The coordinate value of wafer stage WST when the projected image by L and light-emitting mark IFS coincide with each other is indicated by reticle mark RM.
It is output to the main control system 114 as one projection position information SSC.

【００４０】次に、図９、図１０を参照して、オフ・ア
クシス・アライメント系ＯＷＡの詳細な構成を説明す
る。図１０はオフ・アクシス・アライメント系ＯＷＡの
構成を示し、ＩＭＰはウェハ表面、又は基準板ＦＰの表
面を表わし、対物レンズ４Ｂの視野ＭＩＦ内に位置した
表面領域の像は、プリズムミラー４Ａ、対物レンズ４
Ｂ、ミラー４Ｃ、レンズ系４Ｄ、及びハーフミラー４Ｅ
を介して指標板４Ｆ上に結像する。表面ＩＭＰを照明す
る光は、ハーフミラー４Ｅを介してレンズ系４Ｄ、ミラ
ー４Ｃ、対物レンズ４Ｂ、及びプリズム４Ａを介して表
面ＩＭＰへ進む。照明光はウェハのレジスト層への感度
が極めて低い波長域で３００nm程度のバンド幅を有す
る。Next, a detailed configuration of the off-axis alignment system OWA will be described with reference to FIGS. FIG. 10 shows the configuration of the off-axis alignment system OWA, IMP represents the surface of the wafer or the surface of the reference plate FP, and the image of the surface region located within the field of view MIF of the objective lens 4B is represented by the prism mirror 4A and the objective lens. Lens 4
B, mirror 4C, lens system 4D, and half mirror 4E
The image is formed on the index plate 4F via. The light illuminating the surface IMP proceeds to the surface IMP via the lens system 4D, the mirror 4C, the objective lens 4B, and the prism 4A via the half mirror 4E. The illumination light has a bandwidth of about 300 nm in a wavelength region where the sensitivity to the resist layer of the wafer is extremely low.

【００４１】指標板４Ｆは、図９に示すように透明ガラ
スの上に、遮光部による複数本（例えば４本）のライン
パターンから成る指標マークＴＭＸ１、ＴＭＸ２、ＴＭ
Ｙ１、ＴＭＹ２を形成したものである。図１０は、基準
板ＦＰ上に設定した直線ＬＸとＬＹ１との交点と指標板
４Ｆの中心とが一致した状態を表わす。指標マークＴＭ
Ｘ１、ＴＭＸ２は基準板ＦＰ上の基準マークＦＭ１をＸ
方向に挾み込むように設けられ、指標マークＴＭＹ１、
ＴＭＹ２は基準マークＦＭ１をＹ方向に挾み込むように
設けられている。As shown in FIG. 9, the index plate 4F has index marks TMX1, TMX2, TM formed of a plurality (for example, four) of line patterns formed by a light shielding portion on a transparent glass.
Y1 and TMY2 are formed. FIG. 10 shows a state where the intersection of the straight line LX and LY1 set on the reference plate FP coincides with the center of the index plate 4F. Index mark TM
X1 and TMX2 correspond to the reference mark FM1 on the reference plate FP.
The index marks TMY1,
TMY2 is provided so as to sandwich the reference mark FM1 in the Y direction.

【００４２】さて、視標板４Ｆ上の各指標マークと、基
準マークＦＭ１（又はウェハ上のマーク）の像とは、撮
像用の結像レンズ４Ｇとハーフミラー４Ｈを介して２つ
のＣＣＤカメラ４Ｘ、４Ｙ上に拡大結像される。ＣＣＤ
カメラ４Ｘの撮像領域は、視標板４Ｆ上では図９中の領
域４０Ｘに設定され、ＣＣＤカメラ４Ｙの撮像領域は、
領域４０Ｙに設定される。そしてＣＣＤカメラ４Ｘの水
平走査線は、指標マークＴＭＸ１、ＴＭＸ２のラインパ
ターンと直交するＸ方向に定められ、ＣＣＤカメラ４Ｙ
の水平走査線は指標マークＴＭＹ１、ＴＭＹ２のライン
パターンと直交するＹ方向に定められる。ＣＣＤカメラ
４Ｘ、４Ｙの各々からの画像信号は、画素毎に信号レベ
ルをデジタルサンプリングする回路、複数の水平走査線
毎に得られる画像信号（デジタル値）を換算平均する回
路、指標マークＴＭと基準マークＦＭ１とのＸ方向、Ｙ
方向の各位置ずれ量を高速に演算する回路等の波形処理
回路で処理され、その位置ずれ量の情報は図７の主制御
系１１４へ情報ＳＳＥとして送られる。Now, each index mark on the target plate 4F and the image of the reference mark FM1 (or the mark on the wafer) are connected to the two CCD cameras 4X via the imaging lens 4G for imaging and the half mirror 4H. , 4Y. CCD
The imaging area of the camera 4X is set to the area 40X in FIG. 9 on the optotype plate 4F, and the imaging area of the CCD camera 4Y is
It is set in the area 40Y. The horizontal scanning line of the CCD camera 4X is defined in the X direction orthogonal to the line patterns of the index marks TMX1 and TMX2, and the CCD camera 4Y
Are set in the Y direction orthogonal to the line patterns of the index marks TMY1 and TMY2. The image signal from each of the CCD cameras 4X and 4Y is digitally sampled for each pixel, a circuit for converting and averaging image signals (digital values) obtained for a plurality of horizontal scanning lines, an index mark TM and a reference mark. X direction with mark FM1, Y
The position shift amount in each direction is processed by a waveform processing circuit such as a circuit that calculates at high speed, and the information on the position shift amount is sent to the main control system 114 in FIG. 7 as information SSE.

【００４３】尚、本実施例の場合、オフ・アクシス・ア
ライメント系ＯＷＡの検出中心点とは、一例としてＸ方
向については２つの指標マークＴＭＸ１とＴＭＸ２のＸ
方向の２等分点であり、Ｙ方向については２つの指標マ
ークＴＭＹ１とＴＭＹ２のＹ方向の２等分点である。た
だし場合によっては、２つの指標マークＴＭＸ１、ＴＭ
Ｘ２のうち、例えばマークＴＭＸ２のみのＸ方向の中心
点を検出中心とすることもある。In the case of this embodiment, the detection center point of the off-axis alignment system OWA is, for example, the X-axis of the two index marks TMX1 and TMX2 in the X direction.
In the Y direction, the two index marks TMY1 and TMY2 are the bisecting points in the Y direction. However, in some cases, two index marks TMX1, TM
Of the X2, for example, a center point of only the mark TMX2 in the X direction may be set as the detection center.

【００４４】図１１は基準板ＦＰ上に形成された基準マ
ークＦＭ１の拡大図であり、Ｙ方向に延びたラインパタ
ーンをＸ方向に一定ピッチで複数本配列するとともに、
Ｘ方向に延びたラインパターンをＹ方向に一定ピッチで
複数本配列した２次元パターンとして形成される。この
基準マークＦＭ１のＸ方向の位置検出にあたっては、Ｃ
ＣＤカメラ４Ｘからの画像信号を波形処理回路で解析
し、Ｘ方向に並んだ複数本のラインパターンの各検出位
置（画素位置）の平均位置を基準マークＦＭ１のＸ方向
位置とし、指標マークＴＭＸ１、ＴＭＸ２の中心位置と
のずれ量を求めればよい。Ｙ方向に関する基準マークＦ
Ｍ１の検出、位置ずれ量の検出についてもＣＣＤカメラ
４Ｙによって同様に行なわれる。FIG. 11 is an enlarged view of the reference mark FM1 formed on the reference plate FP. A plurality of line patterns extending in the Y direction are arranged at a constant pitch in the X direction.
It is formed as a two-dimensional pattern in which a plurality of line patterns extending in the X direction are arranged at a constant pitch in the Y direction. When detecting the position of the reference mark FM1 in the X direction, C
The image signal from the CD camera 4X is analyzed by a waveform processing circuit, and the average position of each detection position (pixel position) of a plurality of line patterns arranged in the X direction is set as the X direction position of the reference mark FM1, and the index marks TMX1, The amount of deviation from the center position of TMX2 may be obtained. Reference mark F for Y direction
The detection of M1 and the detection of the amount of displacement are performed in the same manner by the CCD camera 4Y.

【００４５】ところで、先に図５で説明したように、Ｔ
ＴＲアライメント系とＴＴＬアライメント系とで検出さ
れる基準板ＦＰ上の各種マークの配置は、一定の位置関
係に定められているが、このことについて、さらに図１
２を参照して説明する。図１２は直線ＬＸ上に位置した
各マークの拡大図であり、マークＬＩＭｙはＹ方向に一
定ピッチ（例えば８μｍ）で格子要素を配列した回折格
子であり、マークＬＳＭｙは円形内に拡大して示すよう
に微小な正方形のドットパターンをＸ方向にピッチＰＳ
ｘで配列し、Ｙ方向にピッチＰＳｙで配列した２次元の
格子パターンである。マークＬＳＭｙはＹ方向用のＬＳ
Ａ方式のＴＴＬアライメント系のビームスポットで検出
されるものであり、ビームスポットはＸ方向にスリット
状に延び、Ｙ方向のビーム幅はドットパターンのＹ方向
の寸法とほぼ等しい。尚、Ｘ方向のピッチＰＳｘがマー
ク検出時の回折光発生に寄与するものであり、Ｙ方向の
ピッチＰＳｙはＹ方向に複数の格子マークを配列してマ
ルチマーク化するためのものである。従ってマルチマー
ク化する必要のないときは、直線ＬＸ上に並ぶ一例のド
ットパターン群のみがあればよい。By the way, as described above with reference to FIG.
The arrangement of various marks on the reference plate FP detected by the TR alignment system and the TTL alignment system is determined in a fixed positional relationship.
This will be described with reference to FIG. FIG. 12 is an enlarged view of each mark positioned on the straight line LX. The mark LIMy is a diffraction grating in which grating elements are arranged at a constant pitch (for example, 8 μm) in the Y direction, and the mark LSMy is shown enlarged in a circle. Pitch dot pattern in X direction
This is a two-dimensional lattice pattern arranged in x and arranged in the Y direction at a pitch PSy. Mark LSMy is LS for Y direction
The beam spot is detected by a beam spot of the TTL alignment system of the A type, and the beam spot extends in a slit shape in the X direction, and the beam width in the Y direction is substantially equal to the dimension of the dot pattern in the Y direction. The pitch PSx in the X direction contributes to the generation of diffracted light at the time of mark detection, and the pitch PSy in the Y direction is for arranging a plurality of grid marks in the Y direction to form a multi-mark. Therefore, when it is not necessary to perform multi-marking, only an example of a dot pattern group arranged on the straight line LX is required.

【００４６】また、Ｘ方向のピッチＰＳｘは、ビームス
ポットの波長と必要とされる１次回折光の回折角とによ
って一義的に決まるが、Ｙ方向のピッチＰＳｙはＰＳｘ
と等しいか、もしくはそれよりも大きければよい。さ
て、図５で説明したように、マークＬＩＭｙのＸ方向の
中心点と基準マークＦＭ２ＡのＸ方向の中心点との間隔
Ｋ１と、発光マークＩＦＳのＸ方向の中心点とマークＬ
ＳＭｙのＸ方向の中心点との間隔Ｋ２とは、Ｋ１＝Ｋ２
±ΔＸｋの関係にある。この条件は、本実施例における
ＬＩＡ方式のＴＴＬアライメント系のマーク検出領域
（干渉縞の照射領域）の中心と、ＬＳＡ方式のＴＴＬア
ライメント系のマーク検出中心点（ビームスポット）と
がほぼ一致しているために必要となったものであり、必
ずしも上記条件に限定されるものではない。Although the pitch PSx in the X direction is uniquely determined by the wavelength of the beam spot and the required diffraction angle of the first-order diffracted light, the pitch PSy in the Y direction is PSx
It is better if it is equal to or larger than. As described with reference to FIG. 5, the distance K1 between the center point of the mark LIMy in the X direction and the center point of the reference mark FM2A in the X direction, the center point of the light emitting mark IFS in the X direction, and the mark L
The distance K2 between the center point of SMy and the X direction is K1 = K2
There is a relationship of ± ΔXk. This condition is such that the center of the mark detection area (irradiation area of interference fringes) of the LIA TTL alignment system in this embodiment substantially coincides with the mark detection center point (beam spot) of the LSA TTL alignment system. This is necessary for the above, and is not necessarily limited to the above conditions.

【００４７】以上の図８で説明したＴＴＬアライメント
系は、Ｘ方向用についても全く同様に構成され、各マー
クのＸ方向の位置情報は主制御系１１４へ送られる。次
に、本実施例の装置（ステッパー）によるベースライン
計測及び、各種アライメントの動作について説明する
が、その前に基準板ＦＰのウェハステージＷＳＴへの取
り付け誤差に対する補正について述べる。基準板ＦＰの
取り付け誤差のうち最終的な精度に影響するものは、基
準板ＦＰの座標系ＸＹ内での残留回転誤差である。The TTL alignment system described above with reference to FIG. 8 is configured in exactly the same manner for the X direction, and the position information of each mark in the X direction is sent to the main control system 114. Next, baseline measurement and various alignment operations performed by the apparatus (stepper) of the present embodiment will be described. Before that, correction of an error in mounting the reference plate FP to the wafer stage WST will be described. Among the mounting errors of the reference plate FP, those that affect the final accuracy are residual rotation errors in the coordinate system XY of the reference plate FP.

【００４８】従来、この種の基準板をウェハステージ上
に取り付ける際、セットネジ等で微調整可能な金物を介
して固定することも提案されている（例えば特開昭５５
−１３５８３１号公報）。しかしながら、経時的な変動
を考えると、微調整機構を介した基準板の固定方法は精
度安定化の点で極めて不利であろう。そのため、基準板
ＦＰはウェハステージ上に微動（nmオーダ）すらできな
いように固着しておくことが望ましい。Conventionally, when this type of reference plate is mounted on a wafer stage, it has also been proposed to fix the reference plate via a metal which can be finely adjusted with a set screw or the like (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-55).
-135831). However, considering the change over time, the method of fixing the reference plate via the fine adjustment mechanism would be extremely disadvantageous in terms of stabilization of accuracy. For this reason, it is desirable that the reference plate FP be fixed on the wafer stage so as not to be able to move even slightly (on the order of nm).

【００４９】いずれの固定方法にしても、本実施例で
は、基準板ＦＰの残留回転誤差量を予め求めておくよう
にした。ここで言う残留回転誤差とは、例えば図４に示
した基準板ＦＰ上に設定される直線ＬＸと、図３に示し
た移動鏡ＩＭｙの反射面との平行度を意味する。ウェハ
ステージＷＳＴの座標位置管理は、すべて干渉計ＩＦ
Ｘ、ＩＦＹ１（又はＩＦＹ２）を基準としているから、
移動鏡ＩＭｘ、ＩＭｙの各反射面が座標位置計測の基準
になっていると言える。従って移動鏡ＩＭｙの反射面と
基準板ＦＰ上の直線ＬＸとの平行度が問題になる。また
取り付け誤差として、移動鏡ＩＭｙの反射面と直交する
Ｙ方向と、移動鏡ＩＭｘの反射面と直交するＸ方向との
各方向への平行ずれに関してはウェハステージＷＳＴの
位置決めで対応できるため、ほとんど問題にならない。In any of the fixing methods, in the present embodiment, the residual rotation error amount of the reference plate FP is determined in advance. The residual rotation error mentioned here means, for example, the parallelism between the straight line LX set on the reference plate FP shown in FIG. 4 and the reflecting surface of the movable mirror IMy shown in FIG. All coordinate position management of wafer stage WST is performed by interferometer IF
X, IFY1 (or IFY2)
It can be said that each reflecting surface of the movable mirrors IMx and IMy is a reference for coordinate position measurement. Therefore, the parallelism between the reflection surface of the movable mirror IMy and the straight line LX on the reference plate FP poses a problem. Further, as an attachment error, parallel displacement in each of the Y direction orthogonal to the reflecting surface of the movable mirror IMy and the X direction orthogonal to the reflecting surface of the movable mirror IMx can be dealt with by the positioning of the wafer stage WST. It doesn't matter.

【００５０】さて、基準板ＦＰの残留回転誤差は、図示
したステッパーによる自己計測によって求めてもよい
し、ウェハを使った試し焼きによって求めてもよい。こ
こでは、一例として自己計測による方法を説明する。図
示したステッパーの各アライメントセンサーのうち、Ｙ
方向のマーク検出方向をもち、かつ２つの干渉計ＩＦＹ
１、ＩＦＹ２のいずれか一方に関してアッベ条件を満足
するものは、オフ・アクシス方式のウェハ・アライメン
ト系ＯＷＡだけであるので、本実施例では干渉計ＩＦＹ
１を基準として、そのアライメント系ＯＷＡのＹ方向の
マーク検出機能を使うものとする。まず基準板ＦＰ上の
２つの基準マークＦＭ２ＡとＦＭ２Ｄの夫々のＹ方向の
座標位置をオフ・アクシス・アライメント系ＯＷＡで計
測する。そのために、図１３（Ａ）に示すように，基準
マークＦＭ２ＤのＸ方向に延びたバーマークを、オフ・
アクシス・アライメント系ＯＷＡの対物レンズ４Ｂの視
野内に位置させ、図９に示した指標マークＴＭＹ１、Ｔ
ＭＹ２との間でＹ方向の位置ずれ量を求める。その際、
指標マークＴＭＹ１、ＴＭＹ２のいずれか一方のみに、
基準マークＦＭ２ＤのＸ方向に延びたバーマークをアラ
イメントするようにしてもよい。尚、図１３において、
移動鏡ＩＭｙと基準板ＦＰ上の直線ＬＸとはθｆだけ回
転しているものとし、誇張して表わしてある。The residual rotation error of the reference plate FP may be obtained by self-measurement by a stepper shown in the drawings, or may be obtained by trial printing using a wafer. Here, a method based on self-measurement will be described as an example. Y of the alignment sensors of the illustrated stepper
Direction mark detection direction and two interferometers IFY
Only the off-axis type wafer alignment system OWA satisfies the Abbe condition with respect to either one of IFY1 and IFY2.
With reference to 1, the mark detection function in the Y direction of the alignment system OWA is used. First, the coordinate positions in the Y direction of the two reference marks FM2A and FM2D on the reference plate FP are measured by the off-axis alignment system OWA. For this purpose, as shown in FIG. 13A, the bar mark extending in the X direction of the reference mark FM2D is turned off / off.
The index marks TMY1, TMY shown in FIG. 9 are positioned within the field of view of the objective lens 4B of the axis alignment system OWA.
The amount of misalignment in the Y direction with respect to MY2 is obtained. that time,
Only one of the index marks TMY1 and TMY2
Bar marks extending in the X direction of the reference mark FM2D may be aligned. In FIG. 13,
The movable mirror IMy and the straight line LX on the reference plate FP are rotated by θf and are exaggerated.

【００５１】いずれにしろ、指標マークＴＭＹ１、ＴＭ
Ｙ２を基準とした基準マークＦＭ２ＤのＹ方向のずれ量
がΔＹＦｄが、図１０のＣＣＤカメラ４Ｙからの画像信
号に基づいて検出される。その位置ずれ量は、図７の主
制御系１１４へ入力している情報ＳＳＥとして得られて
いる。同時に、基準マークＦＭ２Ｄを対物レンズ４Ｂで
検出しているときの干渉計ＩＦＹ１、ＩＦＹ２ の計測
値ＹＡ１、ＹＡ２が主制御系１１４に記憶される。In any case, the index marks TMY1, TM
The amount of deviation ΔYFd of the reference mark FM2D in the Y direction with respect to Y2 is detected based on the image signal from the CCD camera 4Y in FIG. The displacement amount is obtained as information SSE input to the main control system 114 in FIG. At the same time, the measured values YA1 and YA2 of the interferometers IFY1 and IFY2 when the reference mark FM2D is detected by the objective lens 4B are stored in the main control system 114.

【００５２】次に、ウェハステージＷＳＴをＸ方向に一
定量Ｌfpだけ移動させて、基準マークＦＭ２ＡのＸ方向
に延びたバーマークを、オフ・アクシス・アライメント
系ＯＷＡの指標マークＴＭＹ１、ＴＭＹ２ に対して位
置決めする。このときの様子を図１３（Ｂ）に示す。そ
の際の一定量Ｌfpは、基準マークＦＭ２ＡとＦＭ２Ｄの
Ｘ方向の設計間隔と等しく定められる。Next, the wafer stage WST is moved in the X direction by a fixed amount Lfp, and the bar mark extending in the X direction of the reference mark FM2A is moved relative to the index marks TMY1 and TMY2 of the off-axis alignment system OWA. Position. The state at this time is shown in FIG. The certain amount Lfp at that time is determined to be equal to the design interval in the X direction between the reference marks FM2A and FM2D.

【００５３】そして、同様に基準マークＦＭ２ＡのＹ方
向のずれ量ΔＹＦａと、干渉計ＩＦＹ１、ＩＦＹ２の各
計測値ＹＢ１、ＹＢ２を求める。以上の動作により計測
作業が終了し、後は演算によって残留回転誤差θｆを求
める。まず、ウェハステージＷＳＴをＸ方向に一定量Ｌ
fpだけ移動させた際にヨーイングが発生しなかったもの
すると、回転誤差θｆ' は近似的に次式で求められる。Then, similarly, the deviation amount ΔYFa of the reference mark FM2A in the Y direction and the measured values YB1 and YB2 of the interferometers IFY1 and IFY2 are obtained. The measurement operation is completed by the above operation, and thereafter, the residual rotation error θf is obtained by calculation. First, the wafer stage WST is moved by a certain amount L in the X direction.
Assuming that yawing does not occur when moving by fp, the rotation error θf ′ can be approximately obtained by the following equation.

【００５４】 θｆ'＝(ＹＡ１−ΔＹＦｄ)−(ＹＢ１−ΔＹＦａ)／Ｌfp ＝(ＹＡ１−ＹＢ１)＋(ΔＹＦａ−ΔＹＦｄ)／Ｌfp …（１） ところが、ヨーイングが発生していた場合は、そのヨー
イングによるウェハステージＷＳＴの微小回転誤差分Δ
θｙが式（１）に含まれていることになる。従って、真
の残留回転誤差θｆは、次式のようになる。Θf ′ = (YA1−ΔYFd) − (YB1−ΔYFa) / Lfp = (YA1−YB1) + (ΔYFa−ΔYFd) / Lfp (1) However, when yawing has occurred, Due to minute rotation error Δ of wafer stage WST
θy is included in equation (1). Therefore, the true residual rotation error θf is expressed by the following equation.

【００５５】 θｆ＝θｆ' −Δθｙ …（２） ヨーイングによる回転誤差Δθｙは、 Δθｙ≒(ＹＡ1−ＹＡ2)／ＬＢ−(ＹＢ1−ＹＢ2)／ＬＢ …（３） で求められる。ここでＬＢは２つの干渉計ＩＦＹ1 、Ｉ
ＦＹ2 の各測長軸のＸ方向の間隔である。.Theta.f = .theta.f '-. DELTA..theta.y (2) The rotation error .DELTA..theta.y due to yawing is obtained by the following equation. Where LB is the two interferometers IFY1, IY
This is the distance between the length measuring axes of FY2 in the X direction.

【００５６】そこで、基準マークＦＭ２Ｄの代りに基準
マークＦＭ２Ｃを使って同様の計測を行なうものとする
と、基準マークＦＭ２ＡとＦＭ２ＣのＸ方向の設計間隔
は干渉計ＩＦＹ１、ＩＦＹ２のＸ方向の間隔ＬＢと等し
くなり、従ってウェハステージＷＳＴの一定量Ｌfpの移
動も、Ｌfp＝ＬＢとなる。このため、基準マークＦＭ２
ＡとＦＭ２Ｃ（又はＦＭ２ＢとＦＭ２Ｄ）とを使う場合
においては、式（３）は次のようになる。Therefore, assuming that the same measurement is performed using the reference mark FM2C instead of the reference mark FM2D, the design interval in the X direction between the reference marks FM2A and FM2C is equal to the interval LB in the X direction between the interferometers IFY1 and IFY2. Therefore, the movement of the fixed amount Lfp of the wafer stage WST also becomes Lfp = LB. Therefore, the reference mark FM2
When using A and FM2C (or FM2B and FM2D), equation (3) becomes as follows.

【００５７】 Δθｙ≒（ＹＡ1−ＹＢ1）＋（ＹＢ2−ＹＡ2）／Ｌfp …（４） よって、式（１）、（２）、（４）から残留回転誤差θ
ｆは、 θｆ≒θｆ'−Δθｙ ＝(ΔＹＦａ−ΔＹＦｄ)−(ＹＢ2−ＹＡ2)／Ｌfp …（５） として求められる。Δθy ≒ (YA1−YB1) + (YB2−YA2) / Lfp (4) Therefore, the residual rotation error θ is obtained from the equations (1), (2) and (4).
f is obtained as follows: θfｆθf′−Δθy = (ΔYFa−ΔYFd) − (YB2−YA2) / Lfp (5)

【００５８】すなわち、計測に使う２つの基準マークの
Ｘ方向の間隔が、２つの干渉計ＩＦＹ１、ＩＦＹ２のＸ
方向の間隔と等しいときは、基準として考えた干渉計Ｉ
ＦＹ１の計測値（ＹＡ１、ＹＢ１）をモニターしなくて
もよいことになる。以上のようにして、基準板ＦＰの移
動鏡ＩＭｙに対する残留回転誤差θｆが求められるの
で、この値を主制御系１１４に記憶する。尚、基準板Ｆ
Ｐ上の直線ＬＸに沿った基準マークは４ヶ所にあるた
め、そのうち任意の２つの基準マークを使って残留回転
誤差を求め、その平均値を取るようにしてもよい。例え
ば基準マークＦＭ２ＡとＦＭ２Ｃによって得られた回転
誤差θf１と基準マークＦＭ２ＢとＦＭ２Ｄによって得
られた回転誤差θf２との加算平均値（θf１＋θf２）
／２を、基準板ＦＰの残留回転誤差とする。さらに、直
線ＬＸ上には、マークＬＩＭｙ、ＬＳＭｙ、ＩＦＳ、Ｆ
Ｍ１が設けられているので、これらのうちいずれか２つ
をオフ・アクシス・アライメント系ＯＷＡで検出してＹ
方向のマーク位置計測を行ってもよい。いずれにしろ、
計測すべき２ヶ所のマークのＸ方向の距離は、精度確保
のために極力大きい方が望ましい。That is, the distance between the two reference marks used for measurement in the X direction is the X distance of the two interferometers IFY1 and IFY2.
When the distance is equal to the distance in the direction, the interferometer I
It is not necessary to monitor the measured value of FY1 (YA1, YB1). As described above, since the residual rotation error θf of the reference plate FP with respect to the movable mirror IMy is obtained, this value is stored in the main control system 114. The reference plate F
Since there are four reference marks along the straight line LX on P, any two of the reference marks may be used to determine the residual rotation error and take the average value. For example, the average value (θf1 + θf2) of the rotation error θf1 obtained by the reference marks FM2A and FM2C and the rotation error θf2 obtained by the reference marks FM2B and FM2D.
/ 2 is the residual rotation error of the reference plate FP. Further, on the straight line LX, marks LIMy, LSMy, IFS, F
Since M1 is provided, any two of them are detected by the off-axis alignment system OWA and Y
The mark position measurement in the direction may be performed. in any case,
It is desirable that the distance in the X direction between the two marks to be measured is as large as possible to ensure accuracy.

【００５９】また、以上で説明した自己計測による残留
回転誤差の測定法は一例であって、自己計測による他の
方法も考えられる。そのことについては、後の動作シー
ケンスにおいて説明する。さらに以上の測定法はθｆを
求めるものであるが、θｆはオフ・アクシス・アライメ
ント系ＯＷＡによるウェハアライメント時にはオフセッ
トとして検出されるものなので露光後バーニアを調べる
ことによってθｆを求める方法も考えられる。すなわ
ち、オフ・アクシス・アライメント系ＯＷＡを使ってテ
ストウェハへ重ね合わせ露光を行ない、現像後のレジス
トパターンのうち、重ね合わせ精度をチェックするバー
ニアをＸ、Ｙ方向に読むことによって、残留取り付け誤
差θｆを求めることができる。The method of measuring the residual rotation error by the self-measurement described above is an example, and other methods by the self-measurement can be considered. This will be described in a later operation sequence. Further, the above-described measurement method is for obtaining θf. However, since θf is detected as an offset during wafer alignment by the off-axis alignment system OWA, a method for obtaining θf by examining a vernier after exposure may be considered. That is, the overlay exposure is performed on the test wafer using the off-axis alignment system OWA, and the vernier for checking the overlay accuracy in the resist pattern after development is read in the X and Y directions to obtain the residual mounting error θf Can be requested.

【００６０】次に、本実施例の装置によるベースライン
計測の動作について説明するが、ここで説明する動作は
代表的なものであり、いくつかの変形動作については後
でまとめて述べる。図１４、１５は代表的なシーケンス
を説明するフローチャート図であり、そのシーケンスは
主に主制御系１１４によって統括制御される。Next, the operation of the baseline measurement by the apparatus of this embodiment will be described. The operation described here is typical, and some modified operations will be described later. FIGS. 14 and 15 are flowcharts for explaining a typical sequence. The sequence is mainly controlled by the main control system 114.

【００６１】まず、所定の保管場合に収納されていたレ
チクルＲを自動、又は手動に搬送し、レチクルステージ
ＲＳＴ上に機械的な位置決め精度、受け渡し精度のみに
依存してローディングする（ステップ５００）。この場
合、レチクルＲのローディング精度は、図６に示したレ
チクルマーク用の窓領域（遮光帯ＳＢの内側）の大きさ
を５mm角程度にしてダブルスリットマークＲＭ１ｘ、Ｒ
Ｍ２ｙの長さを４mm程度にしたとすると、±２mm以下が
望ましい。First, the reticle R stored in the predetermined storage is automatically or manually conveyed and loaded on the reticle stage RST only depending on mechanical positioning accuracy and delivery accuracy (step 500). In this case, the loading accuracy of the reticle R is determined by setting the size of the reticle mark window area (inside the light-shielding band SB) shown in FIG.
Assuming that the length of M2y is about 4 mm, it is desirable that the length be ± 2 mm or less.

【００６２】次に主制御系１１４は、レチクルＲのマー
クＲＭ１、ＲＭ２がＴＴＬアライメント系１Ａ、１Ｂに
よって正常に検出されるように、レチクルＲの位置を予
備的にラフにアライメントするためのレチクルサーチを
行なう。このレチクルサーチには、図１４のステップ５
０４、５０６に示すようにＳＲＡ方式とＩＦＳ方式の２
つがあり、ステップ５０２でどちらのモードにするかが
選ばれる。ステップ５０４のＩＦＳ方式によるプリアラ
イメントとは、図６に示すように、レチクルステージＲ
ＳＴの位置を固定したまま、発光マークＩＦＳがレチク
ルマークＲＭ1、又はＲＭ2 が存在しそうな位置を検索
するようにウェハステージＷＳＴを大きなストローク
（例えば数mm）でＸ、Ｙ方向にサーチ移動させて、レチ
クルマークＲＭ1 、ＲＭ2 の位置を干渉計ＩＦＸ、ＩＦ
Ｙ2 に基づいてラフに検出し、その検出位置の設計上の
位置からのずれ量を求めて、レチクルステージＲＳＴ用
の干渉計ＩＲＸ、ＩＲＹ、ＩＲθを頼りにレチクルステ
ージＲＳＴを微動させる方式である。Next, main control system 114 performs a reticle search for preliminary rough alignment of the position of reticle R so that marks RM1 and RM2 of reticle R are normally detected by TTL alignment systems 1A and 1B. Perform In this reticle search, step 5 in FIG.
04, 506, the SRA system and the IFS system
In step 502, which mode is selected. The pre-alignment by the IFS method in step 504 means that the reticle stage R
With the position of ST fixed, the wafer stage WST is moved in the X and Y directions by a large stroke (for example, several mm) so that the light emitting mark IFS searches for a position where the reticle mark RM1 or RM2 is likely to exist. The positions of reticle marks RM1, RM2 are determined by interferometers IFX, IF
This is a method in which the reticle stage RST is finely detected based on Y2, and the amount of deviation of the detected position from the designed position is obtained, and the reticle stage RST is finely moved by relying on the interferometers IRX, IRY, IRθ for the reticle stage RST.

【００６３】これに対して、ステップ５０６のＳＲＡ方
式によるプリアライメントは以下のように実行される。
レチクルマークＲＭ１、ＲＭ２が存在しそうな位置の直
下に基準板ＦＰの無地の面を配置し、その状態でＴＴＲ
アライメント系１Ａ、１Ｂを用いて、ＣＣＤカメラ１１
２Ｘ、１１２Ｙ（図７）によってレチクルＲ上のパター
ンを撮像して１画面内の水平走査線に応じた画像信号波
形をメモリに取り込む。次にレチクルステージＲＳＴを
干渉計ＩＲＸ、ＩＲＹ、ＩＲθの計測値に基づいて駆動
系１１５により一定量だけＸ方向、又はＹ方向に移動さ
せてから、２画面目の画像信号波形をＣＣＤカメラから
取り込み、１画面目の信号波形とつなぎ合わせる。その
後、つなぎ合わせた画像信号波形を解析してからレチク
ルマークＲＭ１、ＲＭ２の各位置を求め、設計上の位置
からのずれ量を求めてからレチクルステージＲＳＴの位
置を移動させる方式である。On the other hand, the pre-alignment by the SRA method in step 506 is executed as follows.
The plain surface of the reference plate FP is placed immediately below the position where the reticle marks RM1 and RM2 are likely to exist, and the TTR is
Using the alignment systems 1A and 1B, the CCD camera 11
The pattern on the reticle R is imaged by 2X and 112Y (FIG. 7), and the image signal waveform corresponding to the horizontal scanning line in one screen is taken into the memory. Next, the reticle stage RST is moved by a fixed amount in the X or Y direction by the drive system 115 based on the measured values of the interferometers IRX, IRY, and IRθ, and then the image signal waveform of the second screen is captured from the CCD camera. 1. Connect with the signal waveform of the first screen. After that, the connected image signal waveforms are analyzed, the respective positions of the reticle marks RM1 and RM2 are determined, the amount of deviation from the designed position is determined, and then the position of the reticle stage RST is moved.

【００６４】いずれのサーチモードであっても、レチク
ルＲのマークＲＭ１、ＲＭ２の各中心を、２つのＴＴＲ
アライメント系１Ａ、１Ｂの夫々に設けられたＣＣＤカ
メラ１１２Ｘ、１１２Ｙの撮像領域内の中心に数μｍ程
度の精度でプリアライメントできる。次に主制御系１１
４は、ステップ５０８からのレチクルアライメント動作
に入るが、その前に、２つの基準マークＦＭ２Ａ、ＦＭ
２Ｂの夫々が投影レンズＰＬの視野ＰＩＦ内の設計上の
位置にくるよう駆動系１１６を干渉計ＩＦＸ、ＩＦＹ２
（又はＩＦＹ１）の計測値に応じて制御してウェハステ
ージＷＳＴを位置決めする。ウェハステージＷＳＴが位
置決めされると、基準マークＦＭ２Ａ、（ＦＭ２Ｂ）は
レチクルマークＲＭ１（ＲＭ２）とおおむね整合された
状態でＣＣＤカメラ１１２Ｘ、１１２Ｙで撮像される。
この段階で図７中の処理回路１１３Ｘ、１１３Ｙを作動
させて、基準マークＦＭ２Ａに対するレチクルマークＲ
Ｍ1 のＸ、Ｙ方向の位置ずれ量（ΔＸＲ１、ΔＹＲ１）
と、基準マークＦＭ２Ｂに対するレチクルマークＲＭ２
のＸ、Ｙ方向の位置ずれ量（ΔＸＲ２、ΔＹＲ２）とを
計測する。In any of the search modes, the center of each of marks RM1 and RM2 of reticle R is
Pre-alignment can be performed at the center of the imaging area of the CCD cameras 112X and 112Y provided in each of the alignment systems 1A and 1B with an accuracy of about several μm. Next, the main control system 11
4 enters the reticle alignment operation from step 508, but before that, the two reference marks FM2A, FM2
The drive system 116 is moved to the interferometers IFX, IFY2 so that
The wafer stage WST is positioned under control according to the measured value of (or IFY1). When wafer stage WST is positioned, reference marks FM2A and (FM2B) are picked up by CCD cameras 112X and 112Y in a state where they are almost aligned with reticle marks RM1 (RM2).
At this stage, the processing circuits 113X and 113Y in FIG.
Amount of displacement of M1 in X and Y directions (ΔXR1, ΔYR1)
And reticle mark RM2 with respect to reference mark FM2B
Are measured in the X and Y directions (ΔXR2, ΔYR2).

【００６５】次にステップ５１０で、各位置ずれ量が許
容値以内か否かを判定し、許容値よりもはずれていると
きは、ステップ５１２へ進む。このとき、２つのレチク
ルマークＲＭ１、ＲＭ２の形状、配置から明らかなよう
に、レチクルＲのＸ方向のアライメントは、基準マーク
ＦＭ２Ａ、ＦＭ２Ｂの各中心点に対して各レチクルマー
クＲＭ１、ＲＭ２の中心点の夫々がレチクル中心ＣＣに
向けてずれているときを正、逆方向にずれているときを
負とすると、Ｘ方向のずれ量ΔＸＲ１とΔＸＲ２の極性
と絶対値とを等しくすることで達成される。Next, at step 510, it is determined whether or not each positional deviation amount is within an allowable value. If the positional deviation amount is out of the allowable value, the process proceeds to step 512. At this time, as is apparent from the shapes and arrangements of the two reticle marks RM1 and RM2, the alignment of the reticle R in the X direction is performed with respect to the center points of the reticle marks RM1 and RM2 with respect to the center points of the reference marks FM2A and FM2B. Is positive when each of them is displaced toward the reticle center CC, and negative when each is displaced in the reverse direction. .

【００６６】同様に、レチクルＲのＹ方向とθ方向のア
ライメントは、各レチクルマークＲＭ１、ＲＭ２の中心
点が静止座標系のＹ軸の正方向にずれたときを正とする
と、Ｙ方向のずれ量ΔＹＲ１とΔＹＲ２の極性と絶対値
とを等しくすることで達成される。レチクルＲのθ方向
（回転方向）のずれ量ΔθＲは、レチクルマークＲＭ
１、ＲＭ２のＸ方向の間隔をＬrmとすると、Ｙ方向のず
れ量ΔＹＲ１、ΔＹＲ２（レチクル上での実寸）から次
式で求められる。Similarly, the alignment of the reticle R in the Y direction and the θ direction is defined as follows: when the center point of each of the reticle marks RM1 and RM2 is shifted in the positive direction of the Y axis of the stationary coordinate system, the shift in the Y direction is positive. This is achieved by making the polarities and absolute values of the quantities ΔYR1 and ΔYR2 equal. The amount of deviation ΔθR of the reticle R in the θ direction (rotation direction) is equal to the reticle mark RM.
1. Assuming that the interval of RM2 in the X direction is Lrm, it can be obtained by the following equation from the deviation amounts ΔYR1 and ΔYR2 (actual size on the reticle) in the Y direction.

【００６７】 ΔθＲ＝sin-1（（ΔＹＲ１−ΔＹＲ２）／Ｌrm） ≒（ΔＹＲ１−ΔＹＲ２）／Ｌrm …（６） ただし、間隔Ｌrmはどのレチクルについても一定である
から、θ方向のレチクルＲのずれ量の評価は単純にはΔ
ＹＲ１−ΔＹＲ２の絶対値の大小を求めるだけでよい。
以上のことから、Ｘ、Ｙ、θ方向のレチクルＲのずれ量
が許容値よりも大きいときは、ステップ５１２でレチク
ルステージＲＳＴを微動させる。このとき、Ｘ方向、Ｙ
方向、θ方向についてどれぐらいレチクルステージＲＳ
Ｔを微動させればよいかが各ずれ量（ΔＸＲ１、ΔＹＲ
１）、（ΔＸＲ２、ΔＹＲ２）に基づいて算出されるか
ら、レチクルステージＲＳＴの位置を３つの干渉計ＩＲ
Ｘ、ＩＲＹ、ＩＲθでモニターしながら補正すべき位置
へ微動させる。この駆動方式は、所謂オープン制御方式
と呼ばれ、駆動系１１５の制御精度、レチクルステージ
ＲＳＴの位置決め精度が十分に高く、かく安定していれ
ば、１回の位置ずれ計測（ステップ５０８）と１回の位
置補正（ステップ５１２）だけでレチクルＲを目標位置
に正確にアライメントすることができる。しかしなが
ら、位置補正によって目標位置に正確にアライメントさ
れたか否かを確認する必要があるため、主制御系１１４
は、再度ステップ５０８からの動作を繰り返す。ΔθR = sin-1 ((ΔYR1−ΔYR2) / Lrm) ≒ (ΔYR1−ΔYR2) / Lrm (6) However, since the distance Lrm is constant for any reticle, the displacement of the reticle R in the θ direction The evaluation of the quantity is simply Δ
It is only necessary to determine the magnitude of the absolute value of YR1−ΔYR2.
From the above, when the deviation amount of the reticle R in the X, Y, and θ directions is larger than the allowable value, the reticle stage RST is finely moved in step 512. At this time, X direction, Y
Reticle stage RS
The amount of deviation (ΔXR1, ΔYR
1) Since it is calculated based on (ΔXR2, ΔYR2), the position of the reticle stage RST is determined by three interferometers IR.
While monitoring with X, IRY, and IRθ, finely move to the position to be corrected. This driving method is called a so-called open control method. If the control accuracy of the drive system 115 and the positioning accuracy of the reticle stage RST are sufficiently high and stable, one displacement measurement (step 508) and one The reticle R can be accurately aligned with the target position only by performing the position correction (step 512). However, since it is necessary to confirm whether or not the target position is correctly aligned by the position correction, the main control system 114
Repeats the operation from step 508 again.

【００６８】以上のステップ５０８〜５１０によって、
レチクルＲは基準板ＦＰ上の２つの基準マークＦＭ２
Ａ、ＦＭ２Ｂの設計上の座標位置に対してアライメント
されたことになる。さて、こうしてレチクルＲは基準マ
ークＦＭ２Ａ、ＦＭ２Ｂに対してアライメントされる
が、先に図１３で説明したように基準板ＦＰは移動鏡の
反射面に対して一定の残留回転誤差θｆを持っているた
め、アライメント後のレチクルＲは厳密には移動鏡の反
射面に対してθｆだけ回転していることになる。By the above steps 508 to 510,
Reticle R has two reference marks FM2 on reference plate FP.
A, alignment with respect to the designed coordinate position of FM2B. Now, the reticle R is thus aligned with the reference marks FM2A and FM2B, but the reference plate FP has a constant residual rotation error θf with respect to the reflecting surface of the movable mirror as described above with reference to FIG. Therefore, the reticle R after the alignment is strictly rotated by θf with respect to the reflecting surface of the movable mirror.

【００６９】そこで、ステップ５１２でレチクルステー
ジＲＳＴを微動させる際、レチクルマークＲＭ1 の基準
マークＦＭ２Ａに対するアライメント位置が、さらに
（ΔＯx1 、ΔＯy1）のオフセットを持つようにし、レ
チクルマークＲＭ２の基準マークＦＭ２Ｂに対するアラ
イメント位置がさらに（ΔＯx2、ΔＯy2）のオフセット
を持つように設定する。ここでＸ方向のオフセットΔＯ
x1、ΔＯx2はともに零でよく、Ｙ方向のオフセットΔＯ
y1、ΔＯy2は以下のよう定められる。Therefore, when the reticle stage RST is finely moved in step 512, the alignment position of the reticle mark RM1 with respect to the reference mark FM2A has an offset of (ΔOx1, ΔOy1), and the alignment of the reticle mark RM2 with the reference mark FM2B. The position is set so as to further have an offset of (ΔOx2, ΔOy2). Here, the offset ΔO in the X direction
x1 and ΔOx2 may both be zero, and the offset ΔO in the Y direction
y1 and ΔOy2 are determined as follows.

【００７０】ΔＯy1 ＝Ｌrm・θｆ／２ ΔＯy2 ＝−Ｌrm・θｆ／２ 従って、レチクルＲを基準板ＦＰを基準としてアライメ
ントするとき、基準板ＦＰの取り付け誤差（θｆ）を考
慮した最終条件は、ＴＴＲアライメント系で各マークを
検出したときの位置ずれ量を以下のようにすることであ
る。ΔOy1 = Lrm · θf / 2 ΔOy2 = −Lrm · θf / 2 Therefore, when aligning the reticle R with the reference plate FP as a reference, the final condition in consideration of the mounting error (θf) of the reference plate FP is TTR The amount of displacement when each mark is detected by the alignment system is as follows.

【００７１】Ｘ方向：ΔＸＲ１＝ΔＸＲ２→０ Ｙ方向：ΔＹＲ１→ΔＯＲy1、ΔＹＲ２ →ΔＯＲy2 これらオフセットがのった最終アライメント位置への設
定は、レチクル用の干渉計ＩＲＸ、ＩＲＹ、ＩＲθを用
いたオープン制御方式でもよいし、ＴＴＲアライメント
系の各処理回路１１３Ｘ、１１３Ｙから求められる位置
ずれ量を偏差信号とし、上記最終的な位置ずれ量を目標
値としてレチクルステージＲＳＴをクローズドループ制
御で駆動してもよい。X direction: ΔXR1 = ΔXR2 → 0 Y direction: ΔYR1 → ΔORy1, ΔYR2 → ΔORy2 The final alignment position with these offsets is set by open control using the reticle interferometers IRX, IRY, IRθ. The reticle stage RST may be driven by closed-loop control using a positional shift amount obtained from each of the processing circuits 113X and 113Y of the TTR alignment system as a deviation signal, and using the final positional shift amount as a target value. .

【００７２】ところで、基準板ＦＰの残留回転誤差θｆ
を求める場合と、先の図１３で説明した方法以外に、レ
チクルマークＲＭ１、ＲＭ２とＴＴＲアライメント系と
を用いる方法がある。その方法は、図１４のフローチャ
ート中のステップ５０８の前に、ＴＴＲ方式でレチクル
マークＲＭ１、ＲＭ２と基準マークＦＭ２Ｃ、ＦＭ２Ｄ
とをアライメントするステップを追加することで実行で
きる。Incidentally, the residual rotation error θf of the reference plate FP
In addition to the method described with reference to FIG. 13, there is a method using reticle marks RM1, RM2 and a TTR alignment system. Before the step 508 in the flowchart of FIG.
Can be performed by adding a step of aligning

【００７３】すなわち、ステップ５０４、又は５０６で
レチクルＲのプリアライメントが完了した時点におい
て、レチクルＲは±数μｍ以内の精度で設定されている
からレチクルマークＲＭ１、ＲＭ２を仮りの基準点とし
て、基準マークＦＭ２Ｃ、ＦＭ２Ｄの座標位置を計測す
る。この際、レチクルマークＲＭ１、ＲＭ２は投影レン
ズＰＬの光軸ＡＸからＸ方向に関してほぼ対称に位置し
ているため、ＴＴＲアライメント系１Ａによって検出さ
れるレチクルマークＲＭ１と基準マークＦＭ２ＣとのＹ
方向の位置ずれ量ΔＹ２Ｃと、ＴＴＬアライメント系１
Ｂによって検出されるレチクルマークＲＭ２と基準マー
クＦＭ２ＤとのＹ方向の位置ずれ量ΔＹ２Ｄとの夫々に
は、厳密にはアッベ誤差が含まれる。しかしながら、レ
チクルＲの中心点と基準マークＦＭ１の中心点とのＹ方
向のずれ量を表わす加算平均値ΔＹＲＣ〔（ΔＹ２Ｃ＋
ΔＹ２Ｄ）／２〕を求めると、加算平均によってアッベ
誤差分は相殺されることになる。従って、ＴＴＲアライ
メント系１Ａ、１Ｂでずれ量ΔＹ２Ｃ、ΔＹ２Ｄを検出
しているときの干渉計ＩＦＹ２の計測値Ｙfm1を記憶
し、ＹＦ１＝Ｙfm1 −ΔＹＲＣの値を求めれば、レチク
ルＲの中心点を基準とした基準マークＦＭ１の中心点
（基準マークＦＭ２ＣとＦＭ２ＤとのＸ方向の中点）の
Ｙ座標値ＹＦ１が得られる。That is, when the pre-alignment of the reticle R is completed in step 504 or 506, the reticle R is set with an accuracy within ± several μm, so that the reticle marks RM1 and RM2 are used as temporary reference points. The coordinates of the marks FM2C and FM2D are measured. At this time, since reticle marks RM1 and RM2 are located substantially symmetrically with respect to optical axis AX of projection lens PL in the X direction, Y of reticle mark RM1 and reference mark FM2C detected by TTR alignment system 1A is not changed.
Direction deviation amount ΔY2C and TTL alignment system 1
Strictly, Abbe error is included in each of the Y-direction positional deviation amount ΔY2D between the reticle mark RM2 detected by B and the reference mark FM2D. However, the averaging value ΔYRC [(ΔY2C +
[ΔY2D) / 2], the Abbe error is canceled by the averaging. Therefore, the measured value Yfm1 of the interferometer IFY2 when the deviation amounts ΔY2C and ΔY2D are detected by the TTR alignment systems 1A and 1B is stored, and the value of YF1 = Yfm1−ΔYRC is obtained. The Y coordinate value YF1 of the center point of the reference mark FM1 (the midpoint in the X direction between the reference marks FM2C and FM2D) is obtained.

【００７４】Ｘ方向に関しては、ＴＴＲアライメント系
１Ａによって検出されたずれ量ΔＸ２Ｃと、ＴＴＲアラ
イメント系１Ｂによって検出されたずれ量ΔＸ２Ｄとに
基づいて、そのずれの方向性（正負）を考慮して、レチ
クルＲの中心点と基準マークＦＭ１の中心点とのＸ方向
のずれ量ΔＸＲＣ〔（ΔＸ２Ｃ−ΔＸ２Ｄ）／２〕を求
めればよい。この際、ウェハステージＷＳＴのＸ座標位
置を干渉計ＩＦＸによって、Ｙfm1として検出し、ＸＦ
１＝Ｙfm1−ΔＸＲＣを算出することによってレチクル
Ｒの中心点を基準とした基準マークＦＭ１の中心点のＸ
座標値ＸＦ1が得られる。With respect to the X direction, based on the deviation ΔX2C detected by the TTR alignment system 1A and the deviation ΔX2D detected by the TTR alignment system 1B, the direction (positive or negative) of the deviation is taken into consideration. What is necessary is just to obtain the amount of deviation ΔXRC [(ΔX2C−ΔX2D) / 2] in the X direction between the center point of the reticle R and the center point of the reference mark FM1. At this time, the X coordinate position of wafer stage WST is detected as Yfm1 by interferometer IFX, and XF
By calculating 1 = Yfm1-ΔXRC, X of the center point of the reference mark FM1 with respect to the center point of the reticle R is calculated.
The coordinate value XF1 is obtained.

【００７５】以上のようにして求められた座標値（ＸＦ
１、ＸＦ２）は、干渉計ＩＦＸ2 、ＩＦＸを基準とした
移動鏡ＩＭｙ、ＩＭｘの各反射面から基準マークＦＭ１
の中心点までの距離を含んだ値となっている。次にウェ
ハステージＷＳＴを移動させて図１４のステップ５０８
を実行する。先に説明したようにステップ５０８では、
まずＴＴＲアライメント系１Ａ、１Ｂによってレチクル
マークＲＭ１、ＲＭ２と基準マークＦＭ２Ａ、ＦＭ２Ｂ
との各位置ずれ量が求められている。レチクルマークＲ
Ｍ１に対する基準マークＦＭ２Ａの位置ずれ量は（ΔＸ
Ｒ１、ΔＹＲ１）であり、レチクルマークＲＭ２に対す
る基準マークＦＭ２Ｂの位置ずれ量は（ΔＸＲ２、ΔＹ
Ｒ２）である。この際、図１４中のステップ５０８では
不要であったが、基準マークＦＭ２Ａ、ＦＭ２ＢをＴＴ
Ｒアライメント系で検出しているときのウェハステージ
ＷＳＴの座標値（Ｘfm2、Ｙfm2）を干渉計ＩＦＸ、ＩＦ
Ｙ2 から記憶する。The coordinate values (XF
1, XF2) is a reference mark FM1 from each reflection surface of the moving mirrors IMy, IMx based on the interferometers IFX2, IFX.
Is a value that includes the distance to the center point. Next, wafer stage WST is moved to step 508 in FIG.
Execute As described above, in step 508,
First, reticle marks RM1, RM2 and reference marks FM2A, FM2B are set by TTR alignment systems 1A, 1B.
Are determined. Reticle mark R
The amount of displacement of the reference mark FM2A with respect to M1 is (ΔX
R1, ΔYR1), and the displacement of the reference mark FM2B with respect to the reticle mark RM2 is (ΔXR2, ΔY
R2). At this time, although the reference marks FM2A and FM2B are not necessary in step 508 in FIG.
The coordinate values (Xfm2, Yfm2) of the wafer stage WST detected by the R alignment system are interferometers IFX, IF
Remember from Y2.

【００７６】以上の計測結果から、主制御系１１４はレ
チクルＲの中心点を基準とした基準マークＦＭ２の中心
点（マークＦＭ２ＡとＦＭ２ＢのＸ方向の中点）の座標
値（ＸＦ2 、ＹＦ2 ）を次のように求める。 ＸＦ２＝Ｘfm2 −（ΔＸＲ１−ΔＸＲ２）／２ ＹＦ２＝Ｙfm2 −（ΔＹＲ１−ΔＹＲ２）／２ この座標値（ＸＦ２、ＹＦ２）は干渉計ＩＦＹ２、ＩＦ
Ｘを基準とした移動鏡ＩＭｙ、ＩＭｘの各反射面から、
基準マークＦＭ２の中心点までの距離を含んだ値となっ
ている。From the above measurement results, the main control system 114 calculates the coordinate value (XF2, YF2) of the center point of the reference mark FM2 (the midpoint in the X direction between the marks FM2A and FM2B) with respect to the center point of the reticle R. Ask for: XF2 = Xfm2− (ΔXR1−ΔXR2) / 2 YF2 = Yfm2− (ΔYR1−ΔYR2) / 2 These coordinate values (XF2, YF2) are interferometers IFY2, IF
From each reflecting surface of the moving mirrors IMy and IMx based on X,
The value includes the distance to the center point of the reference mark FM2.

【００７７】従って、ウェハステージＷＳＴを基準マー
クＦＭ２Ｃ、ＦＭ２Ｄの検出位置から基準マークＦＭ２
Ａ、ＦＭ２Ｂの検出位置へ移動させたときのヨーイング
量Δθｙを含んだ基準板ＦＰの取り付け誤差θｆ' は、
次式で算出される。 θｆ' ≒ＹＦ１−ＹＦ２／ＸＦ１ −ＸＦ２ …（７） この場合、２つの干渉計のＩＦＹ１の測定値と干渉計Ｉ
ＦＹ２の計測値との差の変化量がヨーイング量Δθｙに
相当するから、先の式（２）のように補正することによ
って真の取り付け誤差θｆが求まる。Accordingly, the wafer stage WST is moved from the detected position of the reference marks FM2C and FM2D to the reference mark FM2.
A, the mounting error θf ′ of the reference plate FP including the yawing amount Δθy when moved to the detection position of the FM2B is:
It is calculated by the following equation. θf ′ ≒ YF1-YF2 / XF1-XF2 (7) In this case, the measured value of IFY1 of the two interferometers and the interferometer I
Since the amount of change in the difference between the measured value of FY2 and the measured value of FY2 corresponds to the yawing amount Δθy, the true mounting error θf can be obtained by correcting as in the above equation (2).

【００７８】以上の演算が行なわれている間、主制御系
１１４は次のステップ５１０、５１２を実行していく。
すなわち、以上で述べたように図１４のシーケンス中で
基準板ＦＰの取り付け誤差θｆを求めることは、ステッ
プ５０８で初めに計測した位置ずれ量（ΔＸＲ１、ΔＹ
Ｒ１）、（ΔＸＲ２、ΔＹＲ２）のみが必要となる。次
に主制御系１１４は、図１５に示したステップ５１６か
らの動作を実行する。ステップ５１６は、基準板ＦＰの
位置をウェハステージＷＳＴ用の干渉計ＩＦＸ、ＩＦＹ
２（又はＩＦＹ１）による計測値に基づいてサーボロッ
クするか、ＴＴＬアライメント系のＬＩＡ方式でサーボ
ロックするかを選択するものである。干渉計を用いたサ
ーボロックが選択されている場合は、ステップ５１８へ
進み、レチクルアライメントが達成された時点でのウェ
ハステージＷＳＴの座標値を記憶し、干渉計ＩＦＸ、Ｉ
ＦＹ２（又はＩＦＹ１）の計測値が、常にその記憶値と
一致するように、ウェハステージＷＳＴの駆動系１１６
をサーボ制御する。ＬＩＡ方式のサーボロックが選択さ
れている場合は、ステップ５２０へ進み、図８に示した
シャッター１３２Ａ、１３２Ｂを図中の状態に設定し、
基準板ＦＰ上のマークＬＩＭｘ、ＬＩＭｙの夫々の上に
干渉縞を照射する。そして位相差測定回路１４０によっ
て、Ｘ方向とＹ方向の夫々について、基準信号との位相
差が常に所定値になるようにウェハステージＷＳＴをサ
ーボ制御する。ＬＩＡ方式の場合、基準板ＦＰ上の２つ
のマークＬＩＭｘ、ＬＩＭｙは、ＴＴＬアライメント系
の内部に固定された基準格子板１３８に対してアライメ
ントされることになる。While the above calculations are being performed, the main control system 114 executes the following steps 510 and 512.
That is, as described above, obtaining the mounting error θf of the reference plate FP in the sequence of FIG. 14 is based on the positional deviation amounts (ΔXR1, ΔY
R1) and (ΔXR2, ΔYR2) only are required. Next, main control system 114 executes the operation from step 516 shown in FIG. Step 516 sets the position of the reference plate FP to the interferometers IFX and IFY for the wafer stage WST.
This is for selecting whether to perform servo lock based on the measurement value obtained by 2 (or IFY1) or to perform servo lock by the TTL alignment system LIA method. If the servo lock using the interferometer has been selected, the process proceeds to step 518, where the coordinate values of the wafer stage WST at the time when the reticle alignment is achieved are stored, and the interferometers IFX, IFX
The drive system 116 of the wafer stage WST so that the measured value of FY2 (or IFY1) always matches the stored value.
Servo control. If the LIA servo lock has been selected, the process proceeds to step 520, where the shutters 132A and 132B shown in FIG.
Each of the marks LIMx and LIMy on the reference plate FP is irradiated with interference fringes. Then, the wafer stage WST is servo-controlled by the phase difference measurement circuit 140 such that the phase difference between the reference signal and the reference signal always becomes a predetermined value in each of the X direction and the Y direction. In the case of the LIA method, the two marks LIMx and LIMy on the reference plate FP are aligned with the reference grating plate 138 fixed inside the TTL alignment system.

【００７９】ウェハステージＷＳＴのサーボロックは、
干渉計ＩＦＸ、ＩＦＹ２（又はＩＦＹ１）の計測値に基
づく干渉計モードでも、ＴＴＬアライメント系に基づく
ＬＩＡモードでもほぼ同等の精度で可能であるが、実験
やシミュレーションによると、ＬＩＡモードの方が干渉
計モードよりも安定していることが確められている。一
般にウェハステージＷＳＴのＸ、Ｙ方向の移動ストロー
クはウェハの直径よりも大きく、一例として３０cm以上
は必要である。このため干渉計ＩＦＸ、ＩＦＹ２からの
レーザビームのうち大気中に露出する光路長は数＋cm以
上におよび、その間の空気に局所的な屈折率ゆらぎが生
じるとウェハステージＷＳＴが厳密を静止しているにも
かかわらず、干渉計内部のカウンタの値が１／１００μ
ｍ〜１／１０μｍのオーダで変動する。従って干渉計の
カウント値が一定になるようにサーボロックすると、屈
折率のゆらぎによってウェハステージＷＳＴの位置が、
例えば±０．０８μｍ程度の範囲内で微動することがあ
る。屈折率のゆらぎは、干渉計からのレーザビームの光
路内を、温度差をもつ空気のかたまりがゆっくり通過し
た時等に生ずる。ウェハステージ用の干渉計には、この
ように環境上の不利な点があり、ＬＩＡ方式よりも安定
性に欠けることがある。ＬＩＡ方式で使われるビームは
ほとんど大気中に露出することがないように、カバーを
設けることができ、さらにビームの露出がさけられない
レチクルと投影レンズとの空間、及び投影レンズとウェ
ハとの空間は、せいぜい数cm程度しかないため、屈折率
のゆらぎは起こりにくい。The servo lock of wafer stage WST is
In the interferometer mode based on the measured values of the interferometers IFX and IFY2 (or IFY1), the LIA mode based on the TTL alignment system can be performed with almost the same accuracy. However, according to experiments and simulations, the LIA mode is better in the LIA mode. It is confirmed that it is more stable than the mode. Generally, the movement stroke of the wafer stage WST in the X and Y directions is larger than the diameter of the wafer, and for example, needs to be 30 cm or more. For this reason, the optical path length of the laser beam from the interferometers IFX and IFY2 exposed to the atmosphere is several + cm or more, and if local refractive index fluctuations occur in the air therebetween, the wafer stage WST is strictly stationary. Nevertheless, the counter value inside the interferometer is 1 / 100μ
It varies on the order of m to 1/10 μm. Therefore, when the servo lock is performed so that the count value of the interferometer becomes constant, the position of the wafer stage WST is changed due to the fluctuation of the refractive index.
For example, fine movement may occur within a range of about ± 0.08 μm. Fluctuations in the refractive index occur when a lump of air having a temperature difference slowly passes through the optical path of the laser beam from the interferometer. The interferometer for the wafer stage has such environmental disadvantages and may be less stable than the LIA method. The beam used in the LIA system can be provided with a cover so that it is hardly exposed to the atmosphere, and furthermore, the space between the reticle and the projection lens, and the space between the projection lens and the wafer, where the exposure of the beam cannot be avoided. Has a few centimeters at most, so that fluctuations in the refractive index hardly occur.

【００８０】以上のことから、ＴＴＲアライメント系に
よって基準マークＦＭ２Ａ、ＦＭ２Ｂを検出している状
態で、ＴＴＬアライメント系を使って基準板ＦＢ（ウェ
ハステージＷＳＴ）の位置サーボが行なえる場合は、極
力そのようにした方が好ましい。次に主制御系１１４
は、ステップ５２２でＴＴＲアライメント系とオフ・ア
クシス・アライメント系とを同時に使った基準マーク検
出を行なう。一般に、先のステップ５１０でレチクルス
テージＲＳＴが目標位置に微動され、アライメントが達
成されると、レチクルステージＲＳＴは、そのベースと
なるコラム側への真空吸着等で固定される。この吸着の
際、レチクルステージＲＳＴが微小量横ずれすることが
ある。この横ずれは微小なものではあるが、ベースライ
ン管理上は誤差要因の１つであり、十分に認識しておく
必要がある。その認識は、ＴＴＲアライメント系のＣＣ
Ｄカメラ１１２Ｘ、１１２Ｙを使って、再度ステップ５
０８の計測動作を行なうこと、又は、干渉計ＩＲＸ、Ｉ
ＲＹ、ＩＲθの計測値のレチクルアライメント達成時点
からの変化量をモニターすること等で可能である。しか
しながら本実施例では、その横ずれも含めてベースライ
ン量として管理するようにしたため、特別に横ずれ量の
みを個別に求めなくてもよい。As described above, when the position servo of the reference plate FB (wafer stage WST) can be performed using the TTL alignment system while the reference marks FM2A and FM2B are being detected by the TTR alignment system, It is preferable to do so. Next, the main control system 114
Performs reference mark detection using the TTR alignment system and the off-axis alignment system simultaneously in step 522. In general, when the reticle stage RST is finely moved to the target position in the previous step 510 and the alignment is achieved, the reticle stage RST is fixed by vacuum suction or the like on the column side serving as the base. During this suction, the reticle stage RST may be laterally shifted by a small amount. Although this lateral displacement is minute, it is one of the error factors in the baseline management and needs to be sufficiently recognized. The recognition is based on the CC of the TTR alignment system.
Step 5 is performed again using the D cameras 112X and 112Y.
08 measurement operation or interferometer IRX, I
For example, it is possible to monitor the amount of change in the measured values of RY and IRθ from the time when the reticle alignment is achieved. However, in this embodiment, since the lateral shift is managed as the baseline amount, it is not necessary to individually determine only the lateral shift amount.

【００８１】さて、ステップ５２２の段階では、すでに
オフ・アクシス・アライメント系ＯＷＡの検出領域内に
基準板ＦＰ上の基準マークＦＭ１が位置している。そこ
で主制御系１１４は、図１０に示したオフ・アクシス・
アライメント系のＣＣＤカメラ４Ｘ、４Ｙを使って視標
板４Ｆ内の視標マークＴＭと基準マークＦＭ１とのＸ、
Ｙ方向の位置ずれ量（ΔＸＦ、ΔＹＦ）をウェハ上の実
寸として求める。同時にＴＴＲアライメント系のＣＣＤ
カメラ１１２Ｘ、１１２Ｙを使って、レチクルマークＲ
Ｍ1 と基準マークＦＭ２Ａとの位置ずれ量（ΔＸＲ１、
ΔＹＲ１）と、レチクルマークＲＭ２と基準マークＦＭ
２Ｂとの位置ずれ量（ΔＸＲ２、ΔＹＲ２）とをウェハ
側の実寸として計測する。このとき、ＴＴＲ方式もオフ
・アクシス方式も、ともにＣＣＤカメラを光電センサー
としているため、撮像したマーク像に対応した画像信号
波形のメモリへの取り込みタイミイグを極力一致させる
ように、処理回路１１３Ｘ、１１３Ｙ等を制御する。た
だし、ＣＣＤカメラは一般に１フレーム分の画像信号を
１／３０秒毎に出力するから、ＴＴＲ方式とオフ・アク
シス方式との画像信号の取り込みをフレーム単位で厳密
に同期させる必要はない。すなわちおおむね同時に信号
取り込みを行なえばよく、一例として数秒以内（好まし
くは１秒以内）であれば十分であろう。尚、基準板ＦＰ
の位置を干渉計でサーボロックしている場合は、ＴＴＲ
方式での画像信号波形の取り込みとオフ・アクシス方式
での画像信号波形の取り込みとを、空気の屈折率のゆら
ぎによるウェハステージ位置の変動の時間よりも十分に
短い間隔にする必要がある。At the stage of step 522, the reference mark FM1 on the reference plate FP has already been located in the detection area of the off-axis alignment system OWA. Therefore, the main control system 114 performs the off-axis control shown in FIG.
The X of the target mark TM and the reference mark FM1 in the target plate 4F using the CCD cameras 4X and 4Y of the alignment system.
The amount of displacement in the Y direction (ΔXF, ΔYF) is determined as the actual size on the wafer. At the same time, TTR alignment CCD
Reticle mark R using cameras 112X and 112Y
The amount of misalignment between M1 and the reference mark FM2A (ΔXR1,
ΔYR1), reticle mark RM2 and reference mark FM
The amount of displacement (ΔXR2, ΔYR2) from 2B is measured as the actual size on the wafer side. At this time, since both the TTR method and the off-axis method use a CCD camera as a photoelectric sensor, the processing circuits 113X and 113Y are designed to match the timing of capturing the image signal waveform corresponding to the captured mark image into the memory as much as possible. And so on. However, since a CCD camera generally outputs an image signal for one frame every 1/30 second, it is not necessary to strictly synchronize the capture of the image signal between the TTR method and the off-axis method in frame units. That is, it is sufficient to take in the signals at substantially the same time. For example, within a few seconds (preferably within 1 second) will suffice. The reference plate FP
If the position is servo-locked with an interferometer, the TTR
The capture of the image signal waveform by the method and the capture of the image signal waveform by the off-axis method need to be performed at an interval sufficiently shorter than the fluctuation time of the wafer stage position due to the fluctuation of the refractive index of air.

【００８２】次に主制御系１１４は、ステップ５２４で
ウェハステージＷＳＴのサーボロックを解除してステッ
プ５２６の動作に移り、ＬＳＡ方式、ＩＦＳ方式を同時
に使って基準板ＦＰ上の各マークを検出するために、ウ
ェハステージＷＳＴの移動（走査）を開始する。このス
テップ５２６は、先に図６、図５で説明したように、発
光スリットマークＩＦＳがレチクルマークＲＭ１を２次
元に走査するようにウェハステージＷＳＴを移動させる
もので、ウェハステージＷＳＴは、まず発光スリットマ
ークＩＦＳが図６に示した位置関係になるように位置決
めされる。このときＴＴＬアライメント系のＬＳＡ方式
によるＸ方向に延びたスリット状のビームスポットは基
準板ＦＰ上のマークＬＳＭｙに対してＹ方向にずれて位
置する。その状態からウェハステージＷＳＴをＹ方向に
走査すると、ＬＳＡ方式の光電検出器１３９からの光電
信号とＩＦＳ方式の光電素子１２１からの光電信号ＳＳ
Ｄとの両波形は、図１６に示すようになる。図１６
（Ａ）は、ＬＳＡ方式によってメモリ上に取り込まれた
マークＬＳＭｙの検出波形であり、ここではマークＬＳ
Ｍｙを５本の回折格子パターンとしたので、信号波形上
で５つのピークが発生している。図８に示した処理回路
１４２は、その５つのピーク波形の各々の重心位置を求
め、その平均値をマークＬＳＭｙのＹ座標位置ＹＬｓと
て算出する。Next, main control system 114 releases the servo lock of wafer stage WST in step 524 and moves to the operation of step 526, and detects each mark on reference plate FP using the LSA method and the IFS method simultaneously. Therefore, movement (scanning) of wafer stage WST is started. This step 526 moves the wafer stage WST such that the light emitting slit mark IFS scans the reticle mark RM1 two-dimensionally as described earlier with reference to FIGS. 6 and 5, and the wafer stage WST first emits light. The slit mark IFS is positioned so as to have the positional relationship shown in FIG. At this time, the slit-shaped beam spot extending in the X direction by the LSA method of the TTL alignment system is shifted in the Y direction with respect to the mark LSMy on the reference plate FP. When the wafer stage WST is scanned in the Y direction from that state, the photoelectric signal from the LSA type photoelectric detector 139 and the photoelectric signal SS from the IFS type photoelectric element 121 are read.
Both waveforms with D are as shown in FIG. FIG.
(A) is a detection waveform of the mark LSMy captured on the memory by the LSA method.
Since My has five diffraction grating patterns, five peaks occur on the signal waveform. The processing circuit 142 shown in FIG. 8 obtains the position of the center of gravity of each of the five peak waveforms, and calculates the average value as the Y coordinate position YLs of the mark LSMy.

【００８３】一方、ＩＦＳ方式で得られる信号ＳＳＤ
は、図１６（Ｂ）に示すように、レチクルマークＲＭ１
のダブルスリットマークＲＭ１ｙに対して、２つのボト
ム波形部分を含む。処理回路１４２は図１６（Ｂ）の信
号波形中の２つのボトム波形の夫々の中心点を求め、そ
の中点をダブルスリットマークＲＭ１ｙの投影像のＹ方
向の中心座標位置ＹＩｆとして算出する。On the other hand, the signal SSD obtained by the IFS method
Is the reticle mark RM1 as shown in FIG.
Include two bottom waveform portions for the double slit mark RM1y. The processing circuit 142 obtains the center point of each of the two bottom waveforms in the signal waveform of FIG. 16B, and calculates the center point as the Y direction center coordinate position YIf of the projected image of the double slit mark RM1y.

【００８４】同様に、図６中のＸ方向の矢印のように発
光スリットマークＩＦＳを移動させて、レチクルマーク
ＲＭ１のダブルスリットマークＲＭ１ｘを走査する。こ
のとき、Ｘ方向用のＴＴＬアライメント系のＬＳＡ方式
によるスリット状スポットが、基準板ＦＰ上のマークＬ
ＳＭｘによって同時に走査され、図１６と同様の波形が
得られる。この際、Ｘ方向用のＬＳＡ方式によって検出
されたマークＬＳＭｘのＸ座標値はＸＬｓであり、ＬＦ
Ｓ方式によって検出されたダブルスリットマークＲＭ１
ｘのＸ座標値はＸＩｆである。Similarly, the light emitting slit mark IFS is moved as indicated by the arrow in the X direction in FIG. 6 to scan the double slit mark RM1x of the reticle mark RM1. At this time, the slit-shaped spot by the LSA method of the TTL alignment system for the X direction is formed by the mark L on the reference plate FP.
Scanning is performed simultaneously by SMx, and a waveform similar to that in FIG. 16 is obtained. At this time, the X coordinate value of the mark LSMx detected by the LSA method for the X direction is XLs, and LF
Double slit mark RM1 detected by S method
The X coordinate value of x is XIf.

【００８５】図１６で示すように、座標位置ＴＬｓとＸ
Ｉｆとの差が、Ｙ方向用のＬＳＡ方式によるＴＴＬアラ
イメント系の検出中心点とレチクルＲの中心ＣＣの投影
点とのＹ方向のベースライン量である。次に主制御系１
１４は、ステップ５２８でベースライン量を求めるため
の演算を行なう。この演算に必要なパラメータは、図１
７に表で示すように計測した実測値と設計上予め定めら
れた定数値とに分けられる。図１７の表中の実測値にお
いて、「ＴＴＲ−Ａ」は図２中のＴＴＲアライメント系
１Ａのことであり、「ＴＴＲ−Ｂ」はＴＴＲアライメン
ト系１Ｂのことである。また各アライメント系による実
測値は、Ｘ方向とＹ方向とについて位置ずれ量、又はマ
ーク位置を分けて表示してある。一方、設計上の定数値
としては、基準マークＦＭ１の中心点と基準マークＦＭ
２ＡとのＸ、Ｙ方向の各距離（ΔＸfa、ΔＹfa）と基準
マークＦＭ１の中心点と基準マークＦＭ２ＢとのＸ、Ｙ
方向の各距離（ΔＸfb、ΔＹfb）とが直線ＬＸを基準と
して予め精密に測定され、記憶されている。As shown in FIG. 16, the coordinate positions TLs and X
The difference from If is the base line amount in the Y direction between the detection center point of the TTL alignment system by the LSA method for the Y direction and the projection point of the center CC of the reticle R. Next, the main control system 1
14 performs an operation for obtaining a baseline amount in step 528. The parameters required for this calculation are shown in FIG.
As shown in the table in FIG. 7, the measured values are divided into measured values and constant values predetermined in design. In the measured values in the table of FIG. 17, “TTR-A” indicates the TTR alignment system 1A in FIG. 2, and “TTR-B” indicates the TTR alignment system 1B. In addition, the measured values obtained by the respective alignment systems are displayed with the amount of displacement or the mark position in the X direction and the Y direction separately. On the other hand, the constant value in the design includes the center point of the reference mark FM1 and the reference mark FM1.
Each distance (ΔXfa, ΔYfa) in the X and Y directions with respect to 2A, X and Y between the center point of the reference mark FM1 and the reference mark FM2B.
Each distance in the direction (ΔXfb, ΔYfb) is precisely measured and stored in advance with reference to the straight line LX.

【００８６】主制御系１１４は、定数値ΔＸfa、ΔＸfa
に基づいて、基準マークＦＭ２Ａ、ＦＭ２Ｂの各中心点
を結ぶ線分の２等分点と、基準マークＦＭ１の中心点と
のＸ方向距離ＬＦを算出する。 ＬＦ＝（ΔＸfa、ΔＸfb）／２ …（８） 次に主制御系１１４は、ＴＴＲ−Ａで求めたＸ方向のず
れ量ΔＸＲ１とＴＴＲ−Ｂで求めたＸ方向のずれ量ΔＸ
Ｒ２との差ΔＸccの１／２をウェハ側の寸法として求め
る。The main control system 114 has constant values ΔXfa, ΔXfa
, The X-direction distance LF between the bisecting point of the line connecting the center points of the reference marks FM2A and FM2B and the center point of the reference mark FM1 is calculated. LF = (ΔXfa, ΔXfb) / 2 (8) Next, the main control system 114 calculates the deviation XR1 in the X direction obtained by TTR-A and the deviation ΔX in the X direction obtained by TTR-B.
One half of the difference ΔXcc from R2 is obtained as the dimension on the wafer side.

【００８７】 ΔＸcc＝（ΔＸＲ１−ΔＸＲ２）／２ …（９） ここで、ΔＸＲ１、ΔＸＲ２はレチクルマークＲＭ１、
ＲＭ２が基準マークＦＭ２Ａ、ＦＭ２Ｂの夫々に対して
レチクル中心の方向にずれているときは正、逆方向にず
れていることは負の値をとるものとする。この式（２）
で求まった値ΔＸccが零のとき、レチクルＲの中心ＣＣ
の投影点は、２つの基準マークＦＭ２Ａ、ＦＭ２Ｂの各
中心点のＸ方向の２等分点上に精密に合致していること
になる。ΔXcc = (ΔXR1−ΔXR2) / 2 (9) where ΔXR1 and ΔXR2 are reticle marks RM1,
When the RM2 is displaced in the direction of the center of the reticle with respect to each of the reference marks FM2A and FM2B, the displacement in the reverse direction has a negative value. This equation (2)
When the value ΔXcc obtained in the above is zero, the center CC of the reticle R
Is precisely coincident with the bisecting point in the X direction of the center point of each of the two reference marks FM2A and FM2B.

【００８８】次に主制御系１１４は、実測値ΔＸＦと計
算値ＬＦ、ΔＸccとに基づいて、レチクルＲの中心ＣＣ
のＸＹ座標平面への投影点と、オフ・アクシス・アライ
メント系ＯＷＡの指標板４ＦのＸ方向の中心点（指標マ
ークＴＭＸ1 とＴＭＸ2 との間の２等分点）のＸＹ座標
平面への投影点とのＸ方向の距離ＢＬＯｘを、オフ・ア
クシス・アライメント系ＯＷＡに関するＸ方向ベースラ
イン量として算出する。Next, the main control system 114 determines the center CC of the reticle R based on the measured value ΔXF and the calculated values LF and ΔXcc.
Projected point on the XY coordinate plane, and the projected point on the XY coordinate plane of the center point in the X direction of the index plate 4F of the off-axis alignment system OWA (a bisecting point between the index marks TMX1 and TMX2). The distance BLOx in the X direction with respect to the off-axis alignment system OWA is calculated as the X direction base line amount.

【００８９】 ＢＬＯｘ＝ＬＦ−ΔＸcc−ΔＸＦ …（１０） ここでΔＸＦは、指標マークＴＭＸ１、ＴＭＸ２のＸ方
向の２等分点に対して基準マークＦＭ１が投影レンズＰ
Ｌ（基準マークＦＭ２Ａ、ＦＭ２Ｂ）の方向にずれて検
出されたときは正の値をとり、逆方向にずれて検出され
たときは負の値をとるものとする。BLOx = LF−ΔXcc−ΔXF (10) where ΔXF is a distance between the reference mark FM1 and the projection lens P with respect to the bisecting point of the index marks TMX1 and TMX2 in the X direction.
It is assumed that a positive value is detected when the light is detected in the direction of L (reference marks FM2A, FM2B), and a negative value is detected when the light is detected in the reverse direction.

【００９０】次に主制御系１１４は、実測値ΔＹＲ１と
ΔＹＲ２に基づいて、レチクルＲの中心点ＣＣの投影点
と、基準マークＦＭ２Ａの中心点とＦＭ２Ｂの中心点と
を結ぶ線分の２等分点（ほぼ直線ＬＹ２上にある）との
Ｙ方向のずれ量ΔＹccを求める。 ΔＹcc＝（ΔＹＲ１−ΔＹＲ２）／２ …（１１） ここで、ΔＹＲ１、ΔＹＲ２は、レチクルマークＲＭ
１、ＲＭ２の夫々が対応する基準マークＦＭ２Ａ、ＦＭ
２Ｂに対して、図４上でＹの正方向（図４の紙面内で上
方）にずれているときは正、逆方向にずれているときは
負の値をとるものとする。このずれ量Ｙccは、レチクル
Ｒの中心ＣＣの投影点と、基準マークＦＭ２Ａ、ＦＭ２
Ｂの各中心点を結ぶ線分の２等分とが精密に一致したと
き零になる。Next, the main control system 114, based on the measured values ΔYR1 and ΔYR2, calculates a line segment connecting the projection point of the center point CC of the reticle R, the center point of the reference mark FM2A and the center point of FM2B, and the like. The amount of deviation ΔYcc in the Y direction from the dividing point (almost on the straight line LY2) is obtained. ΔYcc = (ΔYR1−ΔYR2) / 2 (11) Here, ΔYR1 and ΔYR2 are reticle marks RM.
1 and RM2 correspond to the reference marks FM2A and FM2, respectively.
With respect to 2B, the value takes a positive value when it is shifted in the positive direction of Y in FIG. 4 (upward in the paper plane of FIG. 4), and a negative value when it is shifted in the reverse direction. The shift amount Ycc is determined by comparing the projected point of the center CC of the reticle R with the reference marks FM2A and FM2.
It becomes zero when the bisector of the line connecting the center points of B exactly matches.

【００９１】さらに主制御系１１４は、定数値ΔＹfa、
ΔＹfbに基づいて、基準マークＦＭ２Ａ、ＦＭ２Ｂの各
中心点を結ぶ線分の２等分点と基準マークＦＭ１の中心
点とのＹ方向のずれ量ΔＹf 2 を求める。 ΔＹｆ2 ＝（ΔＹfa−ΔＹfb）／２ …（１２） 以上の計算値ΔＹcc、ΔＹf 2 と実測値ΔＹＦとに基づ
いて、主制御系１１４は、レチクルＲの中心ＣＣの投影
点と、オフ・アクシス・アライメント系ＯＷＡの指標板
４ＦのＹ方向の中心点（指標マークＴＭＸ1 とＴＭＸ2
との間の２等分点）の投影点とのＹ方向の距離ＢＬＯｙ
を、オフ・アクシス・アライメント系ＯＷＡのＹ方向ベ
ースライン量として算出する。 ＢＬＯｙ＝ΔＹcc−ΔＹf２−ΔＹＦ …（１３） 以上の演算により、オフ・アクシス・アライメント系Ｏ
ＷＡのベースライン量（ＢＬＯｘ、ＢＬＯｙ）が求ま
り、次に主制御系１１４はＬＳＡ方式のＴＴＬアライメ
ント系のベースライン量（ＢＬＴｘ、ＢＬＴｙ）を求め
る。Ｙ方向用のＬＳＡ方式ＴＴＬアライメント系のベー
スライン量ＢＬＴｙは、スリット状のビームスポットの
Ｙ方向の中心点とレチクルＲの中心点とレチクルＲの中
心ＣＣの投影点とのＹ方向のずれ量であり、次式によっ
て求められる。The main control system 114 further includes a constant value ΔYfa,
Based on ΔYfb, a deviation ΔYf 2 in the Y direction between the bisecting point of the line connecting the center points of the reference marks FM2A and FM2B and the center point of the reference mark FM1 is obtained. ΔYf2 = (ΔYfa−ΔYfb) / 2 (12) On the basis of the above calculated values ΔYcc, ΔYf2 and the actually measured value ΔYF, the main control system 114 determines the projected point of the center CC of the reticle R and the off-axis position. The center point of the index plate 4F of the alignment system OWA in the Y direction (index marks TMX1 and TMX2
Distance in the Y direction from the projection point of (a bisecting point between the two points)
Is calculated as the Y-direction baseline amount of the off-axis alignment system OWA. BLOy = ΔYcc−ΔYf2−ΔYF (13) By the above calculation, the off-axis alignment system O
The baseline amount (BLOx, BLOy) of the WA is determined, and then the main control system 114 determines the baseline amount (BLTx, BLTy) of the TTL alignment system of the LSA system. The baseline amount BLTy of the LSA TTL alignment system for the Y direction is a shift amount in the Y direction between the center point of the slit beam spot in the Y direction, the center point of the reticle R, and the projection point of the center CC of the reticle R. Yes, and is determined by the following equation:

【００９２】 ＢＬＴｙ＝ＹＩｆ−ＹＬｓ …（１４） 同様にして、Ｘ方向用のＬＳＡ方式ＴＴＬアライメント
系のベースライン量ＢＬＴｘとは、スリット状のビーム
スポットのＸ方向の中心点とレチクルＲの中心ＣＣの投
影点とのＸ方向のずれ量であり、次式によって求められ
る。 ＢＬＴｘ＝ＹＩｆ−ＹＬｓ …（１５） 但し、式（１４）、（１５）で求めた値には、発光マー
クＩＦＳの中心と基準板ＦＰ上のマークＬＳＭｙとのＹ
方向の配置誤差ΔＹsmと、発光マークＩＦＳとマークＬ
ＳＭｘとのＸ方向の配置誤差ΔＸsmとが含まれているた
め、これらの誤差が無視できないときは、予め定数値と
して記憶しておき、式（１４）、（１５）をそれぞれ式
（１４' ）、（１５' ）のように変更すればよい。BLTy = YIf−YLs (14) Similarly, the base line amount BLTx of the X-direction LSA TTL alignment system is the center point of the slit-shaped beam spot in the X direction and the center CC of the reticle R. And the amount of deviation in the X direction from the projection point, and is obtained by the following equation. BLTx = YIf−YLs (15) However, the value obtained by the formulas (14) and (15) includes Y between the center of the light emitting mark IFS and the mark LSMy on the reference plate FP.
Orientation error ΔYsm, light emission mark IFS and mark L
Since the X-direction arrangement error ΔXsm with respect to SMx is included, if these errors cannot be ignored, they are stored in advance as constant values, and equations (14) and (15) are respectively expressed by equations (14 ′). , (15 ').

【００９３】 ＢＬＴｙ＝ＹＩf −ＹＬs −ΔＹsm …（１４' ） ＢＬＴｘ＝ＸＩf −ＸＬs −ΔＸsm …（１５' ） 以上のシーケンスによって、ベースライン計測が終了
し、ウェハステージＷＳＴ上にはプリアライメントされ
たウェハＷが載置される。ウェハＷ上には複数の被露光
領、すなわちレチクルＲのパターン領域ＰＡが投影され
るショット領域が２次元に配置されている。そして各シ
ョット領域には、オフ・アクシス・アライメント系ＯＷ
Ａ、又はＴＴＬアライメント系（２Ｘ、３Ｘ；２Ｙ、３
Ｙ）によって検出されるアライメントマークが、ショッ
ト領域の中心点に対して一定の関係で形成されている。
多くの場合、それらウェハ上のアライメントマークはス
トリートライン内に設けられる。実際のウェハアライメ
ントの方法には、従来よりいくつもの方式、又はシーケ
ンスが知られているので、ここではそれら方式、シーケ
ンスの説明は省略し、基本的なウェハアライメントのみ
について説明する。BLTy = YIf−YLs−ΔYsm (14 ′) BLTx = XIf−XLs−ΔXsm (15 ′) With the above sequence, the baseline measurement is completed and the pre-aligned wafer is placed on wafer stage WST. W is placed. A plurality of exposure areas, that is, shot areas on which the pattern area PA of the reticle R is projected are two-dimensionally arranged on the wafer W. Each shot area has an off-axis alignment system OW
A or TTL alignment system (2X, 3X; 2Y, 3
The alignment mark detected by Y) is formed in a fixed relation to the center point of the shot area.
In many cases, the alignment marks on those wafers are provided in the street lines. Since various methods or sequences are conventionally known as actual wafer alignment methods, descriptions of these methods and sequences are omitted here, and only basic wafer alignment will be described.

【００９４】図１８は、ウェハＷ上のショット領域とマ
ークの配置を示し、ショット領域ＳＡｎの中心ＳＣｎと
Ｘ方向用マークＷＭｘとのＸ方向の間隔がΔＸwm、中心
ＳＣｎとＹ方向用のＹマークＷＭｙとのＹ方向の間幅が
ΔＹwmとして設計上定められている。まず、オフ・アク
シス・アライメント系ＯＷＡを使う場合は、任意のショ
ット領域ＳＡｎのマークＷＭｘがオフ・アクシス・アラ
イメント系ＯＷＡの検出領域内で指標マークＴＭＸ１、
ＴＭＸ２に挾み込まれるようにウェハステージＷＳＴを
位置決めする。ここでマークＷＭｘ、ＷＭｙは、基準マ
ークＦＭ１と同様にマルチラインパターンであるものと
する。FIG. 18 shows the arrangement of shot areas and marks on the wafer W. The distance between the center SCn of the shot area SAn and the mark WMx in the X direction in the X direction is ΔXwm, and the center SCn and the Y mark in the Y direction are shown. The width between Y and WMy in the Y direction is determined by design as ΔYwm. First, when the off-axis alignment system OWA is used, the mark WMx of an arbitrary shot area SAn is set to the index mark TMX1 within the detection area of the off-axis alignment system OWA.
The wafer stage WST is positioned so as to be sandwiched by TMX2. Here, it is assumed that the marks WMx and WMy are multi-line patterns similarly to the reference mark FM1.

【００９５】そして、主制御系１１４は、位置決めされ
たウェハステージＷＳＴのＸ方向の座標位置Ｘｍを干渉
計ＩＦＸから読み込む。さらに、オフ・アクシス・アラ
イメント系ＯＷＡ内のＣＣＤカメラ４Ｘからの画像信号
を処理して、指標板４Ｆの中心点とマークＷＭｘの中心
点とのＸ方向のずれ量ΔＸｐを検出する。次にウェハス
テージＷＳＴを動かして、オフ・アクシス・アライメン
ト系の指標マークＴＭＸ１、ＴＭＸ２によってウェハの
マークＷＭｙが挾み込まれるようにウェハステージＷＳ
Ｔを位置決めする。このときのＹ方向の座標位置Ｙｍを
干渉計ＩＦ１から読み取る。そしてＣＣＤカメラ４Ｙの
撮像によって、指標板４Ｆの中心点とマークＷＭｙの中
心点とのＹ方向のずれ量ΔＹｐを求める。Then, main control system 114 reads coordinate position Xm of wafer stage WST in the X direction positioned from interferometer IFX. Further, an image signal from the CCD camera 4X in the off-axis alignment system OWA is processed to detect the amount of deviation ΔXp in the X direction between the center point of the index plate 4F and the center point of the mark WMx. Next, wafer stage WST is moved so that wafer mark WSy is sandwiched between index marks TMX1 and TMX2 of the off-axis alignment system.
Position T. At this time, the coordinate position Ym in the Y direction is read from the interferometer IF1. Then, the amount of displacement ΔYp in the Y direction between the center point of the index plate 4F and the center point of the mark WMy is obtained by imaging with the CCD camera 4Y.

【００９６】以上のマーク位置検出が終ると、あとは次
式の計算のみによって、露光時にショット領域ＳＡｎの
中心ＳＣｎをレチクルＲの中心ＣＣの投影点に合致させ
るためのウェハステージＷＳＴの座標位置（Ｘｅ、Ｙ
ｅ）が求められる。 Ｘｅ＝Ｘｍ−ΔＸｐ＋（ＢＬＯｘ−ΔＸwm） …（１６） Ｙｅ＝Ｙｍ−ΔＹｐ＋（ＢＬＯｙ−ΔＹwm） …（１７） 尚、ＬＳＡ方式のＴＴＬアライメント系でマークＷＭ
ｘ、ＷＭｙを検出する場合、ＬＳＡ方式によるマークＷ
Ｍｘ、ＷＭｙの各検出位置をＸｍ、Ｙｍとして次式で露
光時のステージ座標位置が求まる。After the above-described mark position detection is completed, the coordinate position of the wafer stage WST for aligning the center SCn of the shot area SAn with the projection point of the center CC of the reticle R at the time of exposure is calculated only by the following equation. Xe, Y
e) is required. Xe = Xm-.DELTA.Xp + (BLOx-.DELTA.Xwm) (16) Ye = Ym-.DELTA.Yp + (BLOy-.DELTA.Ywm) (17) The mark WM in the TTL alignment system of the LSA method.
When detecting x and WMy, the mark W by the LSA method is used.
With the respective detection positions of Mx and WMy being Xm and Ym, the stage coordinate position at the time of exposure is obtained by the following equation.

【００９７】 Ｘｅ＝Ｘｍ＋ＢＬＴｘ−ΔＸwm …（１８） Ｙｅ＝Ｙｍ＋ＢＬＴｙ−ΔＹwm …（１９） 以上の説明ではオフ・アクシス・アライメント系ＯＷＡ
の静止座標系内での検出中心点でも、干渉計ＩＦＸ、Ｉ
ＦＹ１の両測定値が直交するように定めてあるから、オ
フ・アクシス・アライメント系ＯＷＡを用いた２次元の
マーク位置検出に、２つの干渉計ＩＦＸ、ＩＦＹ１の計
測値を使うと、マーク検出時のウェハステージＷＳＴの
座標、位置Ｘｍ、Ｙｍ、及びマーク位置のずれ量ΔＸ
ｐ、ΔＹｐにはアッベ誤差が含まれないことになる。Xe = Xm + BLTx−ΔXwm (18) Ye = Ym + BLTy−ΔYwm (19) In the above description, the off-axis alignment system OWA
Even at the detection center point in the stationary coordinate system, the interferometers IFX, I
Since both measured values of FY1 are set to be orthogonal, if the measured values of the two interferometers IFX and IFY1 are used for two-dimensional mark position detection using the off-axis alignment system OWA, the mark is detected. Of wafer stage WST, position Xm, Ym, and deviation amount ΔX of mark position
p and ΔYp do not include Abbe error.

【００９８】従って、オフ・アクシス・アライメント系
ＯＷＡを使ってウェハマークや基準マークを検出すると
きには、投影レンズＰＬに対してアッベ条件を満す干渉
計ＩＦＹ２ではなく、アライメント系ＯＷＡに対してア
ッベ条件を満す干渉計ＩＦＹ１を使うことが重要であ
る。しかしながら、投影レンズＰＬに対してアッベ条件
を満す干渉計ＩＦＸ、ＩＦＹ２と、オフ・アクシス・ア
ライメント系ＯＷＡに対してアッベ条件を満す干渉計Ｉ
ＦＸ、ＩＦＹ１とをそのまま切り替えて使うためには、
２つのＹ方向用の干渉計ＩＦＸ１、ＩＦＹ２の各内部カ
ウンタのリセット（又はプリセット）を特定の状態のも
とで行なう必要がある。結論から言えば、投影レンズＰ
Ｌを介して基準マークＦＭ２を検出するのと同時に、オ
フ・アクシス・アライメント系ＯＷＡを介して基準マー
クＦＭ１を検出してベースライン計測を行なう際のウェ
ハステージＷＳＴの停止位置で、２つの干渉計ＩＦＹ
１、ＩＦＹ２の各内部カウンタの値をどちらか一方の値
と等しくプリセットするのである。従って、先に述べた
図１４、１５のシーケンスにおいては、２つの干渉計Ｉ
ＦＹ１、ＩＦＹ２のプリセット動作が必要であるととも
に、先に述べた基準板ＦＰの取り付け誤差θｆに起因し
たベースライン量の補正演算が必要となる。そこで以下
に、その具体例を説明する。Therefore, when detecting a wafer mark or a reference mark using the off-axis alignment system OWA, not the interferometer IFY2 satisfying the Abbe condition for the projection lens PL, but the Abbe condition for the alignment system OWA. It is important to use an interferometer IFY1 satisfying However, the interferometers IFX and IFY2 satisfying the Abbe condition for the projection lens PL and the interferometer I satisfying the Abbe condition for the off-axis alignment system OWA
In order to switch between FX and IFY1 as they are,
It is necessary to reset (or preset) each internal counter of the two Y-direction interferometers IFX1 and IFY2 under a specific state. In conclusion, the projection lens P
At the same time when the reference mark FM2 is detected via the L and the reference mark FM1 is detected via the off-axis alignment system OWA and the baseline measurement is performed, the two interferometers are stopped at the stop position of the wafer stage WST. IFY
1, the value of each internal counter of IFY2 is preset equal to one of the values. Therefore, in the sequence of FIGS. 14 and 15 described above, two interferometers I
The preset operation of FY1 and IFY2 is required, and the correction calculation of the baseline amount caused by the mounting error θf of the reference plate FP described above is required. Therefore, a specific example will be described below.

【００９９】まず、図１４中のステップ５０８、５１
０、５１２によってレチクルアライメントを行なう。こ
のとき、基準板ＦＰの取り付け誤差θｆを考慮して、先
に説明したように、レチクルマークＲＭ１、ＲＭ２のＸ
方向のアライメント位置がΔＸＲ１＝ΔＸＲ２であっ
て、かつ零に追い込まれるように設定し、Ｙ方向のアラ
イメント位置がΔＹＲ１→ΔＯｙ1に、ΔＹＲ２→ΔＯ
ｙ2にそれぞれ追い込まれるように設定する。すなわ
ち、２つのレチクルマークＲＭ１、ＲＭ２を結ぶ線が移
動鏡ＩＭｙの反射面と平行になるようにレチクルＲをア
ライメントする。First, steps 508 and 51 in FIG.
Reticle alignment is performed by 0 and 512. At this time, considering the mounting error θf of the reference plate FP, as described above, the X of the reticle marks RM1 and RM2 is
XR1 = ΔXR2, and set to be driven to zero, and the alignment position in the Y direction becomes ΔYR1 → ΔOy1, ΔYR2 → ΔOy1.
Set to be driven by y2 respectively. That is, the reticle R is aligned so that the line connecting the two reticle marks RM1 and RM2 is parallel to the reflection surface of the movable mirror IMy.

【０１００】その後、ベースライン誤差の計測に入る
が、レチクルアライメントが達成されてからは、ウェハ
ステージＷＳＴが移動しないようにサーボロックが働
く。そのサーボロック状態で考えてみると、その時点で
は、投影レンズに対してアッベ条件を満足する干渉計Ｉ
ＦＹ２の計測値Ｌｅと、オフ・アクシス・アライメント
系に対してアッベ条件を満足する干渉計ＩＦＹ１の計測
値Ｌｆとの間には、Ｌｙ（Δθａ＋Δθｒ）の誤差が存
在する。ここでＬｙは２つの干渉計ＩＦＹ１、ＩＦＹ２
の各測定軸のＸ方向の間隔であり、回転誤差Δθａは、
ベースライン計測時のウェハステージＷＳＴの位置で生
じた移動鏡ＫＭｙの反射面の理想的な位置（理想的なＸ
軸）からの微小回転誤差である。また回転誤差Δθｒ
は、ウェハステージＷＳＴが所定の原点位置にきたとき
に生じた移動鏡ＩＭｙの反射面の理想的な位置（Ｘ軸）
からの微小回転誤差である。これらの誤差Δθａ、Δθ
ｒは単独に直接は計測できないが、通常、ウェハステー
ジＷＳＴが原点位置にきたときに干渉計ＩＦＹ１、ＩＦ
Ｙ２の内部カウンタを同時にリセット（又はプリセッ
ト）しておくことで、ΔθａとΔθｒの合成値のリセッ
ト位置からの変化分として計測することができる。すな
わち、Δθａ＋Δθｒの変化分が、リセット位置を基準
としたヨーイング量として計測できるのである。Thereafter, the measurement of the baseline error starts, but after the reticle alignment is achieved, the servo lock operates so that the wafer stage WST does not move. Considering the servo locked state, at that time, the interferometer I that satisfies the Abbe condition with respect to the projection lens
There is an error of Ly (Δθa + Δθr) between the measured value Le of FY2 and the measured value Lf of the interferometer IFY1 that satisfies the Abbe condition for the off-axis alignment system. Here, Ly represents two interferometers IFY1 and IFY2.
Is the interval in the X direction of each measurement axis, and the rotation error Δθa is
Ideal position (ideal X) of the reflecting surface of movable mirror KMy generated at the position of wafer stage WST during baseline measurement
Axis). The rotation error Δθr
Is the ideal position (X-axis) of the reflecting surface of movable mirror IMy generated when wafer stage WST comes to the predetermined origin position
This is a small rotation error from. These errors Δθa, Δθ
r cannot be directly measured independently, but usually, when the wafer stage WST comes to the origin position, the interferometers IFY1 and IFY1
By resetting (or presetting) the internal counter of Y2 at the same time, it is possible to measure the change from the reset position of the combined value of Δθa and Δθr. That is, the change of Δθa + Δθr can be measured as the yaw amount with reference to the reset position.

【０１０１】従って、投影レンズに対してアッベ条件を
満足する干渉計ＩＦＹ２でウェハステージＷＳＴの位置
をモニター、又は制御している状態のとき、他方の干渉
計ＩＦＹ１の測定値Ｌｆには当然のことながら、Ｌｆ−
Ｌｅ＝Ｌｙ（Δθａ＋Δθｒ）の誤差が含まれたものに
なり、干渉計ＩＦＹ１の測定値Ｌｆをそのまま真の値と
してベースライン量測定に組み入れることはできない。
あるいはウェハステージＷＳＴの制御をそのまま干渉計
ＩＦＹ１による制御のもとに移すこともできない。Therefore, when the position of the wafer stage WST is monitored or controlled by the interferometer IFY2 which satisfies the Abbe condition with respect to the projection lens, the measured value Lf of the other interferometer IFY1 naturally has While Lf-
The error includes Le = Ly (Δθa + Δθr), and the measurement value Lf of the interferometer IFY1 cannot be directly incorporated into the baseline amount measurement as a true value.
Alternatively, control of wafer stage WST cannot be directly transferred to control by interferometer IFY1.

【０１０２】そこで、ベースライン計測時に基準板ＦＰ
を位置決めしてウェハステージＷＳＴをサーボロックし
た時点での干渉計ＩＦＹ１の測定値Ｌｆと干渉計ＩＦＹ
２の測定値Ｌｅとの差をΔＬyw〔Ｌｙ（Δθａ＋Δθ
ｒ）〕として記憶した後、干渉計ＩＦＹ１の内部カウン
タを測定値Ｌｆから測定値Ｌｅへ変更（プリセット）す
る。このようにすると、以後の制御において、露光時に
ウェハステージＷＳＴの位置決めに使う干渉計ＩＦＹ２
に基づいた制御を、オフ・アクシス・アライメント時に
使う干渉計ＩＦＹ１に基づいた制御に切り替えても、何
ら支障は生じない。Therefore, when measuring the baseline, the reference plate FP
And the measured value Lf of the interferometer IFY1 when the wafer stage WST is servo-locked and the interferometer IFY
The difference from the measured value Le of No. 2 is ΔLyw [Ly (Δθa + Δθ
r)], the internal counter of the interferometer IFY1 is changed from the measured value Lf to the measured value Le (preset). By doing so, in the subsequent control, the interferometer IFY2 used for positioning the wafer stage WST during exposure
Does not cause any trouble even if the control based on is performed is switched to the control based on the interferometer IFY1 used at the time of off-axis alignment.

【０１０３】このときの様子を図１９に誇張して示す。
図１９において、２つの基準マークＦＭ２Ａ、ＦＭ２Ｂ
を結ぶ線ＬＸは移動鏡ＩＭｙの反射面と平行な線Ｌrcに
対して誤差θｆだけ回転している。レチクルＲがアライ
メントされると、レチクルマークＲＭ１は基準マークＦ
Ｍ２Ａに対してΔＯy1だけオフセットして位置し、レチ
クルマークＲＭ２は基準マークＦＭ２Ｂに対してΔＯy2
だけオフセットして位置するため、結局、レチクルマー
クＲＭ１、ＲＭ２を結ぶ線分は線Ｌrcと平行になる。図
１９では線Ｌrcがレチクル中心ＣＣを通るように定めた
ので、レチクルマークＲＭ１、ＲＭ２、及び中心ＣＣは
線Ｌrc上に位置する。The state at this time is exaggerated in FIG.
In FIG. 19, two reference marks FM2A and FM2B
LX is rotated by an error θf with respect to a line Lrc parallel to the reflection surface of the movable mirror IMy. When reticle R is aligned, reticle mark RM1 becomes reference mark F
The reticle mark RM2 is offset from the reference mark FM2B by ΔOy2.
Therefore, the line segment connecting the reticle marks RM1 and RM2 is parallel to the line Lrc. In FIG. 19, since the line Lrc is determined to pass through the reticle center CC, the reticle marks RM1, RM2 and the center CC are located on the line Lrc.

【０１０４】さて、この状態で２つの干渉計ＩＦＹ１、
ＩＦＹ２は同一カウント値Ｌｅにプリセットされる訳で
あるが、図１９に示したように、プリセット後の２つの
干渉計ＩＦＹ１、ＩＦＹ２の基準は基準線Ｌir'に変化
する。図１９において線Ｌirは、例えばウェハステージ
ＷＳＴが原点位置にきたときに干渉計ＩＦＹ１、ＩＦＹ
２を同一値にプリセットした状態での基準を示す。すな
わち、干渉計ＩＦＹ１、ＩＦＹ２はこれら仮想的な基準
線Ｌir、又はＬir' から移動鏡ＩＭｙまでの距離を計測
していると考えてよい。従ってプリセット直後において
は、基準線Ｌir'、移動鏡ＩＭｙの反射面、及び線Ｌrc
の夫々が互いに平行になる。ちなみに、プリセット後に
２つの干渉計ＩＦＹ１、ＩＦＹ２の計測値の差からウェ
ハステージＷＳＴのヨーイングを求める場合、ヨーイン
グ量の基準は、図１９の線Ｌir'に変更されたことにな
る。すなわち、ベースライン計測時に基準板ＦＰを投影
レンズＰＬとオフアクシスアライメント系との直下に位
置決めしたときの移動鏡ＩＭｙの反射面と平行な線が、
それ以降のヨーイング量計測の基準となるのである。Now, in this state, the two interferometers IFY1, IFY1,
IFY2 is preset to the same count value Le, but as shown in FIG. 19, the reference of the two interferometers IFY1 and IFY2 after the preset changes to the reference line Lir '. In FIG. 19, the line Lir represents the interferometers IFY1 and IFY1, for example, when the wafer stage WST comes to the origin position.
2 shows a reference in a state where 2 is preset to the same value. That is, it can be considered that the interferometers IFY1 and IFY2 measure the distance from these virtual reference lines Lir or Lir 'to the movable mirror IMy. Therefore, immediately after the preset, the reference line Lir ′, the reflection surface of the movable mirror IMy, and the line Lrc
Are parallel to each other. Incidentally, when the yawing of the wafer stage WST is obtained from the difference between the measured values of the two interferometers IFY1 and IFY2 after the preset, the reference of the yawing amount has been changed to the line Lir 'in FIG. That is, a line parallel to the reflection surface of the movable mirror IMy when the reference plate FP is positioned immediately below the projection lens PL and the off-axis alignment system during baseline measurement,
It becomes the reference for subsequent yawing amount measurement.

【０１０５】さらにベースライン計測では、オフアクシ
スアライメント系によって基準マークＦＭ１と指標マー
クＴＭとの位置ずれ量（ΔＸＦ、ΔＹＦ）が図１７に示
すように求められる。図１９において、Ｏｆはオフアク
シスアライメント系の指標マークＴＭによって規定され
る検出中心点である。ここで真のベースライン量は、レ
チクルＲの中心点ＣＣと検出中心点Ｏｆとの位置関係で
決まるが、基準板ＦＰの取り付け誤差θｆが極めて小さ
いものとすると、Ｘ方向のベースライン量は先の図１７
に示した定数値ΔＸfa（ＦＭ１とＦＭ２Ａの距離）と定
数値ΔＸfb（ＦＭ１とＦＭ２Ｂの距離）、レチクルアラ
イメント時の中心点ＣＣのＸ方向のずれ量、及びオフア
クシスアライメント系で検出されるずれ量ΔＸＦによっ
て決まる。Further, in the baseline measurement, the amount of displacement (ΔXF, ΔYF) between the reference mark FM1 and the index mark TM is obtained by the off-axis alignment system as shown in FIG. In FIG. 19, Of is a detection center point defined by the index mark TM of the off-axis alignment system. Here, the true baseline amount is determined by the positional relationship between the center point CC of the reticle R and the detection center point Of. If the mounting error θf of the reference plate FP is extremely small, the baseline amount in the X direction is Figure 17 of
FaXfa (the distance between FM1 and FM2A) and the constant value ＸXfb (the distance between FM1 and FM2B), the amount of deviation of the center point CC in the X direction during reticle alignment, and the amount of deviation detected by the off-axis alignment system shown in FIG. It is determined by ΔXF.

【０１０６】すなわち、２つの基準マークＦＭ２Ａ、Ｆ
Ｍ２ＢのＸ方向の中点と基準マークＦＭ１の中心点まで
の線ＬＸ上の距離をＬＦとすると、ＬＦは先の式（８）
と同様にして、 ＬＦ＝（ΔＸfa＋ΔＸfb）／２ で求められる。またレチクルアライメント時に残存して
中心点ＣＣの基準マークＬＭ２の中点に対するＸ方向の
ずれ量ΔＸccは、図１７中の実測値ΔＸＲ１、ΔＸＲ２
から、先の式（９）と同様に、 ΔＸcc＝（ΔＸＲ１−ΔＸＲ２）／２ で求められる。That is, two reference marks FM2A, F
Assuming that the distance on the line LX between the midpoint of the X direction of M2B in the X direction and the center point of the reference mark FM1 is LF, LF is given by the above equation (8).
LF = (ΔXfa + ΔXfb) / 2 in the same manner as Further, the amount of deviation ΔXcc in the X direction of the center point CC from the center point of the reference mark LM2 remaining during the reticle alignment is measured values ΔXR1 and ΔXR2 in FIG.
Thus, as in the above equation (9), ΔXcc = (ΔXR1−ΔXR2) / 2.

【０１０７】従って、Ｘ方向の真のベースライン量ＢＬ
Ｏｘは、先の式（１０）と同様にして、 ＢＬＯｘ＝ＬＦ−ΔＸcc−ΔＸＦ で求まる。一方、Ｙ方向のベースライン量ＢＬＯｙにつ
いては、取り付け誤差θｆに起因したサイン誤差（Ｙ方
向のずれ量）が生じるため、先に説明した式（１３）の
ままでは精度が保証されない。Therefore, the true baseline amount BL in the X direction
Ox is obtained by the following equation in the same manner as in the equation (10): BLOx = LF−ΔXcc−ΔXF. On the other hand, as for the baseline amount BLOy in the Y direction, a sign error (a shift amount in the Y direction) due to the attachment error θf occurs, and therefore, the accuracy is not guaranteed by using the above-described equation (13).

【０１０８】ここで再び、図１９を参照して考えてみ
る。まず２つの干渉計ＩＦＹ１、ＩＦＹ２がプリセット
された後であれば、どちらの干渉計を使ってウェハステ
ージを位置制御しても支障はない。例えば、レチクルＲ
の中心点ＣＣの直下にウェハ上の特定点を位置決めした
状態から、干渉計ＩＦＹ１の計測値を変化させないよう
に、ウェハステージＷＳＴをＸ方向に距離ＬＦ、（厳密
にはＬＦ−ΔＸcc）だけ移動させたとすると、ウェハ上
の特定点は、図１９中の点Ｐｃに位置することになる。
従って管理すべきＹ方向の真のベースライン量ＢＬＯｙ
は、オフアクシスアライメント系の検出中心点Ｏｆと点
ＰｃとのＹ方向の間隔である。Here, consider again with reference to FIG. First, as long as the two interferometers IFY1 and IFY2 are preset, there is no problem in controlling the position of the wafer stage using either of the interferometers. For example, reticle R
The wafer stage WST is moved by a distance LF (strictly speaking, LF−ΔXcc) in the X direction so that the measured value of the interferometer IFY1 is not changed from a state where a specific point on the wafer is positioned immediately below the center point CC of the above. If so, the specific point on the wafer is located at point Pc in FIG.
Therefore, the true baseline amount BLOy in the Y direction to be managed
Is the distance in the Y direction between the detection center point Of and the point Pc of the off-axis alignment system.

【０１０９】基準板ＦＰの取り付け誤差θｆが求められ
ているから、点Ｐｃと基準マークＦＭ１とのＹ方向のず
れ量ΔＴfcは、θｆが十分に小さいという条件のもと
で、 ΔＹfc≒（ＬＦ−ΔＸcc）・θｆ …（２０） として求められる。従って、先の式（１３）を変更し
て、取付け誤差θｆを考慮したＹ方向のベースライン量
ＢＬＯｙは、次式のようになる。 ＢＬＯｙ＝ΔＹcc−ΔＹf２−ΔＹfc−ΔＹＦ …（２１） 尚、ΔＹcc、ΔＹf２はそれぞれ先の式（１１）、（１
２）から求めたものである。Since the mounting error θf of the reference plate FP has been determined, the deviation ΔTfc between the point Pc and the reference mark FM1 in the Y direction is given by the following condition: θYfc ≒ (LF− ΔXcc) · θf (20) Therefore, by changing the above equation (13), the base line amount BLOy in the Y direction in consideration of the mounting error θf is as follows. BLOy = ΔYcc−ΔYf2−ΔYfc−ΔYF (21) Here, ΔYcc and ΔYf2 are expressed by the above equations (11) and (1), respectively.
It is obtained from 2).

【０１１０】以上のようにして、２つの干渉計ＩＦＹ
１、ＩＦＹ２を基準板ＦＰによるベースライン計測時に
同じ値にプリセットするとともに、取り付け誤差θｆに
応じてべースライン量の演算に補正を加えること、及び
ベースライン計測状態にある基準板ＦＰ上の基準マーク
に対してレチクルＲのアライメントを実行することによ
って、すべての誤差要因が相殺されることになり、従来
のベースライン計測よりも格段に高精度になる。As described above, two interferometers IFY
1. Preset IFY2 to the same value at the time of baseline measurement by the reference plate FP, add correction to the calculation of the baseline amount according to the mounting error θf, and reference marks on the reference plate FP in the baseline measurement state By performing the alignment of the reticle R with respect to, all the error factors are canceled out, and the accuracy becomes much higher than the conventional baseline measurement.

【０１１１】尚、ベースライン計測動作の際、ウェハス
テージＷＳＴの停止位置を干渉計ＩＦＹ１で読み取る場
合も、約１秒の間に数十回程度、内部カウンタの計測値
をサンプリングし、それらを平均化することによって、
ゆらぎによる誤差分が、実験上は０．０３μｍから０．
０１２μｍ程度に低減する。また、図１８のようにウェ
ハＷのアライメントマークＷＭｘ、ＷＭｙ等をオフ・ア
クシス・アライメント系ＯＷＡで検出するとき、ウェハ
ステージＷＳＴの位置決めは干渉計ＩＦＹ１、ＩＦＸで
制御されるが、その際、ウェハステージＷＳＴにヨーイ
ングが発生することがある。しかしながら、このときの
ヨーイング発生は、２つの干渉計ＩＦＹ1 、ＩＦＹ2 を
プリセットした後では最終的なアライメント精度（レチ
クルとウェハ上のショットとの重ね合わせ精度）に影響
を与えない。In the baseline measurement operation, when the stop position of the wafer stage WST is read by the interferometer IFY1, the measurement values of the internal counter are sampled several tens of times in about one second, and the averaged values are averaged. By making
The error due to the fluctuation is experimentally 0.03 μm to 0.1 μm.
Reduce to about 012 μm. Further, when the alignment marks WMx, WMy, etc. of the wafer W are detected by the off-axis alignment system OWA as shown in FIG. 18, the positioning of the wafer stage WST is controlled by the interferometers IFY1 and IFX. Yawing may occur in stage WST. However, the occurrence of yawing at this time does not affect the final alignment accuracy (the accuracy of the superposition of the reticle and the shot on the wafer) after presetting the two interferometers IFY1 and IFY2.

【０１１２】図２０は、図１９で説明した２つの干渉計
ＩＦＹ1 、ＩＦＹ2 の相互プリセットを実現する一例を
示し、ここではハードウェア上で実現するものとする
が、同様の機能はソフトウェア上の計算でも全く同じ考
え方で実現できる。図２０において、アップダウンカウ
ンタ（ＵＤＣ）２００は、干渉計ＩＦＹ1の内部カウン
タであり、ウェハステージＷＳＴのＹ方向の移動に伴っ
て発生するアップパルスＵＰ１とダウンパルスＤＰ１と
を可逆計数する。アップダウンカウンタ（ＵＤＣ）２０
２は干渉計ＩＦＹ２の内部カウンタであり、同様にアッ
プパルスＵＰ２とダウンパルスＤＰ２とを可逆計数す
る。ＵＤＣ２００、２０２の各カウント値は、例えば並
列２４ビットのＹ座標値ＤＹ１、ＤＹ２として主制御系
１１４へ出力される。ラッチ回路（ＬＴ）２０４、２０
６はそれぞれカウント値ＤＹ１、ＤＹ２を入力するとと
もに、主制御系１１４からのラッチパルスＳ１a、Ｓ１b
を受けたときに、そのカウント値ＤＹ１、ＤＹ２を保
持し続ける。ここでＬＴ２０４の出力値はＵＤＣ２０２
へのプリセット値として印加され、ＬＴ２０６の出力値
はＵＤＣ２００へのプリセット値として印加される。Ｕ
ＤＣ２００、２０２はそれぞれ主制御系１１４からのロ
ードパルスＳ１b 、Ｓ２b に応答してプリセット値にセ
ットされる。FIG. 20 shows an example of realizing the mutual presetting of the two interferometers IFY1 and IFY2 described with reference to FIG. 19. Here, it is assumed that the interferometers are implemented on hardware. But it can be realized with exactly the same idea. 20, an up-down counter (UDC) 200 is an internal counter of interferometer IFY1, and reversibly counts up-pulse UP1 and down-pulse DP1 generated as wafer stage WST moves in the Y direction. Up / down counter (UDC) 20
Reference numeral 2 denotes an internal counter of the interferometer IFY2, which reversibly counts up pulses UP2 and down pulses DP2. The count values of the UDCs 200 and 202 are output to the main control system 114 as, for example, parallel 24-bit Y coordinate values DY1 and DY2. Latch circuits (LT) 204, 20
6 receives the count values DY1 and DY2, respectively, and latch pulses S1a and S1b from the main control system 114.
, The count values DY1 and DY2 are kept held. Here, the output value of LT 204 is UDC 202
, And the output value of the LT 206 is applied as a preset value to the UDC 200. U
DCs 200 and 202 are set to preset values in response to load pulses S1b and S2b from main control system 114, respectively.

【０１１３】先に述べたように、干渉計ＩＦＹ２の測定
値Ｌｅ（ＤＹ２）を干渉計ＩＦＹ１へプリセットする場
合、ＬＴ２０６に対してラッチパルスＳ２aが出力さ
れ、所定時間（msecオーダ) 遅れてＵＤＣ２００に対し
てロードバルスＳ１bが出力される。もちろん、図２０
の回路の場合は、逆のプリセットも可能であり、干渉計
ＩＦＹ１の測定値Ｌｆ（ＤＹ１）を干渉計ＩＦＹ２へプ
リセットすることもできる。尚、干渉計を使った座標計
測は相対的なものなので、干渉計ＩＦＹ１、ＩＦＹ２の
プリセットの代りに、ＵＤＣ２００、２０２を同時に零
リセット、又は同時に測定値Ｌｅ、Ｌｆと無関係な一定
値にリセットしてもよい。As described above, when the measured value Le (DY2) of the interferometer IFY2 is preset to the interferometer IFY1, the latch pulse S2a is output to the LT 206, and the UDC 200 is delayed by a predetermined time (msec order). In response, load pulse S1b is output. Of course, FIG.
In the case of the above circuit, the reverse preset is also possible, and the measured value Lf (DY1) of the interferometer IFY1 can be preset to the interferometer IFY2. Since the coordinate measurement using the interferometer is relative, the UDCs 200 and 202 are simultaneously reset to zero or simultaneously reset to a constant value irrelevant to the measured values Le and Lf instead of presetting the interferometers IFY1 and IFY2. You may.

【０１１４】ところで、以上に例示したベースライン計
測の動作は、図１４、図１５に示したように、精密なレ
チクルアライメントが終了した後に行なわれているが、
レチクルをラフにアライメントした段階でベースライン
計測を行なうようにしてもよい。例えば、図１４中のス
テップ５０４、又は５０６によって、レチクルマークＲ
Ｍ1 、ＲＭ2 がＴＴＲアライメント系１Ａ、１Ｂによっ
て検出可能な位置にくるまで、ＳＲＡ方式、又はＩＦＳ
方式でレチクルをラフにアライメントする。その後、図
１４中のステップ５０８と図１５中のステップ５２２と
を同時に実行して、基準マークＦＭ２Ａとレチクルマー
クＲＭ１との位置ずれ量（ΔＸＲ１、ΔＹＲ１）、基準
マークＦＭ２ＢとレチクルマークＲＭ２との位置ずれ量
（ΔＸＲ２、ΔＹＲ２）、及び基準マークＦＭ１とオフ
・アクシス・アライメント系の指標マークとの位置ずれ
量（ΔＸＦ、ΔＹＦ）を求める。By the way, the operation of the baseline measurement exemplified above is performed after the precise reticle alignment is completed as shown in FIGS. 14 and 15.
Baseline measurement may be performed when the reticle is roughly aligned. For example, at step 504 or 506 in FIG.
Until M1 and RM2 reach positions that can be detected by the TTR alignment systems 1A and 1B, the SRA method or the IFS
The reticle is roughly aligned by the method. Thereafter, step 508 in FIG. 14 and step 522 in FIG. 15 are simultaneously executed, and the positional deviation amount (ΔXR1, ΔYR1) between the reference mark FM2A and the reticle mark RM1, and the position between the reference mark FM2B and the reticle mark RM2. The deviation amounts (ΔXR2, ΔYR2) and the positional deviation amounts (ΔXF, ΔYF) between the reference mark FM1 and the index marks of the off-axis alignment system are obtained.

【０１１５】このとき、基準板ＦＰは干渉計モード、又
はＬＩＡモードでサーボロックされるが、ウェハステー
ジＷＳＴの微動を考慮して、ＴＴＲアライメント系オフ
・アクシス・アライメントの夫々による位置ずれ量検出
は何回か繰り返し実行し、その平均値を求めるようにす
る。この平均化によって、ランダムに発生する誤差量は
減少する。こうして、各位置ずれ量が求まると、後は計
算によってレチクルＲの中心ＣＣ（又はマークＲＭ１、
ＲＭ２）の投影点とオフ・アクシス・アライメント系Ｏ
ＷＡの検出中心点との相対位置関係がわかる。さらに、
この状態におけるレチクルステージＲＳＴの位置（ラフ
・アライメント位置）を、干渉計ＩＲＸ、ＩＲＹ、ＩＲ
θの計測値から読み取って記憶しておく。この読み取り
についても、平均化を行なうのが望ましい。At this time, the reference plate FP is servo-locked in the interferometer mode or the LIA mode. Repeat several times to find the average. This averaging reduces the amount of error that occurs randomly. When the respective positional deviation amounts are obtained in this manner, the center CC (or the marks RM1, RM1,
RM2) projection point and off-axis alignment system O
The relative positional relationship with the detection center point of the WA can be understood. further,
The position (rough alignment position) of reticle stage RST in this state is determined by interferometers IRX, IRY, IR
Read from the measured value of θ and store it. It is desirable to perform averaging also for this reading.

【０１１６】そして、先に計測した位置ずれ量（ΔＸＲ
１、ΔＹＲ１）、（ΔＸＲ２、ΔＹＲ２）、（ΔＸＦ、
ΔＹＦ）と予め設定されている定数値とに基づいて、オ
フ・アクシス・アライメント系ＯＷＡの検出中心点が基
準マークＦＭ１の中心と一致（ΔＸＦ＝０、ΔＹＦ＝
０）したときに生ずるべき、レチクルの中心ＣＣの投影
点と基準マークＦＭ２の中心点（マークＦＭ２ＡとＦＭ
２Ｂとの間の２等分点）との位置ずれ量（Ｘ、Ｙ、θ方
向）を算出する。その後、この位置ずれ量だけレチクル
ステージＲＳＴを、記憶しておいたラフ・アライメント
位置から干渉計ＩＲＸ、ＩＲＹ、ＩＲθを頼りに微動さ
せる。こうしてレチクルＲはオフ・アクシス・アライメ
ント系ＯＷＡの検出中心に対して精密にアライメントさ
れ、以後、主制御系１１４は図１５のステップ５２４か
らのシーケンスを続ける。Then, the previously measured displacement (ΔXR
1, ΔYR1), (ΔXR2, ΔYR2), (ΔXF,
Based on (ΔYF) and a preset constant value, the detection center point of the off-axis alignment system OWA matches the center of the reference mark FM1 (ΔXF = 0, ΔYF =
0), the projected point of the center CC of the reticle and the center point of the reference mark FM2 (the marks FM2A and FM2).
The position shift amount (in the X, Y, and θ directions) with respect to a bisecting point with the position 2B is calculated. After that, the reticle stage RST is finely moved by the positional deviation amount from the stored rough alignment position by using the interferometers IRX, IRY, and IRθ. Thus, reticle R is precisely aligned with the detection center of off-axis alignment system OWA, and thereafter main control system 114 continues the sequence from step 524 in FIG.

【０１１７】以上の通り、レチクルステージＲＳＴ（す
なわちレチクルＲ）の位置変化量を比較的長い範囲（例
えば±数mm）に渡って高精度に計測できるセンサー（干
渉計、又はアライメント系）がある場合は、ラフ・アラ
イメント位置を記憶するとともに、ベースライン計測の
ための各基準マーク検出の動作を行ない、その後にレチ
クルＲをファイン・アライメントすることができ、図１
４、１５のシーケンスよりもスループットを向上させる
ことができる。As described above, when there is a sensor (interferometer or alignment system) that can measure the position change amount of reticle stage RST (that is, reticle R) over a relatively long range (for example, ± several mm) with high accuracy. Can store the rough alignment position, perform the operation of detecting each fiducial mark for baseline measurement, and then perform fine alignment of the reticle R.
Throughput can be improved as compared with the sequences 4 and 15.

【０１１８】本発明の実施例では、ＬＩＡ方式のＴＴＬ
アライメント系を基準板ＦＰのサーボロック用として使
ったが、このＬＩＡ方式のＴＴＬアライメント系自体に
関しても、レチクルＲの中心ＣＣとの間でベースライン
管理を行なう必要がある。ウェハＷ上のマークを検出す
る際にＬＩＡ方式のＴＴＬアライメント系を使うものと
すると、ＴＴＲアライメント系１Ａ、１Ｂで検出される
レチクルマークＲＭ１、ＲＭ２と基準マークＦＭ２Ａ、
ＦＭ２Ｂの夫々とが精密に合致したときに、ＬＩＡ方式
のＴＴＬアライメント系３Ｘ、３Ｙで検出されるマーク
ＬＩＭｘ、ＬＩＭｙの夫々の位相誤差Δφｘ、Δφｙ
を、レチクルＲの中心ＣＣに対するベースライン誤差量
の相当分として記憶しておけばよい。In the embodiment of the present invention, the TTL of the LIA system is used.
Although the alignment system is used for servo locking of the reference plate FP, it is necessary to manage the baseline of the LIA TTL alignment system itself with the center CC of the reticle R. Assuming that a TTL alignment system of the LIA system is used to detect a mark on the wafer W, the reticle marks RM1, RM2 detected by the TTR alignment systems 1A, 1B and the reference mark FM2A,
The phase errors Δφx and Δφy of the marks LIMx and LIMy detected by the TTL alignment systems 3X and 3Y of the LIA when the FM2B precisely matches each other.
May be stored as a considerable amount of the baseline error amount with respect to the center CC of the reticle R.

【０１１９】次に、本実施例の変形例について述べる。
先の図１４、１５で述べたシーケンス中のステップ５０
８〜５１２では、ＴＴＲアライメント系１Ａ、１Ｂを使
って、レチクルアライメントを完全に達成するようにし
たが、その動作はある程度省略することが可能である。
図２にも示したように、本実施例の装置では、レチクル
ＲのＸ、Ｙ、θ方向の位置ずれを干渉計ＩＲＸ、ＩＲ
Ｙ、ＩＲθで遂次モニターしているため、ステップ５０
４のＩＦＳ方式のサーチ動作によって、レチクルマーク
ＲＭ１、ＲＭ２の夫々の投影点座標をウェハステージ側
の干渉計で検出したら、その座標値に基づいて演算によ
ってレチクルＲのＸ、Ｙ、θ方向の設計上の配置からの
ずれ量を求め、そのずれ量が補正されるようにレチクル
側の干渉計を頼りにレチクルステージＲＳＴを微動させ
てもよい。この場合、レチクル側の干渉計ＩＲＸ、ＩＲ
Ｙ、ＩＲθの計測分解能が十分に高い（例えば０．００
５μｍ）とすれば、レチクルＲの位置決めは極めて正確
に行なわれることになる。Next, a modification of this embodiment will be described.
Step 50 in the sequence described with reference to FIGS.
In Steps 8 to 512, the reticle alignment is completely achieved using the TTR alignment systems 1A and 1B, but the operation can be omitted to some extent.
As shown in FIG. 2, in the apparatus of the present embodiment, the displacement of the reticle R in the X, Y, and θ directions is determined by the interferometers IRX and IR.
Since Y and IRθ are continuously monitored, step 50
After the respective projection point coordinates of the reticle marks RM1 and RM2 are detected by the interferometer on the wafer stage side by the IFS type search operation of No. 4, the reticle R is designed in the X, Y, and θ directions by calculation based on the coordinate values. The amount of deviation from the above arrangement may be obtained, and the reticle stage RST may be finely moved by relying on the reticle-side interferometer so that the amount of deviation is corrected. In this case, the reticle-side interferometers IRX and IR
The measurement resolution of Y and IRθ is sufficiently high (for example, 0.00
If it is 5 μm), the positioning of the reticle R will be performed very accurately.

【０１２０】また、本実施例で使用したオフ・アクシス
・アライメント系ＯＷＡは、ウェハステージＷＳＴが静
止した状態でマーク検出を行なう静止型アライメント方
式であったが、ＬＳＡ方式のＴＴＬアライメント系、又
は１ＦＳ方式のように、ウェハステージＷＳＴが移動す
ることでマーク検出を行なう走査型アライメント方式に
しても同様の効果が得られる。例えばオフ・アクシス・
アライメント系ＯＷＡを、レーザビームのスポットをス
リット状にしてウェハＷへ投射し、ウェハ上のマークを
ステージＷＳＴの走査によって検出する方式にした場
合、基準板ＦＰ上の基準マークＦＭ１がそのビームスポ
ットを横切るようにウェハステージＷＳＴを移動させた
とき、同時に発光マークＩＦＳがレチクルマークＲＭ
１、又はＲＭ２を走査するように、基準板ＦＰ上の各マ
ークの配置を定めればよい。The off-axis alignment system OWA used in the present embodiment is a static alignment system for detecting a mark while the wafer stage WST is stationary. However, the TTL alignment system of the LSA system or 1FS Similar effects can be obtained by a scanning alignment method in which marks are detected by moving the wafer stage WST as in the method. For example, off-axis
When the alignment system OWA is configured such that a laser beam spot is projected into the wafer W in a slit shape and the mark on the wafer is detected by scanning the stage WST, the reference mark FM1 on the reference plate FP detects the beam spot. When the wafer stage WST is moved across the reticle mark RM,
The arrangement of each mark on the reference plate FP may be determined so as to scan 1 or RM2.

【０１２１】さらにオフ・アクシス・アライメント系Ｏ
ＷＡにＬＩＡ方式を組み込み、基準板ＦＰ上の基準マー
クＦＭ１をマークＬＩＭｘ、ＬＩＭｙと同じ回折格子に
しておくと、オフ・アクシス・アライメント系ＯＷＡに
よって検出される基準マークＦＭ１が、オフ・アクシス
・アライメント系内のＬＩＡ用の基準格子に対して常に
アライメントされるように、位相差計測回路の検出結果
に基づいてウェハステージＷＳＴをサーボロックするこ
とができる。この場合は、オフ・アクシス・アライメン
ト系ＯＷＡの検出中心を基準マークＦＭ１の中心に精密
に合致させた状態で、ＴＴＲアライメント系１Ａ、１Ｂ
によって基準マークＦＭ２Ａ、ＦＭ２Ｂとレチクルマー
クＲＭ１、ＲＭ２との各位置ずれ量を求めるだけで、ベ
ースライン量を算出することができる。Further, off-axis alignment system O
When the LIA system is incorporated in the WA and the reference mark FM1 on the reference plate FP is set to the same diffraction grating as the marks LIMx and LIMy, the reference mark FM1 detected by the off-axis alignment system OWA becomes off-axis alignment The wafer stage WST can be servo-locked based on the detection result of the phase difference measurement circuit so that the wafer stage WST is always aligned with the LIA reference grating in the system. In this case, with the detection center of the off-axis alignment system OWA precisely aligned with the center of the fiducial mark FM1, the TTR alignment systems 1A and 1B
By calculating the respective positional deviation amounts between the reference marks FM2A and FM2B and the reticle marks RM1 and RM2, the baseline amount can be calculated.

【０１２２】また、ＴＴＬアライメント系として、ＣＣ
Ｄカメラ４を用いてウェハ上、又は基準板ＦＰ上のマー
ク像と、ＴＴＬアライメント系の光路内に設けた指標マ
ークの像との両方を撮像し、その位置ずれ量を検出する
ことで、マークの位置検出を行なう方式を使用してもよ
い。この方式の場合は、ＴＴＬアライメント系の光路中
の指標マークの中心点（検出中心点）のウェハ側への投
影点と、レチクルマークＲＭ１、ＲＭ２の中心（又はレ
チクルの中心ＣＣ）の投影点との間でベースライン量を
管理すればよい。Further, as a TTL alignment system, CC
The D camera 4 is used to image both the mark image on the wafer or the reference plate FP and the image of the index mark provided in the optical path of the TTL alignment system, and by detecting the amount of displacement, the mark is obtained. May be used. In the case of this method, the projection point of the center point (detection center point) of the index mark in the optical path of the TTL alignment system on the wafer side and the projection point of the center of the reticle marks RM1 and RM2 (or the center CC of the reticle). The baseline amount may be managed between.

【０１２３】ところで、本実施例に示したＩＦＳ方式
は、専らステージスキャン、すなわち走査型アライメン
ト方式として説明したが、静止型アライメント方式にす
ることもできる。そのためには、基準板ＦＰ上の発光マ
ークＩＦＳをスリット状から矩形状の発光面に変更し、
図６に示したレチクルマークのダブルスリットＲＭ１ｙ
（又はＲＭ１ｘ）の直下にダブルスリットの幅よりも十
分大きな矩形状の発光面を位置決めし、レチクルＲの上
方からＴＴＲアライメント系等を使ってマークＲＭ１ｙ
（又はＲＭ１ｘ）の部分をＣＣＤカメラ等で撮像するよ
うにすれば、図１６（Ｂ）で示した波形は同等の波形を
もつ画像信号を得ることができる。この際、指標となる
マークがＴＴＲアライメント系内にない場合は、ＣＣＤ
カメラの特定の画素位置を基準としてダブルスリットマ
ークＲＭ１ｙ（又はＲＭ１ｘ）のずれ量を求めることも
できる。またこの方式では、レチクルマークＲＭ１（又
はＲＭ２）の中心の投影点は、そのずれ量と、矩形状の
発光面を位置決めしたときのウェハステージＷＳＴの座
標値とに基づいて算出される。尚、図２１に示すよう
に、矩形状の発光面ＰＩＦの一部に、ダブルスリットマ
ークＲＭ１ｙ（ＲＭ１ｘ）とのずれ量を計測するための
遮光性のスリットパターンＳＳＰを設けておき、ＴＴＲ
アライメント系のＣＣＤカメラによって発光面ＰＩＦを
撮像し、ダブルスリットマークＲＭ１ｙによる暗線とス
リットパターンＳＳＰによる暗線との位置ずれ量を求め
てもよい。Incidentally, the IFS method shown in the present embodiment has been described as exclusively a stage scan, that is, a scanning type alignment method, but may be a stationary type alignment method. For that purpose, the light emitting mark IFS on the reference plate FP is changed from a slit shape to a rectangular light emitting surface,
Double slit RM1y of reticle mark shown in FIG.
(Or RM1x), a rectangular light emitting surface sufficiently larger than the width of the double slit is positioned, and a mark RM1y is formed from above the reticle R using a TTR alignment system or the like.
If an image of (or RM1x) is taken by a CCD camera or the like, an image signal having a waveform equivalent to the waveform shown in FIG. 16B can be obtained. At this time, if the mark serving as the index is not in the TTR alignment system, the CCD
The shift amount of the double slit mark RM1y (or RM1x) can also be obtained based on a specific pixel position of the camera. Further, in this method, the projection point at the center of reticle mark RM1 (or RM2) is calculated based on the shift amount and the coordinate value of wafer stage WST when positioning the rectangular light emitting surface. As shown in FIG. 21, a light-shielding slit pattern SSP for measuring the amount of deviation from the double slit mark RM1y (RM1x) is provided on a part of the rectangular light emitting surface PIF, and the TTR
The light emitting surface PIF may be imaged by a CCD camera of an alignment system, and the positional deviation between the dark line by the double slit mark RM1y and the dark line by the slit pattern SSP may be obtained.

【０１２４】図２２は、ウェハステージＷＳＴ上の基準
板ＦＰの配置とオフ・アクシス・アライメント系の配置
との変形例を示し、オフ・アクシス・アライメント系の
対物レンズ４Ｂの位置が同図中の紙面内で投影レンズＰ
Ｌの下にきている。この位置は装置本体の正面側であ
り、ウェハのローディング方向にあたる。図２２中の符
号のうち、ウェハステージＷＳＴの位置測定の干渉計Ｉ
ＦＹ、ＩＦＸ１、ＩＦＸ２をのぞいて、他は図３のもの
と同じである。図２２の場合、投影レンズＰＬの光軸位
置と、オフ・アクシス・アライメント系ＯＷＡの検出中
心（ほぼ対物レンズ４Ｂの光軸位置）とを結ぶ線分は、
Ｙ軸と平行になるため、Ｙ方向の干渉計ＩＦＹは１本と
し、Ｘ方向の干渉計ＩＦＸ１、ＩＦＸ２を２本とした。
これに合わせて、基準板ＦＰ上の各マーク配置を変更
し、基準マークＦＭ１と基準マークＦＭ２の各中心点を
結ぶ線分をＹ軸と平行にしてある。FIG. 22 shows a modification of the arrangement of the reference plate FP on the wafer stage WST and the arrangement of the off-axis alignment system. The position of the objective lens 4B of the off-axis alignment system is shown in FIG. Projection lens P in the paper
L is below. This position is on the front side of the apparatus main body and corresponds to the wafer loading direction. Among the reference numerals in FIG. 22, interferometer I for measuring the position of wafer stage WST
Except for FY, IFX1, and IFX2, the rest is the same as that of FIG. In the case of FIG. 22, the line segment connecting the optical axis position of the projection lens PL and the detection center of the off-axis alignment system OWA (substantially the optical axis position of the objective lens 4B) is:
Since it is parallel to the Y axis, the number of interferometers IFY in the Y direction is one and the number of interferometers IFX1 and IFX2 in the X direction is two.
In accordance with this, the arrangement of the marks on the reference plate FP is changed, and the line connecting the center points of the reference marks FM1 and FM2 is made parallel to the Y axis.

【０１２５】この図２２に示した場合も、オフ・アクシ
ス・アライメント系ＯＷＡによってウェハ上のマーク、
又は基準マークＦＭ１等を検出するときは、アッベ条件
を満足している干渉計ＩＦＸ１とＩＦＹを用い、露光時
のウェハステージ位置決めには、干渉計ＩＦＸ２、１Ｆ
Ｙを用いる。すなわち、オフ・アクシス・アライメント
系ＯＷＡによってマーク検出を行なったときに干渉計Ｉ
ＦＸ１で計測されるＸ方向の位置座標値は、干渉計ＩＦ
Ｘ２で計測される位置座標値と対応付けられる。この対
応付けは、図１９で説明したように、干渉計ＩＦＹ１、
ＩＦＹ２間での相互プリセットと全く同様にして行なわ
れる。Also in the case shown in FIG. 22, the mark on the wafer by the off-axis alignment system OWA,
Alternatively, when detecting the reference mark FM1 or the like, the interferometers IFX1 and IFY satisfying the Abbe condition are used, and the interferometers IFX2 and 1F are used for positioning the wafer stage during exposure.
Y is used. That is, when a mark is detected by the off-axis alignment system OWA, the interferometer I
The position coordinate value in the X direction measured by FX1 is the interferometer IF
It is associated with the position coordinate value measured by X2. This association is performed, as described with reference to FIG.
This is performed in exactly the same way as the mutual preset between IFY2.

【０１２６】以上の実施例で説明した露光装置は、レチ
クルＲ上のパターン領域ＰＡの投影像を、ステップ・ア
ンド・リピート方式でウェハＷ上に露光するステッパー
であったが、本発明はレチクルとウェハとを投影光学系
の光軸と垂直な方向に同時に走査するステップ・スキャ
ン方式の露光装置においても同様に適用できる。また、
ＳＯＲ等のＸ線源を用いたＸ線アライナー、Ｘ線ステッ
パー等にも同様の位置合わせシステムを適用することが
できる。The exposure apparatus described in the above embodiments is a stepper for exposing the projection image of the pattern area PA on the reticle R onto the wafer W by a step-and-repeat method. The present invention is similarly applicable to a step-scan type exposure apparatus that simultaneously scans a wafer in a direction perpendicular to the optical axis of a projection optical system. Also,
A similar alignment system can be applied to an X-ray aligner using an X-ray source such as an SOR, an X-ray stepper, and the like.

【０１２７】[0127]

【発明の効果】以上、本発明によれば、基板ステージの
各種精度に左右されずにベースライン計測が行なわれる
ので、ベースライン計測の精度向上が期待できる。ま
た、レチクル（マスク）のアライメントとベースライン
計測とをほぼ同時に実行できること、マスクのローテー
ション誤差（θ方向の誤差）をチェックするためにステ
ージを移動させたり、ベースライン計測のためにステー
ジを移動させたりする必要がないこと等から、トータル
の処理速度が向上するといった効果も得られる。As described above, according to the present invention, since the baseline measurement is performed without being affected by the various precisions of the substrate stage, an improvement in the accuracy of the baseline measurement can be expected. In addition, the alignment of the reticle (mask) and the baseline measurement can be performed almost simultaneously, the stage is moved to check the rotation error of the mask (error in the θ direction), or the stage is moved for the baseline measurement. Since there is no need to perform such operations, the effect of improving the total processing speed can be obtained.

【０１２８】さらに、本発明によれば、レチクルアライ
メントとベースライン計測とがほぼ同時に可能であるこ
とから、ウェハ交換毎にベースライン計測を行なうシー
ケンスを組んだとしても、スループットを悪化させるこ
とはなく、ベースラインの長期ドリフトや、レチクルへ
の露光光の照射によるレチクルホルダーの位置ドリフト
等を高速に確認して補正することができる。Furthermore, according to the present invention, since reticle alignment and baseline measurement can be performed almost simultaneously, even if a sequence for performing baseline measurement every time a wafer is replaced is set, throughput will not be degraded. In addition, a long-term drift of the baseline, a position drift of the reticle holder due to irradiation of the reticle with exposure light, and the like can be confirmed and corrected at high speed.

【０１２９】また実施例によれば、ＴＴＬアライメント
系、又はＴＴＲアライメント系（第２マーク検出手段）
を使って基準板の位置をサーボロックした状態で、基準
板上のマークをオフ・アクシス・アライメント系（第１
マーク検出手段）で検出してベースライン計測するた
め、従来のように基板ステージの位置計測用の干渉計を
使うことがなく、干渉計の光路の空気ゆらぎ（屈折率ゆ
らぎ）による影響で生ずる計測誤差が低減できる。According to the embodiment, a TTL alignment system or a TTR alignment system (second mark detecting means)
With the position of the reference plate servo-locked using, the mark on the reference plate is set to off-axis alignment system (1st
The mark is detected by the mark detection means) and baseline measurement is performed, so that the measurement caused by the influence of air fluctuation (refractive index fluctuation) on the optical path of the interferometer without using an interferometer for measuring the position of the substrate stage as in the related art. Errors can be reduced.

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

【図１】従来の投影露光装置におけるベースライン計測
の様子を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a state of baseline measurement in a conventional projection exposure apparatus.

【図２】本発明の実施例による投影露光装置の構成を示
す斜視図。FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of a projection exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図３】ウェハステージ上の基準マーク板の配置を示す
平面図。FIG. 3 is a plan view showing an arrangement of a reference mark plate on a wafer stage.

【図４】基準マーク板上の各種マークの配置を示す平面
図。FIG. 4 is a plan view showing an arrangement of various marks on a reference mark plate.

【図５】投影レンズのイメージフィールド、レチクルパ
ターン、及び基準マークの配置関係を示す平面図。FIG. 5 is a plan view showing an arrangement relationship between an image field, a reticle pattern, and a reference mark of a projection lens.

【図６】レチクルアライメントマークの形状の一例を示
す図。FIG. 6 is a diagram showing an example of the shape of a reticle alignment mark.

【図７】ＴＴＲアライメント系の構成を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a TTR alignment system.

【図８】ＴＴＬアライメント系の構成を示す図。FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a TTL alignment system.

【図９】オフ・アクシス・アライメント系の指標板のパ
ターン配置を示す図。FIG. 9 is a view showing a pattern arrangement of an index plate of an off-axis alignment system.

【図１０】オフ・アクシス・アライメント系の構成を示
す図。FIG. 10 is a diagram showing a configuration of an off-axis alignment system.

【図１１】基準マーク板上の基準マークＦＭ１を拡大し
て示す図。FIG. 11 is an enlarged view showing a reference mark FM1 on a reference mark plate.

【図１２】基準マーク板上の基準マークＦＭ２、ＬＩ
Ｍ、ＬＳＭを拡大して示す図。FIG. 12 shows reference marks FM2 and LI on a reference mark plate.
The figure which expands and shows M and LSM.

【図１３】基準マーク板のウェハステージへの取り誤差
と、その測定法を説明する図。FIG. 13 is a view for explaining an error in taking a fiducial mark plate on a wafer stage and a measuring method thereof.

【図１４】本装置の代表的なシーケンスを説明する図。FIG. 14 is a view for explaining a typical sequence of the present apparatus.

【図１５】本装置の代表的なシーケンスを説明する図。FIG. 15 is a view for explaining a typical sequence of the present apparatus.

【図１６】ＬＳＡ系、ＩＳＳ系によって検出される光電
信号の波形の一例を示す図。FIG. 16 is a diagram showing an example of a waveform of a photoelectric signal detected by an LSA system and an ISS system.

【図１７】ベースライン管理に必要な定数値と実測値と
をまとめた図。FIG. 17 is a diagram summarizing constant values and measured values necessary for baseline management.

【図１８】ウェハ上のショット配列とウェハマークとの
配置を示す平面図。FIG. 18 is a plan view showing the arrangement of shot arrays and wafer marks on a wafer.

【図１９】２つのＹ方向用の干渉計の相互プリセットの
原理を説明する図。FIG. 19 is a view for explaining the principle of mutual presetting of two Y-direction interferometers.

【図２０】干渉計のプリセットを行なうための一例を示
す回路ブロック図。FIG. 20 is a circuit block diagram showing an example for presetting an interferometer.

【図２１】基準マーク板上の発光マークの他のパターン
例を示す図。FIG. 21 is a view showing another pattern example of the light emitting mark on the reference mark plate.

【図２２】オフ・アクシス・アライメント系の他の配置
を示す平面図。FIG. 22 is a plan view showing another arrangement of the off-axis alignment system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

Ｒ レチクル Ｗ ウェハ ＰＬ 投影レンズ ＲＳＴ レチクルステージ ＷＳＴ ウェハステージ １Ａ、１Ｂ ＴＴＲアライメント系 ２Ｘ、３Ｘ Ｘ方向用ＴＴＬアライメント系 ２Ｙ、３Ｙ Ｙ方向用ＴＴＬアライメント系 ＯＷＡ オフ・アクシス・アライメント系 ＦＰ 基準板 ＦＭ１ オフ・アクシス・アライメント系用の基準マー
ク ＦＭ２ ＴＴＲアライメント系用の基準マーク ＩＦＸ、ＩＦＹ ウェハステージ用のレーザ干渉計 ＲＭ１、ＲＭ２ レチクルマーク ２００、２０２ アップダウンカウンタR Reticle W Wafer PL Projection lens RST Reticle stage WST Wafer stage 1A, 1B TTR alignment system 2X, 3X TTL alignment system for X direction 2Y, 3Y TTL alignment system for Y direction OWA Off-axis alignment system FP Reference plate FM1 Off- Reference mark for Axis alignment system FM2 Reference mark for TTR alignment system IFX, IFY Laser interferometer for wafer stage RM1, RM2 Reticle mark 200, 202 Up / down counter

Claims (19)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 二次元平面内を移動可能な基板ステージ
の移動を制御するステージ制御装置であって、 前記基板ステージ上のマークを検出するマーク検出系
と、前記基板ステージの位置 情報を計測する計測手段と、 前記マーク検出系の検出値と、前記マーク検出系による
前記マークの検出中に前記計測手段で複数回計測するこ
とにより得られる前記ステージの複数の位置情報とに基
づいて、前記ステージの移動を制御する制御手段とを有
することを特徴とするステージ制御装置。1. A substrate stage movable in a two-dimensional plane.
A stage control device for controlling the movement of the mark, a mark detection system for detecting a mark on the substrate stage, measuring means for measuring position information of the substrate stage, a detection value of the mark detection system , the mark Depends on detection system
During the detection of the mark, measurement may be performed multiple times by the measurement unit.
And by on the basis of a plurality of position information of the stage to be obtained, stage control apparatus characterized by a control means for controlling the movement of the stage. 【請求項２】 前記制御手段は、前記複数の位置情報の
平均値と前記検出値とに基づいて、前記ステージの移動
を制御することを特徴とする請求項１に記載のステージ
制御装置。2. The apparatus according to claim 1, wherein the controller moves the stage based on an average value of the plurality of pieces of position information and the detected value.
Stage according to claim 1, characterized in that to control the
Control device . 【請求項３】 二次元平面内を移動可能な基板ステージ
の移動を制御する方法であって、 前記ステージ上のマークを 検出する工程と、前記検出工程中に 前記ステージの位置情報を複数回計測
する工程と、 前記検出工程での検出値と、前記計測工程での複数回の
計測により得られた複 数の位置情報とに基づいて、前記ステージの移動を制御
する工程とを含むことを特徴とするステージ制御方法。3. A substrate stage movable in a two-dimensional plane.
A method of controlling movement of a step of detecting a mark on the stage, a step of measuring a plurality of times the position information of the stage during the detection step, the detected value in the detection step, the measurement Multiple times in the process
The movement of the stage is controlled based on a plurality of pieces of position information obtained by measurement.
Stage control method comprising the early days including the step of. 【請求項４】 前記制御工程では、前記複数の位置情報
の平均値を求めるとともに、前記検出値と前記平均値と
に基づいて前記ステージの移動を制御することを特徴と
する請求項３に記載のステージ制御方法。4. In the control step, an average value of the plurality of pieces of position information is obtained, and movement of the stage is controlled based on the detected value and the average value. The stage control method according to claim 3. 【請求項５】 前記検出工程に先立って、所定の検出領
域内に前記マークが位置するように、前記ステージを予
備的に位置決めすることを特徴とする請求項３又は４に
記載のステージ制御方法。5. Prior to the detection step, a predetermined detection territory
The stage control method according to claim 3 , wherein the stage is preliminarily positioned so that the mark is located in an area . 【請求項６】 前記制御手段は、前記マーク検出系の検
出値と前記平均値とに基づいて前記マーク検出系のベー
スライン量を決定し、前記ベースライン量に基づいて前
記ステージの移動を制御することを特徴とする請求項２
に記載のステージ制御装置。 6. The control means for detecting the mark detection system.
The mark detection system based on the output value and the average value.
Determine the amount of slein and based on the baseline amount
3. The movement of the stage is controlled.
The stage control device according to 1. 【請求項７】 前記制御工程では、前記検出値と前記平
均値とに基づいて前記所定の検出領域に関するベースラ
イン量を決定し、前記ベースライン量に基づいて前記ス
テージの移動を制御することを特徴とする請求項５に記
載のステージ制御方法。 7. The control method according to claim 1 , wherein the detecting value and the flat
And a baseline for the predetermined detection area based on the average value.
Amount and determine the volume based on the baseline amount.
6. The movement of the cottage is controlled.
Stage control method. 【請求項８】 少なくとも１つのマークを持つ物体を保
持し、所定の座標系上を移動可能なステージを備えた位
置合わせ装置において、 前記座標系上の所定位置に検出領域を有し、前記検出領
域内の所定の基準点と前記マークとの偏差を検出するマ
ーク検出系と、 前記ステージの移動に応じて変化する前記ステージの位
置情報を出力する干渉計と、 前記マーク検出系で検出される偏差と、前記偏差の検出
とほぼ同時に前記干渉計で読み取られた前記ステージの
複数の位置情報とに基づいて、前記座標系上の所定点に
前記ステージを位置決めする際に用いられる制御情報を
決定し、前記決定された制御情報に従って前記ステージ
の移動を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする
位置合わせ装置。8. A positioning apparatus which holds an object having at least one mark and has a stage movable on a predetermined coordinate system, comprising: a detection area at a predetermined position on the coordinate system; A mark detection system that detects a deviation between a predetermined reference point in the area and the mark, and a position of the stage that changes according to movement of the stage.
An interferometer that outputs positional information , a deviation detected by the mark detection system, and a stage that is read by the interferometer almost simultaneously with the detection of the deviation .
Based on the plurality of position information, the stage determines the control information used in positioning a predetermined point on the coordinate system, and control means for controlling the movement of the stage according to the determined control information A positioning device, comprising: 【請求項９】 前記マーク検出系は、前記物体のマーク
像を所定面上に形成する対物光学系と、前記所定面上に
配置される撮像素子とを有し、前記検出領域は、前記撮
像素子の受光面によって規定されることを特徴とする請
求項８に記載の位置合わせ装置。9. The mark detection system includes an objective optical system that forms a mark image of the object on a predetermined surface, and an image sensor that is disposed on the predetermined surface, wherein the detection area includes the image pickup device. 9. The alignment device according to claim 8, wherein the alignment device is defined by a light receiving surface of the element. 【請求項１０】 前記基準点は、前記対物光学系と前記
撮像素子との間に配置される指標板上のマークによって
規定されることを特徴とする請求項９に記載の位置合わ
せ装置。10. The alignment apparatus according to claim 9, wherein the reference point is defined by a mark on an index plate disposed between the objective optical system and the image sensor. 【請求項１１】 前記マーク検出系は、前記撮像素子の
出力信号を処理して、前記物体上のマークと前記指標板
上のマークとの偏差に応じた信号を出力する信号処理回
路を有することを特徴とする請求項９又は１０に記載の
位置合わせ装置。11. The mark detection system includes a signal processing circuit that processes an output signal of the image sensor and outputs a signal corresponding to a deviation between a mark on the object and a mark on the index plate. The alignment device according to claim 9 or 10, wherein: 【請求項１２】 マスクステージ上に保持されたマスク
と、基板ステージ上に保持された基板とを位置合わせす
る位置合わせ方法であって、 前記マスクステージ上の第１マークと、前記基板ステー
ジ上の第２マークとを 検出し、前記第１及び前記第２マ
ーク間の偏差を検出する工程と、 前記検出工程中に、前記基板ステージの位置情報を複数
回読み取る工程と、 前記検出工程で検出された結果と、前記複数回の読み取
りにより得られた前記基板ステージの複数の位置情報と
に基づいて、前記マスクと前記基板との位置関係を制御
する工程と、を有することを特徴とする位置合わせ方
法。 12. A mask held on a mask stage
And the substrate held on the substrate stage.
A first mark on the mask stage and the substrate stage.
A second mark on the first and second marks, and the first and second marks are detected.
Detecting a deviation between peaks and a plurality of positional information of the substrate stage during the detecting step.
Reading step, the result detected in the detecting step, and reading the plurality of times
A plurality of position information of the substrate stage obtained by
Controlling the positional relationship between the mask and the substrate based on
And a step of aligning.
Law. 【請求項１３】 前記制御工程では、前記複数の位置情
報の平均値に基づいて、前記位置関係を制御することを
特徴する請求項１２に記載の位置合わせ方法。13. The positioning method according to claim 12, wherein in the control step, the positional relationship is controlled based on an average value of the plurality of pieces of position information. 【請求項１４】 オフアクシス・アライメント系を用い
て前記基板上の第３マークを検出する工程を更に含み、 前記制御工程では、前記検出値と前記平均値とに基づい
て前記オフアクシス・アライメント系のベースライン量
を決定し、前記ベースライン量に基づいて前記位置関係
を制御することを特徴とする請求項１３に記載の位置合
わせ方法。 14. An off-axis alignment system.
Detecting a third mark on the substrate by the control step , wherein the control step includes a step of detecting a third mark based on the detected value and the average value.
The baseline amount of the off-axis alignment system
Is determined, and the positional relationship is determined based on the baseline amount.
14. The alignment according to claim 13, wherein
Method. 【請求項１５】 マスクを保持するマスクステージ上の
マークと、基板を保持する基板ステージ上のマークとを
検出する第１アライメント系を備えた露光装置におい
て、 前記基板ステージの位置情報を検出する位置検出系と、 前記第１アライメント系の出力と、前記第１アライメン
ト系による前記マークの検出中に前記位置検出系にて読
み取られる前記基板ステージの複数の位置情報とに基づ
いて、前記マスク及び前記基板の位置関係を制御する制
御手段とを備えたことを特徴とする露光装置。15. On a mask stage for holding a mask
An exposure apparatus including a mark and a first alignment system that detects a mark on a substrate stage that holds a substrate, a position detection system that detects position information of the substrate stage, an output of the first alignment system, read by said position detection system in the detection of the mark by the first alignment system
An exposure apparatus, comprising: control means for controlling a positional relationship between the mask and the substrate based on a plurality of pieces of positional information of the substrate stage that can be obtained. 【請求項１６】 前記マスク上のパターンを前記基板上
に投影する投影光学系と、前記投影光学系の投影視野外
に検出領域を有する第２アライメント系とを更に備え、
前記第２アライメント系のベースライン計測時に前記第
１アライメント系の出力と前記複数の位置情報とを用い
ることを特徴とする請求項１５に記載の露光装置。16. A projection optical system for projecting a pattern on the mask onto the substrate , and a second alignment system having a detection area outside a projection field of view of the projection optical system,
Wherein at baseline measurement of the second alignment system first
The exposure apparatus according to claim 15, wherein an output of one alignment system and the plurality of pieces of position information are used. 【請求項１７】 前記第１アライメント系の検出領域と
異なる位置に検出領域を有し、前記検出領域内に配置さ
れる前記基板ステージ上のマークを検出する第２アライ
メント系を更に備え、前記第２アライメント系のベース
ライン計測時に前記第１アライメント系の出力と前記複
数の位置情報とを用ることを特徴とする請求項１５に記
載の露光装置。17. The apparatus according to claim 17, further comprising a second alignment system having a detection area at a position different from a detection area of the first alignment system, and detecting a mark on the substrate stage arranged in the detection area. 2 When the baseline of the alignment system is measured, the output of the first
The exposure apparatus according to claim 15, wherein the position information of the number is used. 【請求項１８】 前記基板ステージは、前記第１アライ
メント系の検出対象となる第１基準マークと、前記第２
アライメント系の検出対象となる第２基準マークとが形
成された基準板を有することを特徴とする請求項１６又
は請求項１７に記載の露光装置。 18. The method according to claim 18, wherein the substrate stage is provided with the first array.
A first fiducial mark to be detected by the
The second fiducial mark to be detected by the alignment system is shaped
17. A reference plate formed as claimed in claim 16 or
The exposure apparatus according to claim 17. 【請求項１９】 前記マーク検出系はオフアクシス・ア
ライメント系を含み、 前記制御情報は、前記マーク検出系の検出値と、前記複
数の位置情報の平均値とに基づいて決定される前記マー
ク検出系のベースライン量を含むことを特徴とする請求
項８〜１１のいずれか一項に記載の位置合わせ装置。 19. The mark detection system according to claim 15, wherein
A control system, wherein the control information includes a detection value of the mark detection system,
Said mark determined based on the average value of
Claim, including a baseline amount of the detection system.
Item 12. The positioning device according to any one of Items 8 to 11.