JP3218581B2 - Positioning method, exposure method and device manufacturing method using the method, and device manufactured by the manufacturing method - Google Patents

Description

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

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体ウエハ又
は液晶表示素子用のガラスプレート等の基板に塗布され
た感光材にマスクパターンを露光する投影露光装置の位
置決め方法に関し、特にオフ・アクシス方式のアライメ
ント系の所謂ベースライン量を高精度に管理する機能を
備えた投影露光装置の位置決め方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of positioning a projection exposure apparatus for exposing a mask pattern on a photosensitive material applied to a substrate such as a semiconductor wafer or a glass plate for a liquid crystal display element, and more particularly to an off-axis method. The present invention relates to a positioning method for a projection exposure apparatus having a function of managing a so-called baseline amount of the alignment system with high accuracy.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、オフ・アクシス方式のアライメン
ト系を備えた投影露光装置では、特開昭５３−５６９７
５号公報、特開昭５６−１３４７３７号公報に開示され
ているように、感光基板としてのウエハを保持してステ
ップ・アンド・リピート方式で２次元的に移動するウエ
ハステージ上に基準マーク板を固定し、この基準マーク
板を使ってオフ・アクシス方式のアライメント系と投影
光学系との間の間隔、即ち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 type alignment system has been disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-56997.
No. 5, JP-A-56-134737, a reference mark plate is placed on a wafer stage that holds a wafer as a photosensitive substrate and moves two-dimensionally in a step-and-repeat manner. The distance between the off-axis alignment system and the projection optical system, that is, the so-called base line amount is managed using the fiducial mark plate.

【０００３】図１３は、従来のオフ・アクシス方式のア
ライメント系を備えた投影露光装置の要部を示し、この
図１３において、図示省略した光源系からの露光光が主
コンデンサーレンズ１により集光されてレチクルＲを均
一な照度で照明している。レチクルＲはレチクルステー
ジ２上に保持され、レチクルステージ２はレチクルＲの
中心Ｒｃが投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと合致した状態で
レチクルＲを保持する。また、レチクルＲの下面のパタ
ーン領域の外側には１対のアライメント用のレチクルマ
ーク３Ａ及び３Ｂが形成され、レチクルマーク３Ａ及び
３Ｂの上方にはそれぞれミラー４Ａ及び４Ｂを隔ててＴ
ＴＲ（スルー・ザ・レチクル）方式のアライメント系５
Ａ及び５Ｂが配置されている。FIG. 13 shows a main part of a projection exposure apparatus having a conventional off-axis type alignment system. In FIG. 13, exposure light from a light source system not shown is condensed by a main condenser lens 1. Thus, the reticle R is illuminated with uniform illuminance. The reticle R is held on the reticle stage 2, and the reticle stage 2 holds the reticle R in a state where the center Rc of the reticle R matches the optical axis AX of the projection optical system PL. A pair of alignment reticle marks 3A and 3B are formed outside the pattern area on the lower surface of reticle R, and a pair of reticle marks 3A and 3B are formed above mirrors 4A and 4B, respectively, above reticle marks 3A and 3B.
TR (through the reticle) type alignment system 5
A and 5B are arranged.

【０００４】露光時にはレチクルＲのパターンが投影光
学系ＰＬを介してウエハステージ６上のウエハＷの各シ
ョット領域に投影露光される。ウエハＷの各ショット領
域にはそれぞれアライメント用のウエハマークが形成さ
れている。また、ウエハステージ６上のウエハＷの近傍
には、アライメント用のマーク８が形成された基準マー
ク板７が固定されている。基準マーク板７が投影光学系
ＰＬの投影視野内のレチクルマーク３Ａ又は３Ｂとほぼ
共役な位置に来るようにウエハステージ６を位置決めす
ると、レチクルＲ上のアライメント系５Ａ又は５Ｂによ
りそれぞれレチクルマーク３Ａ又は３Ｂとマーク８とが
同時に検出される。レチクルマーク３Ａ（３Ｂについて
も同様）とレチクルＲの中心Ｒｃとの間隔Ｌａは設計上
予め定められている値であり、投影光学系ＰＬの像面
（基準マーク板７の表面）におけるレチクルマーク３Ａ
の投影点と光軸ＡＸとの間隔はＬａ／Ｍとなる。このＭ
はウエハＷ側からレチクルＲ側に対する投影光学系ＰＬ
の倍率であり、投影光学系ＰＬが１／５縮小投影光学系
の場合には、Ｍ＝５である。At the time of exposure, the pattern of the reticle R is projected and exposed on each shot area of the wafer W on the wafer stage 6 via the projection optical system PL. Wafer marks for alignment are formed in the respective shot areas of the wafer W. A reference mark plate 7 on which an alignment mark 8 is formed is fixed near the wafer W on the wafer stage 6. When the wafer stage 6 is positioned so that the reference mark plate 7 comes to a position almost conjugate with the reticle mark 3A or 3B in the projection field of view of the projection optical system PL, the reticle mark 3A or 5B is aligned by the alignment system 5A or 5B on the reticle R. 3B and the mark 8 are detected simultaneously. The distance La between the reticle mark 3A (the same applies to the reticle mark 3B) and the center Rc of the reticle R is a value determined in advance by design, and the reticle mark 3A on the image plane of the projection optical system PL (the surface of the reference mark plate 7).
Is La / M between the projection point and the optical axis AX. This M
Is a projection optical system PL from the wafer W side to the reticle R side.
When the projection optical system PL is a 1/5 reduction projection optical system, M = 5.

【０００５】また、投影光学系ＰＬの外側にはオフ・ア
クシス方式のウエハアライメント系９が配置されてい
る。ウエハアライメント系９の光軸は、ウエハステージ
６上では投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと平行である。そし
て、ウエハアライメント系９の内部には指標マークが形
成された指標板１０が固定され、指標板１０の指標マー
クの形成面は基準マーク板８の表面と共役である。[0005] An off-axis type wafer alignment system 9 is arranged outside the projection optical system PL. The optical axis of wafer alignment system 9 is parallel to optical axis AX of projection optical system PL on wafer stage 6. An index plate 10 having an index mark formed thereon is fixed inside the wafer alignment system 9, and the index mark forming surface of the index plate 10 is conjugate to the surface of the reference mark plate 8.

【０００６】さて、ウエハアライメント系９のベースラ
イン量ＢＬは、一例としてウエハアライメント系９のウ
エハステージ６上での光軸とレチクルＲの中心Ｒｃの投
影光学系ＰＬによる投影点との間隔として定義される。
そのベースライン量ＢＬを計測するためには、ウエハス
テージ６を駆動して、例えば先ず基準マーク板７のマー
ク８をウエハアライメント系９の直下の位置Ａに移動さ
せて、そのマーク８の像とウエハアライメント系９の中
の指標マークとの位置ずれ量及びそのときのウエハステ
ージ６の座標を読み取る。ウエハステージ６の座標はレ
ーザ干渉計により高分解能で計測される。これによりマ
ーク８がウエハアライメント系９の光軸上にあるときの
ウエハステージ６の座標（Ｘ１，Ｙ１）が求められる。The baseline amount BL of the wafer alignment system 9 is defined as, for example, the distance between the optical axis of the wafer alignment system 9 on the wafer stage 6 and the projection point of the center Rc of the reticle R projected by the projection optical system PL. Is done.
In order to measure the baseline amount BL, the wafer stage 6 is driven, for example, first, the mark 8 of the reference mark plate 7 is moved to a position A immediately below the wafer alignment system 9, and the image of the mark 8 is The amount of displacement from the index mark in the wafer alignment system 9 and the coordinates of the wafer stage 6 at that time are read. The coordinates of the wafer stage 6 are measured with high resolution by a laser interferometer. Thus, the coordinates (X1, Y1) of the wafer stage 6 when the mark 8 is on the optical axis of the wafer alignment system 9 are obtained.

【０００７】次に、ウエハステージ６を駆動して基準マ
ーク板７のマーク８を順次レチクルマーク３Ａ及び３Ｂ
とそれぞれ共役な位置Ｃ及びＢの近傍に移動させて、マ
ーク８の像とレチクルマーク３Ａ及び３Ｂとの位置ずれ
量並びにそのときのウエハステージ６の座標を読み取
る。これにより、マーク８がレチクルマーク３Ａとレチ
クルマーク３Ｂとの中央部、即ちレチクルＲの中心Ｒｃ
の共役点にあるときのウエハステージ６の座標（Ｘ２，
Ｙ２）が分かるので、座標（Ｘ１，Ｙ１）と座標（Ｘ
２，Ｙ２）との間隔としてベースライン量ＢＬが求めら
れる。このベースライン量ＢＬが、後にウエハＷ上のウ
エハマークの座標をウエハアライメント系９で読み取っ
てから、この読み取った座標に基づいてウエハＷの各シ
ョット領域を投影光学系ＰＬの露光領域内で位置決めす
るときの基準量となる。Next, the wafer stage 6 is driven to sequentially mark the marks 8 of the reference mark plate 7 on the reticle marks 3A and 3B.
And the position of the reticle marks 3A and 3B and the coordinates of the wafer stage 6 at that time are read. Thus, the mark 8 is located at the center between the reticle mark 3A and the reticle mark 3B, that is, the center Rc of the reticle R.
Of the wafer stage 6 at the conjugate point (X2,
Y2), the coordinates (X1, Y1) and the coordinates (X
2, Y2), the baseline amount BL is obtained. This baseline amount BL is used to read the coordinates of the wafer mark on the wafer W later by the wafer alignment system 9 and then position each shot area of the wafer W in the exposure area of the projection optical system PL based on the read coordinates. It becomes the reference amount when performing.

【０００８】即ち、ウエハＷ上の或るショット領域の中
心とウエハマークとのＸ方向の間隔をＸＰ、そのウエハ
マークがウエハアライメント系９の光軸と合致したとき
のウエハステージ６のＸ方向の位置をＸ３、ベースライ
ン量ＢＬのＸ方向の成分をＢＬｘとすると、そのウエハ
マークにより指定されるショット領域の中心とレチクル
Ｒの中心Ｒｃの投影点とを合致させるためには、ウエハ
ステージ６を次式の量だけＸ方向に移動させればよい。 Ｘ３−ＢＬｘ−ＸＰThat is, the distance between the center of a certain shot area on the wafer W and the wafer mark in the X direction is XP, and when the wafer mark is aligned with the optical axis of the wafer alignment system 9 in the X direction. Assuming that the position is X3 and the X-direction component of the baseline amount BL is BLx, the wafer stage 6 must be moved in order to match the center of the shot area specified by the wafer mark with the projection point of the center Rc of the reticle R. What is necessary is just to move in the X direction by the amount of the following equation. X3-BLx-XP

【０００９】また、Ｙ方向への移動量も同様の式で表す
ことができる。なお、その計算式は図１３の配置を用い
た場合の計算式であり、レチクルマーク３Ａ，３Ｂの配
置又はウエハアライメント系９の配置等によりその計算
方法は異なる。何れの計算式を用いる場合でも、オフ・
アクシス方式のウエハアライメント系９を用いて予めウ
エハＷ上の各ウエハマークの位置を検出した後に、検出
された位置に応じてウエハＷ上の各ショット領域を投影
光学系ＰＬの露光領域内で位置決めして露光することに
より、レチクルＲのパターンがウエハＷの各ショット領
域に正確に重ね合わせて露光される。The amount of movement in the Y direction can be expressed by a similar expression. The calculation formula is a calculation formula when the arrangement of FIG. 13 is used, and the calculation method differs depending on the arrangement of the reticle marks 3A and 3B, the arrangement of the wafer alignment system 9, and the like. Regardless of which formula is used,
After previously detecting the position of each wafer mark on the wafer W using the Axis type wafer alignment system 9, each shot area on the wafer W is positioned within the exposure area of the projection optical system PL according to the detected position. The exposure is performed such that the pattern of the reticle R is accurately superimposed on each shot area of the wafer W.

【００１０】また、レチクルＲが投影光学系ＰＬの光軸
の回りに基準の角度から回転して取り付けられていても
重ね合わせ精度が悪化するため、次のようにしてレチク
ルＲの回転量（レチクル・ローテーション）が計測され
る。即ち、図１３において、ウエハステージ６を駆動し
て、基準マーク板７のマーク８を順次位置Ｂ及びＣに移
動させて、それぞれアライメント系５Ｂ及び５Ａにより
マーク８の共役像とレチクルマーク３Ｂ及び３Ａとの相
対位置関係を計測する。これにより、ウエハステージ６
の走り方向を基準としたレチクルＲの回転量が計測され
る。そして、従来はウエハステージ６の走り方向を基準
としたレチクルＲの回転量が所定の許容値以下になるよ
うに、図示省略したレチクル微動機構によりレチクルＲ
の回転量を調整していた。Further, even if the reticle R is mounted around the optical axis of the projection optical system PL so as to rotate from a reference angle, the overlay accuracy deteriorates. Therefore, the rotation amount (reticle) of the reticle R is as follows.・ Rotation) is measured. That is, in FIG. 13, the mark 8 on the reference mark plate 7 is sequentially moved to positions B and C by driving the wafer stage 6, and the conjugate image of the mark 8 and the reticle marks 3B and 3A are respectively aligned by the alignment systems 5B and 5A. Measure the relative positional relationship with. Thereby, the wafer stage 6
The rotation amount of the reticle R based on the running direction of the reticle R is measured. Conventionally, the reticle R is moved by a reticle fine movement mechanism (not shown) so that the rotation amount of the reticle R with respect to the running direction of the wafer stage 6 becomes equal to or less than a predetermined allowable value.
The amount of rotation was adjusted.

【００１１】[0011]

【発明が解決しようとする課題】従来の投影露光装置で
は、ウエハステージ６の走り方向を基準としてオフ・ア
クシスのウエハアライメント系９のベースライン量及び
レチクルＲの回転量が計測されていたので、ウエハステ
ージ６の座標計測系の測定誤差等によりベースライン量
及びレチクルＲの回転量の計測が高精度に実行できない
不都合があった。即ち、ウエハステージ６の座標をモニ
ターするレーザ干渉計の光路で生ずる揺らぎの影響、ウ
エハステージ６の初期の座標のリセット位置の誤差又は
ウエハステージ６上でレーザビームを反射する移動鏡の
設定位置の誤差等により、ウエハステージ６の座標の計
測値に誤差が混入し、その計測値に基づくベースライン
量やレチクルＲの回転量にも誤差が混入していた。In the conventional projection exposure apparatus, the baseline amount of the off-axis wafer alignment system 9 and the rotation amount of the reticle R are measured with reference to the running direction of the wafer stage 6. There is a disadvantage that the measurement of the baseline amount and the rotation amount of the reticle R cannot be performed with high accuracy due to a measurement error of the coordinate measurement system of the wafer stage 6 or the like. That is, the influence of fluctuations occurring in the optical path of the laser interferometer that monitors the coordinates of the wafer stage 6, the error of the reset position of the initial coordinates of the wafer stage 6, or the setting position of the moving mirror that reflects the laser beam on the wafer stage 6 Due to an error or the like, an error is mixed in the measured value of the coordinates of the wafer stage 6, and an error is also mixed in the baseline amount or the rotation amount of the reticle R based on the measured value.

【００１２】本発明は斯かる点に鑑み、オフ・アクシス
方式のアライメント系を備えた投影露光装置において、
そのアライメント系のベースライン量やレチクルの回転
量を高精度に計測するための位置決め方法を提供するこ
とを目的とする。In view of the above, the present invention provides a projection exposure apparatus having an off-axis type alignment system.
It is an object of the present invention to provide a positioning method for measuring a baseline amount and a reticle rotation amount of the alignment system with high accuracy.

【００１３】[0013]

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、露光すべきパターン（１２）とアライメント用の複
数のマーク（３Ａ，３Ｂ）とが形成されたマスク（Ｒ）
を位置決めして固定するマスクステージ（２）と、複数
の基板マークが形成された感光基板（Ｗ）を保持してこ
の感光基板を位置決めする基板ステージ（６）と、マス
ク（Ｒ）のパターンを基板ステージ（６）上の感光基板
（Ｗ）上の各基板マークの近傍の領域に結像投影する投
影光学系（ＰＬ）と、投影光学系（ＰＬ）を介すること
なく感光基板（Ｗ）上の基板マークを検出する第１のマ
ーク検出手段（９）と、基板ステージ（６）上に配置さ
れたマスク用の基準マーク（３８Ａ）の共役像とマスク
（Ｒ）のマーク（３Ａ又は３Ｂ）との位置ずれ量を投影
光学系（ＰＬ）を介して検出する第２のマーク検出手段
（５Ａ又は５Ｂ）とを備えた投影露光装置の基板ステー
ジ（６）の位置決め方法に関するものである。[Means for Solving the Problems]The invention according to claim 1
Is a pattern to be exposed (12) and an alignment pattern.
Mask (R) on which number marks (3A, 3B) are formed
Stage (2) for positioning and fixing
Hold the photosensitive substrate (W) on which the substrate mark is formed.
Substrate stage (6) for positioning the photosensitive substrate of
Pattern on the substrate stage (6)
(W) Projection for image formation and projection in the area near each substrate mark on
Via a shadow optical system (PL) and a projection optical system (PL)
To detect the substrate mark on the photosensitive substrate (W)
And a laser beam detector (9) and a substrate stage (6).
Image of mask reference mark (38A) for mask and mask
Projecting the amount of misalignment with the mark (3A or 3B) of (R)
Second mark detecting means for detecting via an optical system (PL)
(5A or 5B).
The present invention relates to a method for positioning the die (6).

【００１４】そして、本発明では、その投影露光装置
は、基板ステージ（６）上に設けられ、第１のマーク検
出手段（９）によって検出される第１の基準マーク（３
９）及びマスク用の基準マークとしての複数の第２の基
準マーク（３８Ａ，３８Ｂ）がそれぞれ第１のマーク検
出手段（９）及び第２のマーク検出手段（５Ａ，５Ｂ）
により同時に検出されるように離れて配置された基準マ
ーク板（１７）と、基板ステージ（６）の移動座標及び
回転量を計測する基板ステージ座標計測手段（１８Ｘ，
１８Ｙ，１９Ｘ，２０Ｘ，２１Ｙ）とを有し、予め基準
マーク板（１７）と基板ステージ座標計測手段（１８
Ｘ，１８Ｙ，１９Ｘ，２０Ｘ，２１Ｙ）の座標軸（Ｘ，
Ｙ）との傾き情報を計測しておき、基板ステージ（６）
の走り座標系を基準マーク板（１７）を基準として定め
るようにしたものである。In the present invention, the projection exposure apparatus
Is a first reference mark (3) provided on the substrate stage (6) and detected by the first mark detection means (9).
9) and a plurality of second reference marks (38A, 38B) as reference marks for the mask are first mark detection means (9) and second mark detection means (5A, 5B), respectively.
A reference mark plate (17) which is arranged so as to be simultaneously detected by a substrate stage, and a substrate stage coordinate measuring means (18X,
18Y, 19X, 20X, 21Y), the reference mark plate (17) and the substrate stage coordinate measuring means (18).
X, 18Y, 19X, 20X, 21Y) coordinate axes (X,
Y) and the tilt information is measured, and the substrate stage (6) is measured.
Is determined with reference to the reference mark plate (17).

【００１５】この場合、基準マーク板（１７）の複数の
第２の基準マーク（３８Ａ，３８Ｂ）の共役像とマスク
（Ｒ）上の複数のマーク（３Ａ，３Ｂ）との位置ずれ量
を第２のマーク検出手段（５Ａ，５Ｂ）により検出し
て、この検出された位置ずれ量とその傾き情報とに基づ
いて、マスク（Ｒ）と基板ステージ座標計測手段（１８
Ｘ，１８Ｙ，１９Ｘ，２０Ｘ，２１Ｙ）の座標軸との傾
きを算出することが望ましい。In this case, the displacement between the conjugate image of the plurality of second reference marks (38A, 38B) on the reference mark plate (17) and the plurality of marks (3A, 3B) on the mask (R) is determined by the following formula. No. 2 mark detecting means (5A, 5B) , and based on the detected positional deviation amount and its inclination information.
And the mask (R) and the substrate stage coordinate measuring means (18)
X, 18Y, 19X, 20X, and 21Y) are preferably calculated.

【００１６】また、第２のマーク検出手段（５Ａ，５
Ｂ）を所定の軸に沿って移動自在に配置し、その傾き情
報に基づく補正が行われた基板ステージ座標計測手段
（１８Ｘ，１８Ｙ，１９Ｘ，２０Ｘ，２１Ｙ）の座標軸
に沿って第２のマーク検出手段（５Ａ，５Ｂ）を移動さ
せるようにしても良い。次に、請求項４に記載の発明
は、露光すべきパターン（１２）とアライメント用の複
数のマーク（３Ａ，３Ｂ）とが形成されたマスク（Ｒ）
を位置決めして固定するマスクステージ（２）と、複数
の基板マークが形成された感光基板を保持して該感光基
板（Ｗ）を位置決めする基板ステージ（６）と、そのマ
スクのパターンをその基板ステージ上のその感光基板上
の各基板マークの近傍の領域に結像投影する投影光学系
（ＰＬ）と、そのマスクを介することなくその感光基板
上のその基板マークを検出する第１のマーク検出手段
（９、３３，３４，３７）と、その基板ステージ上に配
置されたそのマスク用の基準マークの共役像とそのマス
クのマークとの位置ずれ量をその投影光学系を介して検
出する第２のマーク検出手段（５）とを備えた投影露光
装置のその基板ステージの位置決め方法において、その
投影露光装置は、その基板ステージ上に設けられ、その
第１のマーク検出手段によって検出される第１の基準マ
ーク（３９）及びそのマスク用の基準マークとして複数
の第２の基準マーク（３８）がそれぞれその第１のマー
ク検出手段及び第２のマーク検出手段により同時に検出
されるように離れて配置された基準マーク板（１７）
と、その基板ステージの移動座標及び回転量を計測する
基板ステージ座標計測手段（１８Ｘ，１８Ｙ，１９Ｘ，
２０Ｘ，２１Ｙ）とを有し、予めその基準マーク板とそ
の基板ステージ座標計測手段の座標軸との傾き情報（θ
ｆ）を計測しておき、その傾き情報と、その第１のマー
ク検出手段による計測結果と、その第２のマーク検出手
段による計測結果とに基づいて、その基板ステージの位
置決めを行うこととした。また、請求項６に記載の発明
は、露光すべきパターン（１２）とアライメント用の複
数のマーク（３Ａ，３Ｂ）とが形成されたマスク（Ｒ）
を位置決めして固定するマスクステージ（２）と、複数
の基板マークが形成された感光基板を保持して該感光基
板（Ｗ）を位置決めする基板ステージ（６）と、そのマ
スクのパタ ーンをその基板ステージ上のその感光基板上
の各基板マークの近傍の領域に結像投影する投影光学系
（ＰＬ）と、そのマスクを介することなくその感光基板
上のその基板マークを検出する第１のマーク検出手段
（９、３３，３４，３７）と、その基板ステージ上に配
置されたそのマスク用の基準マークの共役像とそのマス
クのマークとの位置ずれ量をその投影光学系を介して検
出する第２のマーク検出手段（５）とを備えた投影露光
装置のその基板ステージの位置決め方法において、その
投影露光装置は、その基板ステージの位置情報を検出す
る複数の干渉計（１９Ｘ，２０Ｘ，２１Ｙ）を有し、そ
の複数の干渉計のそれぞれの計測値の間の関係を求め
（ステップ２０１）、その干渉計の計測値の関係を求め
た後に、その第２のマーク検出手段によりそのマスク用
の基準マークの共役像とそのマスクのマークとの位置ず
れ量を検出し、その検出結果に基づいてそのマスクの位
置決めを行い（ステップ２０５）、そのマスクの位置決
め後に、その第１のマーク検出手段による検出結果に基
づいて、その基板ステージの位置決めを行うこととし
た。また、請求項１２に記載の発明は、本発明のいずれ
かの位置決め方法により位置決めされたその基板ステー
ジ上のその感光基板上に、その露光すべきパターンをそ
の投影光学系を介して転写する工程を含む露光方法であ
る。そして、請求項１３に記載の発明は、本発明の露光
方法を用いて、そのマスク上に形成されたデバイス用の
パターンをその感光基板上に転写する工程を含むデバイ
ス製造方法である。また、請求項１４に記載の発明は、
本発明のデバイス製造方法により製造されたデバイスで
ある。 The second mark detecting means (5A, 5
B) is movably arranged along a predetermined axis, and its inclination information
The second mark detecting means (5A, 5B) may be moved along the coordinate axes of the substrate stage coordinate measuring means (18X, 18Y, 19X, 20X, 21Y) on which the correction based on the report has been performed. Next, the invention according to claim 4
Is a pattern to be exposed (12) and an alignment pattern.
Mask (R) on which number marks (3A, 3B) are formed
Stage (2) for positioning and fixing
Holding the photosensitive substrate on which the substrate mark of
A substrate stage (6) for positioning the plate (W),
Mask pattern on the photosensitive substrate on the substrate stage
Projection optical system that forms an image on the area near each substrate mark
(PL) and the photosensitive substrate without passing through the mask
First mark detecting means for detecting the substrate mark on the substrate
(9, 33, 34, 37) and arranged on the substrate stage
Conjugate image of the reference mark for the mask placed and its mass
The amount of misalignment with the mark is detected via the projection optical system.
Projection exposure with second mark detection means (5)
In the method of positioning the substrate stage of the apparatus,
The projection exposure apparatus is provided on the substrate stage,
The first reference mark detected by the first mark detection means.
Mark (39) and its reference mark for mask
Each of the second fiducial marks (38)
Detection means and the second mark detection means at the same time
Fiducial mark plates (17) spaced apart so as to be
And the movement coordinates and rotation amount of the substrate stage are measured.
Substrate stage coordinate measuring means (18X, 18Y, 19X,
20X, 21Y), and its reference mark plate and its
(Θ) with the coordinate axis of the substrate stage coordinate measuring means.
f) is measured, and the inclination information and the first
Measurement result by the mark detection means and the second mark detection
Position of the substrate stage based on the measurement result of the stage.
I decided to make a decision. The invention according to claim 6
Is a pattern to be exposed (12) and an alignment pattern.
Mask (R) on which number marks (3A, 3B) are formed
Stage (2) for positioning and fixing
Holding the photosensitive substrate on which the substrate mark of
A substrate stage (6) for positioning the plate (W),
Its photosensitive substrate on the substrate stage patterns of disk
Projection optical system that forms an image on the area near each substrate mark
(PL) and the photosensitive substrate without passing through the mask
First mark detecting means for detecting the substrate mark on the substrate
(9, 33, 34, 37) and arranged on the substrate stage
Conjugate image of the reference mark for the mask placed and its mass
The amount of misalignment with the mark is detected via the projection optical system.
Projection exposure with second mark detection means (5)
In the method of positioning the substrate stage of the apparatus,
The projection exposure apparatus detects position information of the substrate stage.
With multiple interferometers (19X, 20X, 21Y)
The relationship between the measurements of each of the multiple interferometers
(Step 201), a relationship between the measured values of the interferometer is obtained.
After that, the second mark detecting means
Position between the conjugate image of the reference mark and the mark on the mask
Of the mask, and based on the detection result, the position of the mask
The placement is performed (step 205), and the position of the mask is determined.
After that, based on the detection result by the first mark detection means,
The substrate stage.
Was. Further, the invention described in claim 12 is any one of the present invention.
The board stay positioned by one of the positioning methods
The pattern to be exposed is exposed on the photosensitive substrate on the
An exposing method including a step of transferring via a projection optical system.
You. The invention according to claim 13 is the exposure method according to the present invention.
Method for devices formed on the mask
A device including a step of transferring a pattern onto the photosensitive substrate
Manufacturing method. The invention according to claim 14 is
With the device manufactured by the device manufacturing method of the present invention
is there.

【００１７】[0017]

【作用】斯かる本発明によれば、第１の基準マーク（３
９）及び複数の第２の基準マーク（３８Ａ，３８Ｂ）が
それぞれ第１のマーク検出手段（９）及び第２のマーク
検出手段（５Ａ，５Ｂ）により同時に検出されるように
離れて配置された大型の基準マーク板（１７）が設けら
れている。従って、基板ステージ（６）を移動させるこ
となく、オフ・アクシスのアライメント系としての第１
のマーク検出手段（９）により第１の基準マーク（３
９）の位置を検出し、第２のマーク検出手段（５Ａ，５
Ｂ）により第２の基準マーク（３８Ａ，３８Ｂ）の位置
を検出し、予め求められている第１の基準マーク（３
９）の位置と第２の基準マーク（３８Ａ，３８Ｂ）の位
置との間隔にそれら検出結果の補正を行うことにより、
オフ・アクシスのアライメント系のベースライン量を高
精度且つ高速に求めることができる。According to the present invention, the first reference mark (3
9) and a plurality of second fiducial marks (38A, 38B) are spaced apart such that they are simultaneously detected by the first mark detecting means (9) and the second mark detecting means (5A, 5B), respectively. A large reference mark plate (17) is provided. Accordingly, the first stage as an off-axis alignment system can be performed without moving the substrate stage (6).
The first reference mark (3
9), and the second mark detection means (5A, 5A).
B), the position of the second reference mark (38A, 38B) is detected, and the first reference mark (3
By correcting the detection results at the interval between the position of 9) and the position of the second reference mark (38A, 38B),
The baseline amount of the off-axis alignment system can be obtained with high accuracy and high speed.

【００１８】そして、基板ステージ（６）の走り座標系
の一方を例えば基準マーク板（１７）の複数の第２の基
準マーク（３８Ａ，３８Ｂ）を通る直線に平行に設定す
ることにより、基板ステージ（６）のピッチング誤差を
低減することができる。By setting one of the running coordinate systems of the substrate stage (6) in parallel with, for example, a straight line passing through the plurality of second reference marks (38A, 38B) of the reference mark plate (17). (6) The pitching error can be reduced.

【００１９】次に、上記のように第２のマーク検出手段
（５Ａ，５Ｂ）により複数の第２の基準マーク（３８
Ａ，３８Ｂ）の位置が検出されているので、これらの位
置関係より大型の基準マーク板（１７）を基準とした場
合のマスク（Ｒ）の回転量を求めることができる。この
場合、基板ステージ（６）を移動させることなく、その
回転量が求められる。Next, as described above, the plurality of second reference marks (38) are detected by the second mark detecting means (5A, 5B).
A, 38B), the amount of rotation of the mask (R) with reference to the large reference mark plate (17) can be determined from these positional relationships. In this case, the amount of rotation is obtained without moving the substrate stage (6).

【００２０】また、予め基準マーク板（１７）と基板ス
テージ座標計測手段（１８Ｘ，１８Ｙ，１９Ｘ，２０
Ｘ，２１Ｙ）の座標軸（Ｘ，Ｙ）との傾きが計測してあ
るので、上記のようにして求めたマスク（Ｒ）の回転量
とその傾きとより、基板ステージ座標計測手段（１８
Ｘ，１８Ｙ，１９Ｘ，２０Ｘ，２１Ｙ）の座標軸（Ｘ，
Ｙ）とマスク（Ｒ）の座標系との傾きが求められる。即
ち、レチクルローテーションに相当するマスク（Ｒ）の
回転誤差を容易且つ極めて高精度に計測できる。The reference mark plate (17) and the substrate stage coordinate measuring means (18X, 18Y, 19X, 20
Since the inclination with respect to the coordinate axis (X, Y) of (X, 21Y) is measured, the substrate stage coordinate measuring means (18) is obtained from the rotation amount and the inclination of the mask (R) obtained as described above.
X, 18Y, 19X, 20X, 21Y) coordinate axes (X,
The inclination between Y) and the coordinate system of the mask (R) is obtained. That is, the rotation error of the mask (R) corresponding to the reticle rotation can be measured easily and extremely accurately.

【００２１】次に、第２のマーク検出手段（５Ａ，５
Ｂ）を所定の軸に沿って移動自在に配置し、その算出さ
れた傾きの補正が行われた基板ステージ座標計測手段
（１８Ｘ，１８Ｙ，１９Ｘ，２０Ｘ，２１Ｙ）の座標軸
に沿って第２のマーク検出手段（５Ａ，５Ｂ）を移動さ
せるようにした場合には、第２のマーク検出手段（５
Ａ，５Ｂ）を移動させても高精度にマーク検出が行われ
る。また、請求項４に記載の発明のように、予め基準マ
ーク板と基板ステージ座標計測手段の座標軸との傾き情
報（θｆ）を計測しておき、その傾き情報をも考慮し
て、両マーク検出手段による計測結果に基づいて基板ス
テージの位置決めを行うことにより、取り付け誤差によ
る基準マーク板と移動鏡との回転誤差をも鑑みたステー
ジ位置制御を行うことができ、より高精度なマーク検出
を行うことができる。また、請求項６に記載の発明のよ
うに、マスクアライメントや基板ステージの位置決めを
行うための計測を行う前に、基板ステージの位置を計測
する複数の干渉計のそれぞれの計測値の間の関係を求め
ておけば、複数の干渉計間で生じうる誤差（例えば温度
変化に起因する誤差）を最小にしてマーク位置計測を行
うことができるので、より高精度なマーク検出を行うこ
とができる。 Next, the second mark detecting means (5A, 5A)
B) is movably arranged along a predetermined axis, and the second calculated along the coordinate axis of the substrate stage coordinate measuring means (18X, 18Y, 19X, 20X, 21Y) for which the calculated inclination has been corrected. If the mark detecting means (5A, 5B) is moved, the second mark detecting means (5
A, 5B), the mark detection is performed with high accuracy. In addition, as in the fourth aspect of the present invention, the reference
Tilt information between the workpiece plate and the coordinate axes of the substrate stage coordinate measuring means.
(Θf) is measured in advance and the inclination information is taken into account.
Board scan based on the measurement results by both mark detection means.
Positioning of the stage allows for
Stay taking into account the rotation error between the reference mark plate and the movable mirror
Position control and more accurate mark detection
It can be performed. Further, according to the invention described in claim 6,
Mask alignment and substrate stage positioning
Measure the position of the substrate stage before performing measurement to perform
The relationship between the measurements of each of the interferometers
In this case, errors that may occur between multiple interferometers (for example, temperature
(Error due to change) to minimize mark position measurement
This allows for more accurate mark detection.
Can be.

【００２２】[0022]

【実施例】以下、本発明の一実施例につき図面を参照し
て説明する。図１は、本実施例の投影露光装置の構成を
示し、この図１３に対応する部分に同一符号を付して示
す図１において、レチクルＲ上の露光対象とする回路パ
ターンが形成されたパターン領域１２の外側に対向する
ようにアライメント用の２個のレチクルマーク３Ａ，３
Ｂが設けられている。一方のレチクルマーク３Ａの上方
にミラー４Ａを介してＴＴＲ（スルー・ザ・レチクル）
方式のアライメント系５Ａが配置され、他方のレチクル
マーク３Ｂの上方にもミラー４Ｂを介してＴＴＲ方式の
アライメント系５Ｂが配置されている。レチクルＲはレ
チクルステージ２上に保持され、レチクルステージ２
は、図示省略した駆動系によりレチクルＲを２次元平面
内で平行移動（Ｘ，Ｙ方向）及び回転させることができ
る。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of a projection exposure apparatus according to the present embodiment. In FIG. 1, in which parts corresponding to those in FIG. 13 are assigned the same reference numerals, a pattern in which a circuit pattern to be exposed on a reticle R is formed The two reticle marks 3A and 3 for alignment are arranged to face the outside of the region 12.
B is provided. TTR (through the reticle) above one reticle mark 3A via mirror 4A
An alignment system 5A of the TTR type is arranged above the other reticle mark 3B via a mirror 4B. Reticle R is held on reticle stage 2 and reticle stage 2
The reticle R can be translated (X, Y directions) and rotated in a two-dimensional plane by a drive system (not shown).

【００２３】露光時にはレチクルＲのパターンが投影光
学系ＰＬを介してウエハステージ６上のウエハＷの各シ
ョット領域に投影露光される。また、レチクルＲの上方
の一方のＴＴＲ方式のアライメント系５Ａにおいては、
ミラー４Ａを介して対物レンズ１３Ａによりレチクルマ
ーク３Ａ及び投影光学系ＰＬの投影領域内のマークの像
がＹ方向用の撮像素子１４Ａの撮像面及びＸ方向用の撮
像素子１５Ａの撮像面に結像される。また、対物レンズ
１３Ａからの光の一部は受光素子１６Ａにも入射する。
受光素子１６Ａの受光面は投影光学系ＰＬの瞳面（フー
リエ変換面）と共役である。同様に、他方のＴＴＲ方式
のアライメント系５Ｂにおいても、ミラー４Ｂを介して
対物レンズ１３Ｂによりレチクルマーク３Ｂ及び投影光
学系ＰＬの投影領域内のマークの像がＹ方向用の撮像素
子１４Ｂの撮像面及びＸ方向用の撮像素子１５Ｂの撮像
面に結像される。また、対物レンズ１３Ｂからの光の一
部は投影光学系ＰＬの瞳共役の受光素子１６Ｂにも入射
する。At the time of exposure, the pattern of reticle R is projected and exposed on each shot area of wafer W on wafer stage 6 via projection optical system PL. In one TTR type alignment system 5A above the reticle R,
The image of the reticle mark 3A and the mark image in the projection area of the projection optical system PL are formed on the imaging surface of the imaging device 14A for the Y direction and the imaging surface of the imaging device 15A for the X direction by the objective lens 13A via the mirror 4A. Is done. Part of the light from the objective lens 13A also enters the light receiving element 16A.
The light receiving surface of the light receiving element 16A is conjugate with the pupil plane (Fourier transform plane) of the projection optical system PL. Similarly, in the other TTR type alignment system 5B, the image of the reticle mark 3B and the mark image in the projection area of the projection optical system PL are captured by the objective lens 13B via the mirror 4B. And an image is formed on the imaging surface of the imaging element 15B for the X direction. Part of the light from the objective lens 13B also enters the pupil-conjugated light receiving element 16B of the projection optical system PL.

【００２４】本実施例において、ウエハステージ６上の
Ｘ方向の端部には、Ｘ方向用のレーザ干渉計１９Ｘ及び
ピッチング計測用のレーザ干渉計２０ＸからそれぞれＸ
方向に平行に射出されるレーザビームＬＢ１（図２
（ａ）参照）及びＬＢ２を入射方向に反射する移動鏡１
８Ｘを取り付け、ウエハステージ６上のＹ方向の端部に
は、Ｙ方向用のレーザ干渉計２１ＹからＸ方向に垂直な
Ｙ方向に平行に射出されるレーザビームＬＢ３を入射方
向に反射する移動鏡１８Ｙを取り付ける。この場合、レ
ーザビームＬＢ１の延長線とレーザビームＬＢ３の延長
線とは投影光学系ＰＬの光軸ＡＸで交差している。In this embodiment, an X-direction laser interferometer 19X and a pitching measurement laser interferometer 20X are attached to the X-direction end of the wafer stage 6 respectively.
The laser beam LB1 emitted parallel to the direction (FIG. 2)
(Refer to (a)) and the movable mirror 1 that reflects the LB 2 in the incident direction
8X, a movable mirror on the end in the Y direction on the wafer stage 6 for reflecting in the incident direction a laser beam LB3 emitted in parallel from the laser interferometer 21Y for the Y direction in the Y direction perpendicular to the X direction. Attach 18Y. In this case, the extension of the laser beam LB1 and the extension of the laser beam LB3 intersect at the optical axis AX of the projection optical system PL.

【００２５】また、ウエハステージ６上のウエハＷの近
傍で且つ移動鏡１８Ｘと移動鏡１８Ｙとが交差している
領域の内側に大型基準マーク板１７を固定する。大型基
準マーク板１７上には、２個の基準マーク３８Ａ及び３
８ＢをＸ方向にほぼ平行な直線に沿って形成し、基準マ
ーク３８Ａ及び３８Ｂの垂直２等分線上に沿ってＹ方向
に離れた位置に基準マーク３９を形成する。基準マーク
３８Ａ及び３８Ｂの間隔は、これら基準マーク３８Ａ及
び３８ＢをそれぞれＴＴＲ方式のアライメント系５Ａ及
び５Ｂで同時に観察できるように設定する。大型基準マ
ーク板１７上には後述のようにその他の種々のアライメ
ントマークを形成する。The large reference mark plate 17 is fixed near the wafer W on the wafer stage 6 and inside the area where the moving mirror 18X and the moving mirror 18Y intersect. On the large reference mark plate 17, two reference marks 38A and 3
8B is formed along a straight line substantially parallel to the X direction, and a reference mark 39 is formed at a position separated in the Y direction along a perpendicular bisector of the reference marks 38A and 38B. The interval between the reference marks 38A and 38B is set so that the reference marks 38A and 38B can be simultaneously observed by the TTR alignment systems 5A and 5B, respectively. Various other alignment marks are formed on the large reference mark plate 17 as described later.

【００２６】大型基準マーク板１７は、石英板等の低膨
張係数の透明部材の表面にクロム等の蒸着層を形成し、
その一部にエッチング等により基準マーク等の形状の光
透過部を形成したものである。また、大型基準マーク板
１７上には、投影光学系ＰＬ側から照明される基準マー
クの他に、基準マーク３８Ａ，３８Ｂ等のようにウエハ
ステージ６側から照明して使用されるものがある。そこ
で、ライトガイド２２を介してウエハステージ６の内部
にレチクルＲを照明する際に用いる露光光と同じ波長帯
の照明光ＩＬを導き、その照明光ＩＬで大型基準マーク
板１７上の所定のマークを底面側から照明する。The large reference mark plate 17 is formed by forming an evaporation layer of chromium or the like on the surface of a transparent member having a low expansion coefficient such as a quartz plate.
A light transmitting portion having a shape such as a reference mark is formed on a part of the portion by etching or the like. In addition to the reference marks illuminated from the projection optical system PL side, on the large reference mark plate 17, there are also those illuminated from the wafer stage 6 side, such as the reference marks 38A and 38B. Therefore, illumination light IL having the same wavelength band as the exposure light used to illuminate the reticle R into the inside of the wafer stage 6 through the light guide 22 is led, and the illumination light IL is used to emit a predetermined mark on the large reference mark plate 17. Is illuminated from the bottom side.

【００２７】９はオフ・アクシスのウエハアライメント
系を示し、ウエハアライメント系９をウエハステージ６
に対向する反射プリズム２３、対物レンズ２４、ミラー
２５、本体部２６、Ｘ方向用の撮像素子２７Ｘ及びＹ方
向用の撮像素子２７Ｙより構成し、ウエハアライメント
系９を投影光学系ＰＬのＹ方向の側面部に取り付ける。
その反射プリズム２３に対向する領域のマークの像がそ
れぞれ撮像素子２７Ｘ及び２７Ｙの撮像面に結像され
る。この場合、本実施例では、ウエハステージ６を駆動
して、大型基準マーク板１７の基準マーク３８Ａ及び３
８ＢをそれぞれＴＴＲ方式のアライメント系５Ａ及び５
Ｂで観察できる位置に配置したときに、ウエハアライメ
ント系９の観察視野内に基準マーク３９が収まるよう
に、基準マーク３９の位置を設定する。従って、本実施
例ではＴＴＲ方式のアライメント系５Ａ，５Ｂ及びウエ
ハアライメント系９により同時にそれぞれ大型基準マー
ク板１７上の対応する基準マークを観察することができ
る。従って、ウエハステージ６を移動させることなく、
オフ・アクシスのウエハアライメント系９のベースライ
ン量を計測することができる。Reference numeral 9 denotes an off-axis wafer alignment system.
, A reflecting prism 23, an objective lens 24, a mirror 25, a main body 26, an imaging device 27X for the X direction and an imaging device 27Y for the Y direction, and the wafer alignment system 9 in the Y direction of the projection optical system PL. Attach to the side.
The images of the marks in the area facing the reflection prism 23 are formed on the imaging surfaces of the imaging elements 27X and 27Y, respectively. In this case, in this embodiment, the wafer stage 6 is driven and the reference marks 38A and 38A of the large reference mark plate 17 are moved.
8B to TTR alignment systems 5A and 5B, respectively.
The position of the reference mark 39 is set so that the reference mark 39 falls within the observation field of view of the wafer alignment system 9 when the reference mark 39 is placed at a position observable in B. Therefore, in this embodiment, the corresponding reference marks on the large reference mark plate 17 can be simultaneously observed by the TTR type alignment systems 5A and 5B and the wafer alignment system 9, respectively. Therefore, without moving the wafer stage 6,
The baseline amount of the off-axis wafer alignment system 9 can be measured.

【００２８】また、投影光学系ＰＬのＸ方向の側面部に
補助用のウエハアライメント系１１を固定する。この補
助用のウエハアライメント系１１もウエハステージ６に
対向する反射プリズム２８、対物レンズ２９、ミラー３
０、本体部３１、Ｘ方向用の撮像素子３２Ｘ及びＹ方向
用の撮像素子３２Ｙより構成されている。この補助用の
ウエハアライメント系１１は、ウエハアライメント系９
と同様に大型基準マーク板１７上の基準マークの位置を
観察するために使用される。An auxiliary wafer alignment system 11 is fixed to a side surface of the projection optical system PL in the X direction. The auxiliary wafer alignment system 11 also includes a reflecting prism 28, an objective lens 29, and a mirror 3 facing the wafer stage 6.
0, a main body 31, an image sensor 32X for the X direction, and an image sensor 32Y for the Y direction. The auxiliary wafer alignment system 11 includes a wafer alignment system 9.
In the same manner as described above, it is used to observe the position of the reference mark on the large reference mark plate 17.

【００２９】更に、本実施例では、レチクルＲを介する
ことなく投影光学系ＰＬのみを介してウエハＷ及び大型
基準マーク板１７上のマークを検出するためのＴＴＬ
（スルー・ザ・レンズ）方式のウエハアライメント系
を、Ｘ方向用とＹ方向用とで分離して設ける。Ｘ方向用
のＴＴＬ方式のウエハアライメント系は、レチクルステ
ージ２と投影光学系ＰＬとの間のＹ方向の外周部に固定
されたミラー３３Ｘ、対物レンズ３４Ｘ及び対物レンズ
３４Ｘを介して投影光学系ＰＬ側から戻された光を受光
する受光素子３７Ｘを有している。更に、対物レンズ３
４Ｘを介して投影光学系ＰＬにアライメント用の検出光
を入射するために、ウエハステージ６上にスリット状の
光ビームを送出するためのレーザステップアライメント
方式の送光系（以下、「ＬＳＡ方式の送光系」という）
３５Ｘと２光束の可干渉性の光ビームを送出するための
送光系（以下、「ＬＩＡ方式の送光系」という）３６Ｘ
とが切り替え方式で設けられている。Further, in this embodiment, the TTL for detecting the mark on the wafer W and the large reference mark plate 17 only through the projection optical system PL without passing through the reticle R.
A (through-the-lens) type wafer alignment system is provided separately for the X direction and the Y direction. The TTL type wafer alignment system for the X direction includes a projection optical system PL via a mirror 33X fixed to an outer peripheral portion in the Y direction between the reticle stage 2 and the projection optical system PL, an objective lens 34X, and an objective lens 34X. It has a light receiving element 37X for receiving the light returned from the side. Furthermore, the objective lens 3
In order to make the detection light for alignment incident on the projection optical system PL via the 4X, a light transmission system of a laser step alignment system for transmitting a slit-like light beam onto the wafer stage 6 (hereinafter, referred to as “LSA system”) Light transmission system)
35X and a light transmission system for transmitting a coherent light beam of two light beams (hereinafter referred to as "LIA light transmission system") 36X
Are provided in a switching system.

【００３０】同様に、Ｙ方向用のＴＴＬ方式のウエハア
ライメント系は、レチクルステージ２と投影光学系ＰＬ
との間のＸ方向の外周部に固定されたミラー３３Ｙ、対
物レンズ３４Ｙ及び対物レンズ３４Ｙを介して投影光学
系ＰＬ側から戻された光を受光する受光素子３７Ｙを有
している。また、Ｘ方向用のＴＴＬ方式のウエハアライ
メント系と対称に、ウエハステージ６上にスリット状の
光ビームを送出するためのＬＳＡ方式の送光系３５Ｙと
２光束の可干渉性の光ビームを送出するためのＬＩＡ方
式の送光系３６Ｙとが切り替え方式で設けられている。
なお、図１ではＹ方向用のＴＴＬ方式のウエハアライメ
ント系は投影光学系ＰＬに関してＸ軸の正の方向に配置
されているが、実際にはそのウエハアライメント系はＸ
軸の負の方向に配置されている。Similarly, the TTL wafer alignment system for the Y direction includes a reticle stage 2 and a projection optical system PL.
And a light receiving element 37Y that receives light returned from the projection optical system PL via the objective lens 34Y and the mirror 33Y fixed to the outer peripheral portion in the X direction between the mirror 33Y and the objective lens 34Y. Further, an LSA type light transmission system 35Y for transmitting a slit-shaped light beam onto the wafer stage 6 and a coherent light beam of two light beams are transmitted in symmetry with the TTL type wafer alignment system for the X direction. And a light transmission system 36Y of the LIA system for performing the switching.
In FIG. 1, the TTL type wafer alignment system for the Y direction is arranged in the positive direction of the X axis with respect to the projection optical system PL.
It is located in the negative direction of the axis.

【００３１】図２（ａ）は図１中の大型基準マーク板１
７の詳細なマーク形状及びマーク配置を示し、この図２
（ａ）に示すように、レチクルマーク用の基準マーク３
８Ａ及び３８Ｂはそれぞれ破線で囲まれた光透過部の中
に遮光性のＸ方向用とＹ方向用との遮光性のマルチマー
クパターンを配置して形成され、オフ・アクシスのウエ
ハアライメント系９用の基準マーク３９はＸ方向及びＹ
方向にそれぞれ所定ピッチで形成された反射型の格子パ
ターンである。基準マーク３８Ａ及び３８ＢのＸ方向の
間隔をＭとする。レチクルマーク用の基準マーク３８Ａ
及び３８Ｂを囲む破線内の光透過部は、それぞれ図１の
ライトガイド２２を介して導いた照明光により底部から
照明されており、基準マーク３８Ａ及び３８Ｂは発光性
のマークということができる。FIG. 2A shows a large reference mark plate 1 shown in FIG.
7 shows a detailed mark shape and mark arrangement, and FIG.
As shown in (a), reference mark 3 for reticle mark
8A and 38B are formed by arranging light-shielding multi-mark patterns for the X and Y directions in a light-transmitting portion surrounded by a broken line, respectively, and are formed for an off-axis wafer alignment system 9. Reference mark 39 is in the X direction and Y
It is a reflective grating pattern formed at a predetermined pitch in each direction. Let M be the distance between the reference marks 38A and 38B in the X direction. Reference mark 38A for reticle mark
The light-transmitting portions within the broken lines surrounding the reference marks 38B and 38B are illuminated from the bottom with illumination light guided through the light guide 22 in FIG. 1, respectively, and the reference marks 38A and 38B can be regarded as luminescent marks.

【００３２】また、基準マーク３８ＢのＸ方向の近傍
に、Ｙ方向に所定ピッチの回折格子よりなる２光束干渉
用の基準マーク４０Ｙを配置し、基準マーク３８Ａ及び
３８Ｂの中央を中心としてその基準マーク４０Ｙを反時
計方向に９０°回転した位置にＸ方向に所定ピッチの回
折格子よりなる２光束干渉用の基準マーク４０Ｘを配置
する。これら２光束干渉用の基準マーク４０ＸのＸ方向
の位置及び基準マーク４０ＹのＹ方向の位置は、それぞ
れ図１のＬＩＡ方式の送光系３６Ｘ及び３６Ｙから射出
された２光束のレーザビームにより検出される。また、
基準マーク３８Ａ及び３８Ｂがそれぞれ図１のＴＴＲ方
式のアライメント系５Ａ及び５Ｂにより観察されている
状態で、基準マーク４０Ｘ及び４０Ｙがそれぞれ図１の
ＬＩＡ方式の送光系３６Ｘ及び３６Ｙからの２光束の照
明光により照明されるように、それら基準マーク４０Ｘ
及び４０Ｙの配置を行う。但し、既に説明したように、
図１のＬＳＡ方式の送光系３５Ｙ及びＬＩＡ方式の送光
系３６Ｙを含むＴＴＬ方式のウエハアライメント系は、
実際には投影光学系ＰＬに関して反対側に配置されてい
る。In the vicinity of the reference mark 38B in the X direction, a reference mark 40Y for two-beam interference composed of a diffraction grating having a predetermined pitch is arranged in the Y direction, and the reference mark 38A and 38B are centered on the center of the reference marks 38A and 38B. A reference mark 40X for two-beam interference consisting of a diffraction grating having a predetermined pitch is arranged in the X direction at a position obtained by rotating 40Y counterclockwise by 90 °. The position of the two-beam interference reference mark 40X in the X direction and the position of the reference mark 40Y in the Y direction are detected by the two-beam laser beams emitted from the LIA-type light transmission systems 36X and 36Y in FIG. 1, respectively. You. Also,
In a state where the reference marks 38A and 38B are observed by the alignment systems 5A and 5B of the TTR system in FIG. 1, respectively, the reference marks 40X and 40Y are two beams of light from the light transmission systems 36X and 36Y of the LIA system in FIG. The reference marks 40X are illuminated by the illumination light.
And 40Y are arranged. However, as already explained,
The TTL wafer alignment system including the LSA light transmission system 35Y and the LIA light transmission system 36Y of FIG.
Actually, it is arranged on the opposite side with respect to the projection optical system PL.

【００３３】それら基準マーク３８Ａと３８Ｂとの中央
部と基準マーク３９との間の基準マーク３９寄りの位置
に十字型の開口パターンよりなる十字マーク４１を形成
する。この十字マーク４１も図１のライトガイド２２を
介して導いた照明光で大型基準マーク板１７の底面から
照明されている。そこで、これ以後その十字マーク４１
を、「発光十字マーク４１」と呼ぶ。また、大型基準マ
ーク板１７上の発光十字マーク４１のＸ方向の近傍に、
数μｍ角の反射型パターンをＸ方向に配列してなるＹ方
向用のスリット走査用の基準マーク４２Ｙを形成し、発
光十字マーク４１からＸ軸の負の方向にＭ／２離れた点
を中心として基準マーク４２Ｙを反時計方向に９０°回
転した位置に、数μｍ角の反射型パターンをＹ方向に配
列してなるＸ方向用のスリット走査用の基準マーク４２
Ｘを形成する。発光十字マーク４１からの光が投影光学
系ＰＬを介して図１のレチクルＲのレチクルマーク３Ａ
を照明しているときに、スリット走査用の基準マーク４
２Ｘ及び４２ＹがそれぞれＬＳＡ方式の送光系３５Ｘ及
び３５Ｙからのスリット状の照明光で照明されるよう
に、それら基準マーク４２Ｘ及び４２Ｙを配置する。A cross mark 41 composed of a cross-shaped opening pattern is formed at a position near the reference mark 39 between the center of the reference marks 38A and 38B and the reference mark 39. This cross mark 41 is also illuminated from the bottom surface of the large reference mark plate 17 with illumination light guided through the light guide 22 of FIG. Therefore, after that, the cross mark 41
Is referred to as a “light-emitting cross mark 41”. Further, in the vicinity of the light emitting cross mark 41 on the large reference mark plate 17 in the X direction,
A slit scanning reference mark 42Y for the Y direction is formed by arranging reflective patterns of several μm square in the X direction, and the center is set at a point M / 2 away from the light emitting cross mark 41 in the negative direction of the X axis. In the position where the reference mark 42Y is rotated by 90 ° in the counterclockwise direction, a slit-type reference mark 42 for X direction in which reflective patterns of several μm square are arranged in the Y direction.
Form X. The light from the light emitting cross mark 41 is transmitted through the projection optical system PL to the reticle mark 3A of the reticle R in FIG.
Is illuminated, the slit scanning reference mark 4
The reference marks 42X and 42Y are arranged so that 2X and 42Y are respectively illuminated by slit-shaped illumination light from the LSA-type light transmission systems 35X and 35Y.

【００３４】例えば、図１のＬＳＡ方式の送光系３５Ｙ
からの照明光が、図２（ａ）に示すようにスリット状の
ビームスポットＬＳＰ１として基準マーク４２Ｙの近傍
に照射されている状態で、ウエハステージ６を駆動して
大型基準マーク板１７をＹ方向に駆動すると、そのパタ
ーンＬＳＰ１と基準マーク４２ＹとがＹ方向に合致した
ときに、その基準マーク４２Ｙから所定の方向に強い回
折光が照射される。この回折光を検出することにより、
その基準マーク４２ＹのＹ座標を極めて正確に検出する
ことができる。同様に、Ｘ方向用の基準マーク４２Ｘの
Ｘ座標をも極めて正確に検出することができる。For example, the light transmitting system 35Y of the LSA system shown in FIG.
As shown in FIG. 2A, the wafer stage 6 is driven to illuminate the large reference mark plate 17 in the Y direction while the illumination light from When the pattern LSP1 and the reference mark 42Y match in the Y direction, strong diffraction light is emitted from the reference mark 42Y in a predetermined direction. By detecting this diffracted light,
The Y coordinate of the reference mark 42Y can be detected very accurately. Similarly, the X coordinate of the reference mark 42X for the X direction can be detected very accurately.

【００３５】また、図２（ｂ）は図１のレチクルマーク
３Ａ（レチクルマーク３Ｂも同一形状である）を示し、
レチクルマーク３Ａは２重の矩形パターン４３と十字型
のパターン４４とを組み合わせて構成されている。矩形
パターン４３は図１のＴＴＲ方式のアライメント系５Ａ
による検出の際に使用され、十字型のパターン４４は図
２（ａ）の発光十字マーク４１とレチクルマーク３Ａと
の合致状態を検出する際に使用される。FIG. 2B shows the reticle mark 3A of FIG. 1 (the reticle mark 3B also has the same shape).
The reticle mark 3A is configured by combining a double rectangular pattern 43 and a cross-shaped pattern 44. The rectangular pattern 43 is a TTR type alignment system 5A shown in FIG.
, And the cross-shaped pattern 44 is used to detect a matching state between the light-emitting cross mark 41 and the reticle mark 3A in FIG. 2A.

【００３６】図３は図１のＴＴＲ方式のアライメント系
５Ａの構成を示し、この図３において、レチクルＲのレ
チクルマーク３Ａの上方にミラー４Ａを４５°傾斜して
配置し、投影光学系ＰＬからレチクルマーク３Ａを透過
した光をミラー４Ａで反射した方向に対物レンズ１３Ａ
を配置する。対物レンズ１３Ａを通過した光束がハーフ
ミラー４５Ａで２光束に分岐され、ハーフミラー４５Ａ
で反射された光が結像レンズ４６Ａを介してハーフミラ
ー４７Ａに入射し、ハーフミラー４７Ａで２分割された
光束がそれぞれ電荷結合型撮像デバイス（ＣＣＤ）より
なるＸ方向用の撮像素子１５Ａ及びＹ方向用の撮像素子
１４Ａの撮像面に入射する。撮像素子１５Ａ及び１４Ａ
の撮像面はそれぞれレチクルＲのレチクルマーク３Ａの
形成面と共役である。従って、撮像素子１５Ａ及び１４
Ａの撮像面はそれぞれ大型基準マーク板１７のマーク形
成面とも共役である。また、Ｘ方向用の撮像素子１５Ａ
の主走査線（水平走査線）の方向はレチクルマーク３Ａ
のＸマークに対して直交する方向であり、Ｙ方向用の撮
像素子１４Ａの主走査線の方向はレチクルマーク３Ａの
Ｙマークに対して直交する方向である。FIG. 3 shows the structure of the alignment system 5A of the TTR system shown in FIG. 1. In FIG. 3, a mirror 4A is arranged at an angle of 45 ° above the reticle mark 3A of the reticle R, and the projection optical system PL The objective lens 13A moves in a direction in which the light transmitted through the reticle mark 3A is reflected by the mirror 4A.
Place. The light beam that has passed through the objective lens 13A is split into two light beams by the half mirror 45A,
Are reflected by the half mirror 47A via the imaging lens 46A, and the luminous fluxes divided by the half mirror 47A into the X-direction imaging devices 15A and Y each composed of a charge-coupled imaging device (CCD). The light is incident on the imaging surface of the direction imaging element 14A. Image sensors 15A and 14A
Are conjugate with the surface on which the reticle mark 3A of the reticle R is formed. Therefore, the imaging devices 15A and 14A
The imaging surface of A is also conjugate with the mark forming surface of the large reference mark plate 17. Also, the image sensor 15A for the X direction
Of the main scanning line (horizontal scanning line) of the reticle mark 3A
The direction of the main scanning line of the imaging element 14A for the Y direction is a direction orthogonal to the Y mark of the reticle mark 3A.

【００３７】この際に、図１の大型基準マーク板１７が
移動して、図４（ａ）に示すレチクルマーク３Ａと図４
（ｂ）に示す大型基準マーク板１７の基準マーク３８Ａ
の共役像３８Ａとがほぼ重なると、撮像素子１５Ａ及び
１４Ａの撮像面ではそれぞれ図４（ｃ）に示すような像
が結像される。この場合、Ｘ方向用の撮像素子１５Ａは
図４（ｃ）のＸ方向の矩形の領域５５Ｘの撮像信号を図
３の画像処理回路４９Ａに供給し、Ｙ方向用の撮像素子
１４Ａは図４（ｃ）のＹ方向の矩形の領域５５Ｙの撮像
信号を図３の画像処理回路４８Ａに供給する。画像処理
回路４９Ａにおいて、レチクルマーク３Ａと基準マーク
３８Ａの共役像３８ＰとのＸ方向の位置ずれ量が求めら
れ、画像処理回路４８Ａにおいて、レチクルマーク３Ａ
と基準マーク３８Ａの共役像３８ＰとのＹ方向の位置ず
れ量が求められ、Ｘ方向及びＹ方向の位置ずれ量はそれ
ぞれ主制御系５０に供給される。At this time, the large reference mark plate 17 shown in FIG. 1 moves, and the reticle mark 3A shown in FIG.
Reference mark 38A of large reference mark plate 17 shown in FIG.
4A substantially overlap with each other, images as shown in FIG. 4C are formed on the imaging surfaces of the imaging elements 15A and 14A. In this case, the image sensor 15A for the X direction supplies an image signal of the rectangular area 55X in the X direction in FIG. 4C to the image processing circuit 49A in FIG. 3, and the image sensor 14A for the Y direction in FIG. The imaging signal of the rectangular area 55Y in the Y direction c) is supplied to the image processing circuit 48A of FIG. In the image processing circuit 49A, the amount of displacement in the X direction between the reticle mark 3A and the conjugate image 38P of the reference mark 38A is determined, and in the image processing circuit 48A, the reticle mark 3A
The amount of misalignment between the reference mark 38A and the conjugate image 38P in the Y direction is obtained, and the amount of misalignment in the X direction and the Y direction is supplied to the main control system 50, respectively.

【００３８】主制御系５０は、レチクルステージ２用の
駆動系５１を介してレチクルマーク３Ａと基準マーク３
８Ａの共役像３８Ｐとの位置ずれ量が所定値以下になる
ようにする。更に、主制御系５０は、レーザ干渉計１９
Ｘ，２０Ｘ及びレーザ干渉計２１Ｙの計測座標に基づい
てウエハステージ６用の駆動系５２を介してウエハステ
ージ６の位置決めを行う。また、図３において、ハーフ
ミラー４５Ａを透過した光束はリレーレンズ５３Ａ及び
５４Ａを介してフォトマルチプライアー等よりなる受光
素子１６Ａの受光面に入射する。受光素子１６Ａの受光
面は投影光学系ＰＬの瞳面と共役であり、図２（ａ）の
大型基準マーク板１７の発光十字マーク４１がレチクル
マーク３Ａとほぼ共役な位置にあるときに、その発光十
字マーク４１から射出されて投影光学系ＰＬ及びレチク
ルマーク３Ａ周辺の透過部を通過してきた光束が受光素
子１６Ａにより光電変換される。The main control system 50 is connected to the reticle mark 3A and the reference mark 3 via a drive system 51 for the reticle stage 2.
The amount of displacement between the 8A conjugate image 38P and the conjugate image 38P is set to a predetermined value or less. Further, the main control system 50 controls the laser interferometer 19
The wafer stage 6 is positioned via the drive system 52 for the wafer stage 6 based on the measurement coordinates of X, 20X and the laser interferometer 21Y. In FIG. 3, the light beam transmitted through the half mirror 45A is incident on the light receiving surface of a light receiving element 16A such as a photomultiplier via relay lenses 53A and 54A. The light receiving surface of the light receiving element 16A is conjugate with the pupil plane of the projection optical system PL, and when the light emitting cross mark 41 of the large reference mark plate 17 in FIG. The light beam emitted from the light emitting cross mark 41 and passing through the projection optical system PL and the transmissive portion around the reticle mark 3A is photoelectrically converted by the light receiving element 16A.

【００３９】受光素子１６Ａは、発光十字マーク４１の
共役像がレチクルマーク３Ａ（又は３Ｂ）を走査したと
きに変化する透過光量を検出し、その透過光量に応じた
光電変換信号ＳＳＤを生成する。この光電変換信号ＳＳ
Ｄの処理は、図１のウエハステージ６の移動に伴ってレ
ーザ干渉計１９Ｘ及び２１Ｙから出力されるアップダウ
ンパルス（例えば０．０１μｍの移動量毎に１パルス）
に同期してその信号をサンプリングして、デジタル変換
した後にメモリに記憶することにより行われる。具体的
にその光電変換信号ＳＳＤを処理することにより、発光
十字マーク４１の共役像がレチクルマーク３Ａ（又は３
Ｂ）と合致するときのウエハステージ６の座標（Ｘ，
Ｙ）が求められる。なお、図１のＴＴＲ方式のアライメ
ント系５Ｂも図３と同様に構成されているが、主制御系
５０及び駆動系５１，５２は共通である。The light receiving element 16A detects the amount of transmitted light that changes when the conjugate image of the light emitting cross mark 41 scans the reticle mark 3A (or 3B), and generates a photoelectric conversion signal SSD corresponding to the amount of transmitted light. This photoelectric conversion signal SS
The process D is performed by up-down pulses output from the laser interferometers 19X and 21Y as the wafer stage 6 shown in FIG.
This is done by synchronizing with the sampling of the signal, digitally converting the signal, and storing it in a memory. Specifically, by processing the photoelectric conversion signal SSD, the conjugate image of the light-emitting cross mark 41 becomes the reticle mark 3A (or 3D).
B), the coordinates (X,
Y) is required. Although the TTR type alignment system 5B of FIG. 1 is configured similarly to FIG. 3, the main control system 50 and the drive systems 51 and 52 are common.

【００４０】図５は図１中のＴＴＬ方式のＹ方向のウエ
ハアライメント系の構成を示し、この図５において、Ｈ
ｅ−Ｎｅレーザ光源５６からの赤色のレーザビームがマ
ーク照明光として利用される。赤色のレーザビームはウ
エハＷのレジスト層への感光性が弱いので、ウエハＷへ
の露光中であってもその赤色のレーザビームを用いてウ
エハＷの各ショット領域の近傍のウエハマークの検出を
行うことができる。更に、このＴＴＬ方式のウエハアラ
イメント系には、ＬＳＡ方式の送光系３５Ｙ及びＬＩＡ
方式の送光系３６Ｙよりなるマーク検出原理の異なる２
つのアライメント系が組み込まれており、２つのアライ
メント系が選択的に使用されるようになっている。斯か
る構成は、特開平２−２７２３０５号公報、特開平２−
２８３０１１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。FIG. 5 shows a configuration of a wafer alignment system in the Y direction of the TTL system in FIG.
The red laser beam from the e-Ne laser light source 56 is used as mark illumination light. Since the red laser beam has low photosensitivity to the resist layer of the wafer W, the detection of the wafer mark near each shot area of the wafer W can be performed using the red laser beam even during the exposure of the wafer W. It can be carried out. Further, the TTL type wafer alignment system includes an LSA type light transmitting system 35Y and an LIA.
2 with different mark detection principle consisting of light transmission system 36Y
One alignment system is incorporated, and two alignment systems are selectively used. Such a configuration is disclosed in JP-A-2-272305 and JP-A-2-272305.
Since it is disclosed in detail in Japanese Patent No. 283011, a brief description will be given here.

【００４１】Ｈｅ−Ｎｅレーザ光源５６からの赤色のレ
ーザビームはビームスプリッター５７で分割され、分割
後の２つのレーザビームが交互に開閉されるシャッター
５８及び５９に向かう。図５ではシャッター５８が閉
じ、シャッター５９が開いた状態にあり、シャッター５
９により開けられた光路を通過したレーザビームがＬＩ
Ａ（２光束干渉アライメント）方式の送光系３６Ｙへ入
射している。ＬＩＡ方式の送光系３６Ｙは、供給された
レーザビームを２本のレーザビームに分割し、音響光学
変調素子等を用いて２本のレーザビームに一定の周波数
差を与えて射出するものである。図５において、ＬＩＡ
方式の送光系３６Ｙから射出される２本のレーザビーム
は図５の紙面に垂直な方向に平行に並んでいる。The red laser beam from the He-Ne laser light source 56 is split by a beam splitter 57, and the split two laser beams are directed to shutters 58 and 59 which are alternately opened and closed. In FIG. 5, the shutter 58 is closed and the shutter 59 is open,
The laser beam passing through the optical path opened by step 9 is LI
It is incident on a light transmission system 36Y of the A (two-beam interference alignment) system. The LIA type light transmission system 36Y divides the supplied laser beam into two laser beams, and emits the two laser beams by giving a certain frequency difference using an acousto-optic modulation element or the like. . In FIG. 5, LIA
The two laser beams emitted from the light transmission system 36Y of the system are arranged in parallel in a direction perpendicular to the plane of FIG.

【００４２】この２本のレーザビームはミラー６０で反
射されてハーフミラー６１で反射された後に、ビームス
プリッター６２で２つの光束に分割される。ビームスプ
リッター６２で反射された２本のレーザビームは対物レ
ンズ６４によってウエハＷと共役な面上の絞り６５の開
口部で交差し、絞り６５を通過した２本のレーザビーム
はミラー３３Ｙで反射されて投影光学系ＰＬに入射す
る。投影光学系ＰＬから射出された２本のレーザビーム
は、例えば図２の大型基準マーク板１７上の２光束干渉
用の基準マーク４０Ｙ近傍上で再度交差する。これら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
縞が形成され、その干渉縞は２本のレーザビームの周波
数差に応じた速度で干渉縞のピッチ方向（この例ではＹ
方向）に流れる。この場合、図２の基準マーク４０Ｙは
その干渉縞と平行な回折格子であり、その基準マーク４
０Ｙからは２本のレーザビームの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反射される。After the two laser beams are reflected by the mirror 60 and reflected by the half mirror 61, they are split by the beam splitter 62 into two light beams. The two laser beams reflected by the beam splitter 62 intersect at the opening of the stop 65 on a plane conjugate with the wafer W by the objective lens 64, and the two laser beams passing through the stop 65 are reflected by the mirror 33Y. And enters the projection optical system PL. The two laser beams emitted from the projection optical system PL intersect again, for example, near the reference mark 40Y for two-beam interference on the large reference mark plate 17 in FIG. These two
One-dimensional interference fringes are formed in the region where the two laser beams intersect, and the interference fringes are formed at a speed corresponding to the frequency difference between the two laser beams in the pitch direction of the interference fringes (Y in this example).
Direction). In this case, the reference mark 40Y of FIG. 2 is a diffraction grating parallel to the interference fringes,
From 0Y, interference beat light whose intensity changes at a beat frequency corresponding to the frequency difference between the two laser beams is reflected.

【００４３】基準マーク４０Ｙの回折格子のピッチと干
渉縞のピッチとを或る一定の関係に設定すると、その干
渉ビート光は大型基準マーク板１７から垂直上方に反射
され、その干渉ビート光は２本のレーザビームの光路に
沿って、図５の投影光学系ＰＬ、ミラー３３Ｙ、絞り６
５及び対物レンズ６４を経てビームスプリッター６２に
戻る。ビームスプリッター６２を透過した干渉ビート光
は受光素子３７Ｙに入射する。受光素子３７Ｙの受光面
は投影光学系ＰＬの瞳面とほぼ共役な面に配置されてい
る。また、受光素子３７Ｙは複数の光電変換素子（フォ
トダイオード等）を互いに分離して配置することにより
構成され、干渉ビート光は受光素子３７Ｙの中心（瞳共
役面の中心）に位置する光電変換素子で受光される。そ
の光電変換信号はビート周波数と等しい正弦波状の交流
信号となり、この交流信号が位相差計測回路６６に供給
される。When the pitch of the diffraction grating of the reference mark 40Y and the pitch of the interference fringes are set to a certain relationship, the interference beat light is reflected vertically upward from the large reference mark plate 17, and the interference beat light is reflected by 2 Along the optical path of the book laser beam, the projection optical system PL, the mirror 33Y, and the stop 6 shown in FIG.
The beam returns to the beam splitter 62 via the fifth lens 5 and the objective lens 64. The interference beat light transmitted through the beam splitter 62 enters the light receiving element 37Y. The light receiving surface of the light receiving element 37Y is arranged on a plane substantially conjugate with the pupil plane of the projection optical system PL. Further, the light receiving element 37Y is configured by arranging a plurality of photoelectric conversion elements (photodiodes or the like) separately from each other, and the interference beat light is provided at the center of the light receiving element 37Y (the center of the pupil conjugate plane). Is received at. The photoelectric conversion signal becomes a sine wave AC signal equal to the beat frequency, and this AC signal is supplied to the phase difference measurement circuit 66.

【００４４】また、ビームスプリッター６２を透過した
２本のレーザビームは、逆フーリエ変換レンズ６８及び
ミラー６９を経て透過型の基準格子板７０上で平行光束
となって交差する。従って、基準格子板７０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。基準格子板７０から平行
に発生する±１次回折光の干渉光又は０次光と２次回折
光との干渉光の何れか一方が受光素子７１に入射する。
これらの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、受光素子７１はその干渉光を光電変換
してビート周波数と等しい周波数の交流信号を生成し、
この交流信号が位相差計測回路６６に供給される。The two laser beams transmitted through the beam splitter 62 pass through an inverse Fourier transform lens 68 and a mirror 69 and intersect as a parallel light beam on a transmission type reference grating plate 70. Therefore, on the reference grid plate 70, 1
A two-dimensional interference fringe is formed, and this interference fringe flows in one direction at a speed corresponding to the beat frequency. Either interference light of ± first-order diffracted light or interference light of zero-order light and second-order diffracted light generated in parallel from the reference grating plate 70 enters the light receiving element 71.
These interference lights also change in intensity in a sinusoidal manner at a frequency equal to the beat frequency, and the light receiving element 71 photoelectrically converts the interference light to generate an AC signal having a frequency equal to the beat frequency.
This AC signal is supplied to the phase difference measurement circuit 66.

【００４５】位相差計測回路６６は、受光素子７１から
の交流信号と受光素子３７Ｙの中央の光電変換素子から
の交流信号との位相差Δφ（−１８０°＜φ≦１８０
°）を求め、その位相差Δφに対応した大型基準マーク
板１７上の基準マーク４０ＹのＹ方向の位置ずれ量の情
報ＳＳＢを図３の主制御系５０に供給する。位置ずれ量
の分解能は例えば０．０１μｍ程度である。図３の主制
御系５０は、このような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、ウエハステ
ージ６の駆動系５２をサーボ制御し、大型基準マーク板
１７の基準マーク４０Ｙが基準格子板７０に対して常に
一定の位置関係に追い込まれるようにウエハステージ６
をサーボロックすることができる。同様に、図１のＬＩ
Ａ方式の送光系３６Ｘを用いると、図２（ａ）の大型基
準マーク板１７の基準マーク４０ＸがＸ方向用の基準格
子板に対して常に一定の位置関係に追い込まれるように
ウエハステージ６をサーボロックすることができる。The phase difference measuring circuit 66 calculates the phase difference Δφ (−180 ° <φ ≦ 180) between the AC signal from the light receiving element 71 and the AC signal from the photoelectric conversion element at the center of the light receiving element 37Y.
°) is obtained, and information SSB on the amount of displacement in the Y direction of the reference mark 40Y on the large reference mark plate 17 corresponding to the phase difference Δφ is supplied to the main control system 50 in FIG. The resolution of the displacement is, for example, about 0.01 μm. The main control system 50 shown in FIG. 3 servo-controls the drive system 52 of the wafer stage 6 based on the positional deviation information SSB from the TTL alignment system of the LIA system so that the reference mark 40Y of the large reference mark plate 17 is The wafer stage 6 is always moved to a fixed positional relationship with respect to the reference lattice plate 70.
Can be servo-locked. Similarly, the LI of FIG.
When the A-type light transmitting system 36X is used, the wafer stage 6 is moved so that the reference mark 40X of the large reference mark plate 17 in FIG. Can be servo-locked.

【００４６】図５に戻り、シャッター５８が開いてシャ
ッター５９が閉じると、レーザビームはＬＳＡ（レーザ
ステップアライメント）方式の送光系３５Ｙに入射す
る。レーザステップアライメント方式とは、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リット状のレーザス
ポット光に対してマークを走査する方式である。そのマ
ークから発生する回折光又は散乱光を光電変換して得ら
れる信号が、マーク走査のためのウエハステージ６の移
動に伴って生ずるレーザ干渉計１９Ｘ及び２１Ｙからの
アップダウンパルスに同期してサンプリングされる。Returning to FIG. 5, when the shutter 58 is opened and the shutter 59 is closed, the laser beam is incident on the light transmitting system 35Y of the LSA (laser step alignment) system. The laser step alignment method is disclosed in
As disclosed in US Pat. No. 2,331,011, the mark is scanned by a slit-shaped laser spot light extending in a direction perpendicular to the mark detection direction. A signal obtained by photoelectrically converting diffracted light or scattered light generated from the mark is sampled in synchronization with up-down pulses from laser interferometers 19X and 21Y generated as wafer stage 6 moves for mark scanning. Is done.

【００４７】ＬＳＡ方式の送光系３５Ｙに入射したレー
ザビームは、内部のビームエクスパンダとシリンドリカ
ルレンズとの作用で、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て射出される。ＬＳＡ方式の
送光系３５Ｙから射出された断面がスリット状のレーザ
ビームは、ハーフミラー６１、ビームスプリッター６
２、対物レンズ６４、絞り６５及びミラー３３Ｙを介し
て投影光学系ＰＬに入射する。絞り６５は、Ｈｅ−Ｎｅ
レーザビームの波長のもとで大型基準マーク板１７の面
（ウエハＷの面）と共役であり、レーザビームはこの絞
り６５の開口部にスリット状に集光される。図５のＬＳ
Ａ方式の送光系３５Ｙで生成されて投影光学系ＰＬから
射出されるレーザビームのビームスポットＬＳＰ１は、
図２（ａ）に示すように、投影光学系ＰＬの露光領域内
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。The laser beam incident on the LSA type light transmission system 35Y is formed into a slit shape in which the beam cross section of the condensing point extends in one direction by the action of the internal beam expander and the cylindrical lens, and is emitted. You. The laser beam having a slit-like cross section emitted from the light transmitting system 35Y of the LSA method is supplied to the half mirror 61 and the beam splitter 6.
2. The light enters the projection optical system PL via the objective lens 64, the aperture 65, and the mirror 33Y. The aperture 65 is He-Ne
The laser beam is conjugated to the surface of the large reference mark plate 17 (the surface of the wafer W) under the wavelength of the laser beam, and the laser beam is condensed in a slit shape at the opening of the stop 65. LS in FIG.
The beam spot LSP1 of the laser beam generated by the A-system light transmission system 35Y and emitted from the projection optical system PL is:
As shown in FIG. 2A, the projection optical system PL is formed into a slit shape extending in the X direction at a stationary position in the exposure area of the projection optical system PL.

【００４８】この際にウエハステージ６をＹ方向に走査
して、大型基準マーク板１７上のスリット走査用の基準
マーク４２ＹがビームスポットＬＳＰ１を横切るとき
に、基準マーク４２Ｙから回折光又は散乱光が発生す
る。発生した回折光又は散乱光等の反射光は、図５にお
いて、投影光学系ＰＬ、ミラー３３Ｙ、絞り６５、対物
レンズ６４及びビームスプリッター６２を経て受光素子
３７Ｙに入射する。その基準マーク４２Ｙからの反射光
は、受光素子３７Ｙの内の中央の光電変換素子の周囲の
光電変換素子により光電変換され、この光電変換信号は
ＬＳＡ処理回路６７に供給される。ＬＳＡ処理回路６７
は、その光電変換信号を、ウエハステージ６用のレーザ
干渉計２１Ｙからのアップダウンパルス信号ＵＤＰに応
じてサンプリングして、デジタル変換してメモリに書き
込む。更に、ＬＳＡ処理回路６７は、メモリから読み出
した信号の波形から図２（ａ）のビームスポットＬＳＰ
１のＹ方向の中心点と基準マーク４２ＹのＹ方向の中心
点とが正確に合致するときのときのウエハステージ６の
Ｙ座標を算出し、このＹ座標をマーク位置情報ＳＳＡと
して図３の主制御系５０に供給する。マーク位置情報Ｓ
ＳＡもウエハステージ６用の駆動系５２の駆動制御に使
用される。At this time, the wafer stage 6 is scanned in the Y direction, and when the slit scanning reference mark 42Y on the large reference mark plate 17 crosses the beam spot LSP1, diffracted light or scattered light is emitted from the reference mark 42Y. appear. The generated reflected light such as diffracted light or scattered light enters the light receiving element 37Y via the projection optical system PL, the mirror 33Y, the stop 65, the objective lens 64, and the beam splitter 62 in FIG. The reflected light from the reference mark 42Y is photoelectrically converted by a photoelectric conversion element around a central photoelectric conversion element in the light receiving element 37Y, and the photoelectric conversion signal is supplied to the LSA processing circuit 67. LSA processing circuit 67
Samples the photoelectric conversion signal in accordance with the up / down pulse signal UDP from the laser interferometer 21Y for the wafer stage 6, converts the signal into a digital signal, and writes it to the memory. Further, the LSA processing circuit 67 obtains the beam spot LSP of FIG.
The Y coordinate of the wafer stage 6 when the center point of the reference mark 42Y in the Y direction exactly matches the center point of the reference mark 42Y is calculated, and this Y coordinate is used as the mark position information SSA in FIG. It is supplied to the control system 50. Mark position information S
SA is also used for drive control of the drive system 52 for the wafer stage 6.

【００４９】また、図５において、ＬＳＡ処理回路６７
内には、図３の受光素子５４Ａからの光電変換信号ＳＳ
ＤをアップダウンパルスＵＤＰに同期してサンプリング
して得られたデータを記憶するメモリと、メモリ内の信
号を高速演算処理する回路とが設けられ、レチクルマー
ク３Ａと図２（ａ）の発光十字マーク４１の共役像とが
合致するときのウエハステージ６の座標がレチクルマー
ク３Ａの投影位置情報ＳＳＣとして算出され、この投影
位置情報ＳＳＣが主制御系５０に供給される。なお、図
１のＬＳＡ方式の送光系３５Ｘ及びＬＩＡ方式の送光系
３６Ｘを含むアライメント系も図５と同様に構成されて
いる。In FIG. 5, the LSA processing circuit 67
Inside, the photoelectric conversion signal SS from the light receiving element 54A of FIG.
A memory for storing data obtained by sampling D in synchronization with an up / down pulse UDP, and a circuit for performing high-speed arithmetic processing on signals in the memory are provided, and a reticle mark 3A and a light emitting cross-section shown in FIG. The coordinates of wafer stage 6 when the conjugate image of mark 41 matches are calculated as projection position information SSC of reticle mark 3A, and this projection position information SSC is supplied to main control system 50. The alignment system including the LSA system light transmission system 35X and the LIA system light transmission system 36X of FIG. 1 is configured similarly to FIG.

【００５０】図６は図１のオフ・アクシスのウエハアラ
イメント系９の構成を示し、この図６において、照明光
ＥＬがハーフミラー７２、レンズ系７３、ミラー７４、
対物レンズ２４及び反射プリズム２３を介して大型基準
マーク板１７の表面（又はウエハＷの表面）を照明す
る。大型基準マーク板１７の表面からの反射光は、プリ
ズムミラー２３、対物レンズ２４、ミラー７４、対物レ
ンズ７３を経てハーフミラー７２に入射し、ハーフミラ
ー７２で反射された光が指標板７５に入射する。指標板
７５と大型基準マーク板１７の表面とは共役であり、ベ
ースライン量の計測時には指標板７５上に図２（ａ）の
基準マーク３９の像が結像される。照明光ＥＬはウエハ
Ｗのレジスト層への感光性が極めて低い波長域で３００
ｎｍ程度の帯域を有する。FIG. 6 shows the configuration of the off-axis wafer alignment system 9 shown in FIG. 1. In FIG. 6, the illumination light EL includes a half mirror 72, a lens system 73, a mirror 74,
The surface of the large reference mark plate 17 (or the surface of the wafer W) is illuminated via the objective lens 24 and the reflection prism 23. The light reflected from the surface of the large reference mark plate 17 enters the half mirror 72 via the prism mirror 23, the objective lens 24, the mirror 74, and the objective lens 73, and the light reflected by the half mirror 72 enters the index plate 75. I do. The index plate 75 and the surface of the large reference mark plate 17 are conjugate, and the image of the reference mark 39 of FIG. 2A is formed on the index plate 75 when the baseline amount is measured. The illuminating light EL is 300 in a wavelength range where the photosensitivity to the resist layer of the wafer W is extremely low.
It has a band of about nm.

【００５１】図７に示すように、指標板７５は透明ガラ
ス板の上に、Ｘ方向に所定間隔を開けて４本づつの遮光
ライン群よりなる指標マーク７８Ａ及び７８Ｂを形成
し、Ｙ方向にも所定間隔を開けて４本づつの遮光ライン
群よりなる指標マーク７９Ａ及び７９Ｂを形成したもの
である。また、図７においては、大型基準マーク板１７
の基準マーク３９の像３９Ｐが指標板７５の中央に結像
されている状態を示すが、その像３９Ｐと指標マーク７
８Ａ，７８ＢとのＸ方向の位置ずれ量及びその像３９Ｐ
と指標マーク７９Ａ，７９ＢとのＹ方向の位置ずれ量
が、その基準マーク３９とウエハアライメント系９の光
軸との位置ずれ量を表す。As shown in FIG. 7, the index plate 75 is formed on a transparent glass plate with index marks 78A and 78B formed of four light-shielding line groups at predetermined intervals in the X direction, and is formed in the Y direction. Also, index marks 79A and 79B each formed of a group of four light-shielding lines are formed at predetermined intervals. In FIG. 7, a large reference mark plate 17 is provided.
Shows a state in which an image 39P of the reference mark 39 is formed in the center of the index plate 75. The image 39P and the index mark 7
8A and 78B and the image 39P in the X direction.
The amount of misalignment between the reference mark 39 and the index mark 79A, 79B in the Y direction indicates the amount of misalignment between the reference mark 39 and the optical axis of the wafer alignment system 9.

【００５２】図６において、指標板７５上の指標マーク
及び大型基準マーク板１７上の基準マーク３９（又はウ
エハＷ上のウエハマーク）の像が、結像レンズ７６及び
ハーフミラー７７を介してそれぞれＣＣＤ等よりなるＸ
方向用の撮像素子２７Ｘ及びＹ方向用の撮像素子２７Ｙ
の撮像面に結像される。この場合、撮像素子２７Ｘ及び
２７Ｙの指標板７５上の撮像領域はそれぞれ図７のＸ方
向の領域８０Ｘ及びＹ方向の領域８０Ｙに設定されてい
る。また、撮像素子２７Ｘ及び２７Ｙの主走査線（水平
走査線）の方向はそれぞれ図７のＸ方向及びＹ方向と共
役な方向に定められ、撮像素子２７Ｘ及び２７Ｙの撮像
信号を図示省略した処理回路で処理することにより、指
標板７５と大型基準マーク板１７の基準マーク３９（又
はウエハＷ上のウエハマーク）との位置ずれ量が求めら
れる。この位置ずれ量の情報を示す情報ＳＳＥが図３の
主制御系５０に供給される。In FIG. 6, the images of the index mark on the index plate 75 and the reference mark 39 on the large reference mark plate 17 (or the wafer mark on the wafer W) are respectively transmitted via the imaging lens 76 and the half mirror 77. X consisting of CCD etc.
Image sensor 27X for direction and image sensor 27Y for Y direction
Is imaged on the imaging surface of. In this case, the imaging areas of the imaging elements 27X and 27Y on the index plate 75 are set to the X direction area 80X and the Y direction area 80Y in FIG. 7, respectively. The directions of the main scanning lines (horizontal scanning lines) of the image sensors 27X and 27Y are determined in directions conjugate to the X direction and the Y direction in FIG. 7, respectively. , The amount of positional deviation between the index plate 75 and the reference mark 39 of the large reference mark plate 17 (or the wafer mark on the wafer W) is obtained. Information SSE indicating the information on the amount of displacement is supplied to the main control system 50 in FIG.

【００５３】本例においては、オフ・アクシスのウエハ
アライメント系９の指標板７５上でのＸ方向の検出中心
の一例は、図７の指標マーク７８Ａ及び７８ＢのＸ方向
の中心座標であるが、一方の指標マーク７８ＡのＸ方向
の中心座標を検出中心としてもよい。ウエハアライメン
ト系９のＹ方向の検出中心も同様である。同様に、基準
マークの像３９Ｐの指標板７５上でのＸ方向の位置の一
例は、像３９ＰのＸ方向の各ラインパターンの検出位置
の平均位置であり、基準マークの像３９ＰのＹ方向の位
置の一例は、その像３９ＰのＹ方向の各ラインパターン
の検出位置の平均位置である。但し、ウエハアライメン
ト系９のベースライン量の算出に際しては、それら検出
中心の座標をウエハステージ６上の共役点の座標に換算
する必要がある。In this example, an example of the detection center in the X direction on the index plate 75 of the off-axis wafer alignment system 9 is the center coordinate of the index marks 78A and 78B in FIG. The center coordinate of one index mark 78A in the X direction may be used as the detection center. The same applies to the detection center of the wafer alignment system 9 in the Y direction. Similarly, an example of the position of the reference mark image 39P in the X direction on the index plate 75 is the average position of the detection positions of the line patterns in the X direction of the image 39P, and the average position of the reference mark image 39P in the Y direction. An example of the position is an average position of the detection positions of the respective line patterns in the Y direction of the image 39P. However, when calculating the baseline amount of the wafer alignment system 9, it is necessary to convert the coordinates of these detection centers into the coordinates of a conjugate point on the wafer stage 6.

【００５４】次に、本例の投影露光装置のウエハステー
ジ６の位置決め方法について説明する。これに関して従
来の投影露光装置におけるウエハステージ６の走り方向
の基準は、図１のレーザ干渉計１９Ｘ及び２１Ｙの内部
の固定鏡とそれぞれに対応する移動鏡１８Ｘ及び１８Ｙ
との相対位置を絶対座標としていたものである。従っ
て、空気揺らぎによりその絶対座標に誤差が混入すると
共に、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸからずれた位置で座標
計測を行うことによりウエハステージ６のヨーイング誤
差が大きくなる等の不都合があった。また、ベースライ
ン量の計測時にはウエハステージ６を移動させる必要が
あり、精度を向上させるために数回計測を繰り返して平
均化すると、スループットが低下する等の不都合があっ
た。Next, a method of positioning the wafer stage 6 of the projection exposure apparatus of this embodiment will be described. In this regard, the reference of the running direction of the wafer stage 6 in the conventional projection exposure apparatus is the fixed mirrors inside the laser interferometers 19X and 21Y of FIG.
Relative coordinates with absolute coordinates. Accordingly, errors are mixed in the absolute coordinates due to air fluctuations, and the yaw error of the wafer stage 6 is increased by performing coordinate measurement at a position shifted from the optical axis AX of the projection optical system PL. Further, when measuring the baseline amount, it is necessary to move the wafer stage 6, and if the measurement is repeated several times in order to improve the accuracy, the throughput is reduced.

【００５５】これに対して本例では、図１の大型基準マ
ーク板１７を基準としてウエハステージ６の走り方向を
設定する。これはオフ・アクシスのウエハアライメント
系９のベースライン量のチェック時の大型基準マーク板
１７の位置を基準としてレチクルＲの位置を合わせ、更
にヨーイングセンサーの役割を果たすレーザ干渉計１９
Ｘ及びレーザ干渉計２０Ｘの計測値の差を０にリセット
するものである。On the other hand, in this embodiment, the running direction of the wafer stage 6 is set with reference to the large reference mark plate 17 shown in FIG. This means that the position of the reticle R is adjusted with reference to the position of the large reference mark plate 17 at the time of checking the baseline amount of the off-axis wafer alignment system 9, and furthermore, the laser interferometer 19 serving as a yaw sensor.
The difference between X and the measurement value of the laser interferometer 20X is reset to zero.

【００５６】先ず、図８を参照してベースライン量の計
測（ベースラインチェック）時の誤差について具体的に
説明する。図８（ａ）において、破線で示すパターン８
１の位置が図１の移動鏡１８Ｘ及び１８Ｙの基準ミラー
位置であり、実線で示すパターン８２の位置がそれら移
動鏡１８Ｘ及び１８Ｙの干渉計リセット時の実際の位置
とする。基準ミラー位置は仮想的な任意の位置である。
この状態でのパターン８２のパターン８１に対する傾
き、即ち干渉計リセット時のヨーイング誤差をθｉとす
る。また、移動鏡１８Ｘに図１のレーザ干渉計１９Ｘ及
び２０ＸからレーザビームＬＢ１及びＬＢ２が射出さ
れ、移動鏡１８Ｙに図１のレーザ干渉計２１Ｙからレー
ザビームＬＢ３が射出されている。そして、レーザ干渉
計１９Ｘ及び２０Ｘにより計測されるＸ方向の座標値を
それぞれＬｘ０及びＬｆ０、レーザ干渉計２１Ｙにより
計測されるＹ方向の座標値をＬｙとして、初期座標値と
して次のように設定する。 Ｌｘ０＝Ｌｆ０First, referring to FIG. 8, the error in measuring the baseline amount (baseline check) will be specifically described. In FIG. 8A, a pattern 8 indicated by a broken line
The position 1 is the reference mirror position of the movable mirrors 18X and 18Y in FIG. 1, and the position of the pattern 82 shown by a solid line is the actual position of the movable mirrors 18X and 18Y when the interferometer is reset. The reference mirror position is a virtual arbitrary position.
The inclination of the pattern 82 with respect to the pattern 81 in this state, that is, the yawing error when the interferometer is reset is defined as θi. The laser beams LB1 and LB2 are emitted from the laser interferometers 19X and 20X of FIG. 1 to the movable mirror 18X, and the laser beam LB3 is emitted from the laser interferometer 21Y of FIG. 1 to the movable mirror 18Y. Then, coordinate values in the X direction measured by the laser interferometers 19X and 20X are set to Lx0 and Lf0, respectively, and coordinate values in the Y direction measured by the laser interferometer 21Y are set to Ly, and initial coordinate values are set as follows. . Lx0 = Lf0

【００５７】次に、図１において大型基準マーク板１７
を移動して、ウエハアライメント系９のベースラインチ
ェックを行うときの移動鏡１８Ｘ及び１８Ｙを図８
（ｂ）のパターン８３で表し、このときのパターン８３
のパターン８１に対する傾き、即ちヨーイング誤差をθ
ａとする。また、レーザビームＬＢ１とＬＢ２とのＹ方
向の間隔をＬ、レーザ干渉計１９Ｘ及び２０Ｘにより計
測されるＸ方向の座標値をそれぞれＬｘ及びＬｆとする
と、次式が成立する。 Ｌｆ＝（θａ−θｉ）Ｌ＋ＬｘNext, referring to FIG.
To move the movable mirrors 18X and 18Y when performing the baseline check of the wafer alignment system 9 in FIG.
This is represented by the pattern 83 in FIG.
, The yaw error is θ
a. If the distance between the laser beams LB1 and LB2 in the Y direction is L, and the coordinate values in the X direction measured by the laser interferometers 19X and 20X are Lx and Lf, respectively, the following equations are established. Lf = (θa−θi) L + Lx

【００５８】その座標値の差である（θａ−θｉ）Ｌを
メモリにオフセットＡとして記憶する。それにより、レ
ーザ干渉計１９Ｘで計測される座標値Ｌｘとレーザ干渉
計２０Ｘで計測される座標値Ｌｆとが、（Ｌｆ＝Ａ＋Ｌ
ｘ）の関係を満たす状態、即ちベースラインチェック時
の移動鏡１８Ｘ及び１８Ｙのヨーイング状態をそれ以後
の基準ミラー位置として扱うことができる。また、図８
（ｃ）はベースラインチェック時の大型基準マーク板１
７と移動鏡１８Ｘ，１８Ｙとの関係を示し、この図８
（ｃ）に示すように、取り付け誤差により移動鏡１８Ｘ
に対して大型基準マーク板１７が角度θｆの回転誤差を
有する。この回転誤差θｆは、大型基準マーク板１７の
２つの基準マーク３８Ａ及び３８Ｂの中心を通る直線の
移動鏡１８Ｘ及び１８Ｙにより定まるＸ軸に対する傾き
としても定義できる。The difference (θa-θi) L between the coordinate values is stored as an offset A in the memory. Thereby, the coordinate value Lx measured by the laser interferometer 19X and the coordinate value Lf measured by the laser interferometer 20X are (Lf = A + L)
The state satisfying the relationship of x), that is, the yawing state of the movable mirrors 18X and 18Y at the time of the baseline check can be treated as the reference mirror position thereafter. FIG.
(C) Large reference mark plate 1 at baseline check
7 and the relationship between the movable mirrors 18X and 18Y.
(C) As shown in FIG.
In contrast, the large reference mark plate 17 has a rotation error of the angle θf. The rotation error θf can also be defined as the inclination of the straight line passing through the centers of the two reference marks 38A and 38B of the large reference mark plate 17 with respect to the X axis determined by the moving mirrors 18X and 18Y.

【００５９】次に、レチクルＲのアライメントを行う際
には、図１に示すように、大型基準マーク板１７の２個
の基準マーク３８Ａ及び３８Ｂをそれぞれレチクルマー
ク３Ａ及び３Ｂの設計上の共役点の近傍に配置する。図
２（ａ）で示したように、基準マーク３８Ａ及び３８Ｂ
はそれぞれ底部から照明光ＩＬにより照明されているの
で、レチクルＲ上のレチクルマーク３Ａ及び３Ｂの周辺
も照明光ＩＬにより照明されている。そこで、先ずレチ
クルマーク３Ａ及び３ＢがそれぞれＴＴＲ方式のアライ
メント系５Ａ及び５Ｂの内部の基準位置に対して所定の
状態になるようにレチクルＲの位置及び回転量を設定し
て、この状態でレチクルステージ２を固定する。この場
合、ＴＴＲ方式のアライメント系５Ａ及び５Ｂ内部にそ
れぞれ２軸の光電顕微鏡を設け、合計で４軸の光電顕微
鏡によりレチクルマーク３Ａ及び３Ｂの位置を計測して
もよい。Next, when aligning the reticle R, as shown in FIG. 1, the two reference marks 38A and 38B of the large reference mark plate 17 are designed to be conjugate points of the reticle marks 3A and 3B, respectively. Is placed in the vicinity of. As shown in FIG. 2A, the reference marks 38A and 38B
Are illuminated by the illumination light IL from the bottom, respectively, so that the periphery of the reticle marks 3A and 3B on the reticle R is also illuminated by the illumination light IL. Therefore, first, the position and the amount of rotation of the reticle R are set so that the reticle marks 3A and 3B are in a predetermined state with respect to the reference positions inside the TTR type alignment systems 5A and 5B, respectively. Fix 2 In this case, a two-axis photoelectric microscope may be provided inside each of the TTR type alignment systems 5A and 5B, and the positions of the reticle marks 3A and 3B may be measured by a total of four-axis photoelectric microscopes.

【００６０】しかし、ＴＴＲ方式のアライメント系５Ａ
及び５Ｂのそれぞれの基準位置を結ぶ直線と移動鏡１８
Ｘ，１８Ｙにより定まる座標軸との傾きにより、図８
（ｃ）に示すように、レチクルＲは移動鏡１８Ｘ，１８
Ｙで定まる座標軸に対して角度θｒの回転誤差を有す
る。そこで、図１のＴＴＲ方式のアライメント系５Ａ及
び５Ｂを用いてその回転誤差θｒ及び投影光学系ＰＬの
倍率誤差を求める。However, the alignment system 5A of the TTR system
And the movable mirror 18 connecting the reference position of each of 5B and 5B.
FIG. 8 shows the inclination with respect to the coordinate axes determined by X and 18Y.
As shown in (c), the reticle R is movable mirrors 18X , 18X .
There is a rotation error of the angle θr with respect to the coordinate axis determined by Y. Therefore, the rotation error θr and the magnification error of the projection optical system PL are obtained by using the alignment systems 5A and 5B of the TTR system in FIG.

【００６１】即ち、図４（ｃ）を参照して説明したよう
に、ＴＴＲ方式のアライメント系５Ａにおいては、基準
マーク３８Ａの共役像とレチクルマーク３ＡのＸ方向の
誤差ＲＡＸ１及びＹ方向の誤差ＲＡＹが求められ、ＴＴ
Ｒ方式のアライメント系５Ｂにおいては、基準マーク３
８Ｂの共役像とレチクルマーク３ＢのＸ方向の誤差ＲＡ
Ｘ２及びＹ方向の誤差ＲＡθが求められる。これら誤差
ＲＡＸ１等はウエハステージ６上での値に換算されてい
る値であるとする。そして、基準マーク３８Ａと３８Ｂ
との間隔をＭとすると、大型基準マーク板１７の基準マ
ーク３８Ａ，３８Ｂを基準としたレチクルＲの回転誤差
Ｒｒ及び投影光学系ＰＬの倍率誤差Ｒｍはそれぞれ次の
ようになる。That is, as described with reference to FIG. 4C, in the alignment system 5A of the TTR system, the error RAX1 in the X direction and the error RAY in the Y direction between the conjugate image of the reference mark 38A and the reticle mark 3A. Is required, and TT
In the R type alignment system 5B, the reference mark 3
Error RA in X direction between conjugate image of 8B and reticle mark 3B
An error RAθ in the X2 and Y directions is obtained. It is assumed that these errors RAX1 and the like are values converted into values on the wafer stage 6. Then, fiducial marks 38A and 38B
Is M, the rotation error Rr of the reticle R and the magnification error Rm of the projection optical system PL with respect to the reference marks 38A and 38B of the large reference mark plate 17 are as follows.

【数１】Ｒｒ＝（ＲＡθ−ＲＡＹ）／Ｍ Ｒｍ＝（ＲＡＸ２−ＲＡＸ１）／ＭRr = (RAθ-RAY) / M Rm = (RAX2-RAX1) / M

【００６２】この場合、移動鏡１８Ｘ，１８Ｙで定まる
座標系に対する大型基準マーク板１７の回転誤差θｆを
予め計測しておき、これをシステム誤差として記憶して
おく。具体的にその回転誤差θｆを計測するためには、
図１において先ず基準マーク３８Ｂとレチクルマーク３
ＢとのＹ方向の位置ずれ量Ｙ１をＴＴＲ方式のアライメ
ント系５Ｂで計測し、次に、ウエハステージ６をＸ方向
に移動して基準マーク３８Ａとレチクルマーク３Ｂとの
Ｙ方向の位置ずれ量Ｙ２をＴＴＲ方式のアライメント系
５Ｂで計測する。基準マーク３８Ａと３８Ｂとの間隔は
Ｍであるため、回転誤差θｆは次のようになる。 θｆ＝（Ｙ１−Ｙ２）／ＭIn this case, the rotation error θf of the large reference mark plate 17 with respect to the coordinate system determined by the moving mirrors 18X and 18Y is measured in advance and stored as a system error. Specifically, to measure the rotation error θf,
In FIG. 1, first, the reference mark 38B and the reticle mark 3
The displacement Y1 between the reference mark 38A and the reticle mark 3B in the Y direction is measured by moving the wafer stage 6 in the X direction. Is measured by the TTR type alignment system 5B. Since the interval between the reference marks 38A and 38B is M, the rotation error θf is as follows. θf = (Y1-Y2) / M

【００６３】図８（ｃ）より、その回転誤差θｆ及び
（数１）の回転誤差Ｒｒを用いると、移動鏡１８Ｘ，１
８Ｙで定める座標系に対するレチクルＲの回転誤差θｒ
は次のようになる。 θｒ＝Ｒｒ−θｆAs shown in FIG. 8C, when the rotation error θf and the rotation error Rr of (Expression 1) are used, the movable mirrors 18X, 1
Rotation error θr of reticle R with respect to the coordinate system defined by 8Y
Is as follows. θr = Rr−θf

【００６４】ウエハステージ６の走り方向は、移動鏡１
８Ｘ及び１８Ｙの反射面の角度によって定まるので、そ
の回転誤差θｒは、ウエハステージ６の走り方向とレチ
クルＲとの回転誤差と考えることができる。なお、この
計測の前に移動鏡１８Ｘと１８Ｙとの直交度補正及び曲
がり補正は行ってあるものとする。そして、本実施例で
は移動鏡１８Ｘ，１８Ｙの座標系を回転誤差θｆだけソ
フトウェア的に補正した座標系に従ってウエハステージ
６の走り方向を設定する。即ち、図９に示すように、破
線で示す座標系Ｘ，Ｙが移動鏡１８Ｘ，１８Ｙにより定
まる座標系であるとすると、ウエハステージ６は大型基
準マーク板１７上の基準マーク３８Ａ及び３８Ｂを結ぶ
直線８４をＸ軸とする座標系に沿って走ることになる。The traveling direction of the wafer stage 6 is
Since the rotation error θr is determined by the angles of the reflection surfaces 8X and 18Y, the rotation error θr can be considered as a rotation error between the running direction of the wafer stage 6 and the reticle R. It is assumed that the orthogonality correction and the bending correction between the movable mirrors 18X and 18Y have been performed before this measurement. In the present embodiment, the running direction of the wafer stage 6 is set in accordance with a coordinate system in which the coordinate system of the movable mirrors 18X and 18Y is corrected by software by the rotation error θf. That is, as shown in FIG. 9, if the coordinate systems X and Y indicated by broken lines are coordinate systems determined by the moving mirrors 18X and 18Y, the wafer stage 6 connects the reference marks 38A and 38B on the large reference mark plate 17. It runs along a coordinate system with the straight line 84 as the X axis.

【００６５】次に、図１０を参照して、本例でレチクル
Ｒのアライメント及びベースラインチェックを行う場合
の動作の一例につき説明する。先ずステップ２０１にお
いて、レーザ干渉計１９Ｘ，２０Ｘ及び２１Ｙのリセッ
トを行う。例えばＸ方向で考えると、リセット時にレー
ザ干渉計１９Ｘ中の固定鏡への光路長と移動鏡１８Ｘへ
の光路長との差（デッドパス）があると、雰囲気気体の
温度が変化するだけで計測値が変化して、計測誤差が生
じる。そこで、デッドパスが無い位置までの距離を求め
て、レーザ干渉計１９Ｘ，２０Ｘ及び２１Ｙの計測値
が、温度に対する干渉計値として零になる様に補正す
る。これにより温度変化に起因する計測誤差を最小にす
ることができる。Next, with reference to FIG. 10, an example of the operation in the case of performing the alignment of the reticle R and the baseline check in this example will be described. First, in step 201, the laser interferometers 19X, 20X and 21Y are reset. For example, when considering in the X direction, if there is a difference (dead path) between the optical path length to the fixed mirror and the optical path length to the movable mirror 18X in the laser interferometer 19X at the time of reset, the measured value only changes the temperature of the atmospheric gas. Changes, and a measurement error occurs. Therefore, the distance to the position where there is no dead path is obtained, and the measured values of the laser interferometers 19X, 20X and 21Y are corrected so as to become zero as the interferometer value with respect to the temperature. As a result, a measurement error caused by a temperature change can be minimized.

【００６６】次に、ステップ２０２において、レーザス
テップアライメント（ＬＳＡ）方式によりウエハステー
ジ６の位置決めを行う。即ち、図２（ａ）のスリット走
査用の基準マーク４２Ｘ及び４２ＹでそれぞれＬＳＡ方
式の送光系３５Ｘからのビームスポット及びＬＳＡ方式
の送光系３５Ｙからのビームスポットを走査して、基準
マーク４２ＸのＸ座標及び基準マーク４２ＹのＹ座標を
計測する。そして、基準マーク４２Ｘ及び４２Ｙの位置
を基準として大型基準マーク板１７をベースラインチェ
ック時の位置に位置決めする。レーザステップアライメ
ント方式ではビームスポットの位置変動等が小さいた
め、この方式による大型基準マーク板１７の位置決め時
には、干渉計リセットやＴＴＲ方式のアライメント系５
Ａ，５Ｂの設定誤差によるウエハステージ６の座標のバ
ラツキを小さく抑えられる。このため、位置決め動作を
高精度且つ安定に行うことができる。Next, in step 202, the wafer stage 6 is positioned by the laser step alignment (LSA) method. That is, a beam spot from the LSA-type light transmitting system 35X and a beam spot from the LSA-type light transmitting system 35Y are scanned by the slit scanning reference marks 42X and 42Y in FIG. And the Y coordinate of the reference mark 42Y are measured. Then, the large reference mark plate 17 is positioned at the position at the time of the baseline check with reference to the positions of the reference marks 42X and 42Y. In the laser step alignment method, since the position fluctuation of the beam spot is small, the positioning of the large reference mark plate 17 by this method requires the resetting of the interferometer and the alignment system 5 of the TTR method.
Variations in the coordinates of the wafer stage 6 due to the setting errors of A and 5B can be reduced. Therefore, the positioning operation can be performed with high accuracy and stability.

【００６７】それからステップ２０３において、ＴＴＲ
方式のアライメント系５Ａ及び５Ｂの位置設定（リセッ
ト）を行う。このアライメント系５Ａ及び５Ｂのリセッ
トによりウエハステージ６の位置と図４（ｃ）の画像処
理の領域５５Ｘ，５５Ｙとの位置関係が変化する虞があ
る。これを回避するためには、例えばアライメント系５
Ａ及び５Ｂ内にそれぞれ２軸の光電顕微鏡を設け、これ
ら光電顕微鏡により大型基準マーク板１７上の基準マー
ク３８Ａ及び３８Ｂを基準として高精度にアライメント
系５Ａ及び５Ｂの位置設定を行えばよい。但し、アライ
メント系５Ａ及び５Ｂを固定で使用する場合にはステッ
プ２０３は省略される。Then, in step 203, the TTR
The position setting (reset) of the alignment systems 5A and 5B is performed. Due to the reset of the alignment systems 5A and 5B, the positional relationship between the position of the wafer stage 6 and the image processing areas 55X and 55Y in FIG. To avoid this, for example, alignment system 5
A two-axis photoelectric microscope may be provided in each of A and 5B, and the positions of the alignment systems 5A and 5B may be set with high accuracy using these photoelectric microscopes with reference to the reference marks 38A and 38B on the large reference mark plate 17. However, when the alignment systems 5A and 5B are used in a fixed manner, step 203 is omitted.

【００６８】次に、レチクルＲをレチクルステージ２上
にセットしてから（ステップ２０４）、大型基準マーク
板１７の基準マーク３８Ａ及び３８Ｂを基準としてレチ
クルＲのアライメント（位置決め）を行って、そのレチ
クルＲを固定する（ステップ２０５）。その後、（数
１）より大型基準マーク板１７の基準マーク３８Ａ，３
８Ｂを基準としたレチクルＲの回転誤差Ｒｒ及び投影光
学系ＰＬの倍率誤差Ｒｍを算出する（ステップ２０
６）。Next, after the reticle R is set on the reticle stage 2 (step 204), the reticle R is aligned (positioned) with reference to the reference marks 38A and 38B of the large reference mark plate 17, and the reticle is adjusted. R is fixed (step 205). Then, the reference marks 38A, 3 of the large reference mark plate 17 are obtained from (Equation 1).
The rotation error Rr of the reticle R and the magnification error Rm of the projection optical system PL with reference to 8B are calculated (step 20).
6).

【００６９】次に、ステップ２０７において、オフ・ア
クシスのウエハアライメント系９のＸ方向のベースライ
ン量及びＬＩＡ方式の送光系３６Ｘを含むＴＴＬ方式の
ウエハアライメント系のＸ方向のベースライン量の計測
を行う。具体的に、大型基準マーク板１７の基準マーク
３８Ａ及び３８ＢのＸ方向の位置をそれぞれＴＴＲ方式
のアライメント系５Ａ及び５Ｂで計測した結果得られる
位置ずれ量をそれぞれＲＡＸ１及びＲＡＸ２、大型基準
マーク板１７の基準マーク３９のＸ方向の位置をウエハ
アライメント系９で計測したときの位置ずれ量をＦＩＡ
Ｘ、大型基準マーク板１７の２光束干渉用の基準マーク
４０Ｘの位置をＬＩＡ方式の送光系３６Ｘからのレーザ
ビームで計測したときの位置ずれ量をＬＩＸＡとする。
この場合、（数１）の倍率誤差Ｒｍを用いて、ウエハア
ライメント系９のＸ方向のベースライン量ＢＥ１ｘ及び
ＬＩＡ方式の送光系３６Ｘを含むアライメント系のＸ方
向のベースラインＢＥ２ｘはそれぞれ次のようになる。
但し、大型基準マーク板１７上において、基準マーク３
８Ａ及び３８Ｂの中点と基準マーク３９の中心とのＸ方
向の差をＬ１０、基準マーク３８Ａ及び３８Ｂの中点と
基準マーク４０ＸとのＸ方向の差をＬ２０とする。Next, in step 207, measurement of the X-axis baseline amount of the off-axis wafer alignment system 9 and the X-direction baseline amount of the TTL wafer alignment system including the LIA light transmission system 36X are measured. I do. Specifically, the positions of the reference marks 38A and 38B in the X direction of the large reference mark plate 17 in the X direction are measured by the TTR alignment systems 5A and 5B, respectively. The amount of positional deviation when the position of the reference mark 39 in the X direction is measured by the wafer alignment system 9 is represented by FIA.
X, the amount of displacement when the position of the reference mark 40X for two-beam interference of the large reference mark plate 17 is measured with a laser beam from the LIA type light transmission system 36X is defined as LIXA.
In this case, using the magnification error Rm of (Equation 1), the base line amount BE1x in the X direction of the wafer alignment system 9 and the base line BE2x in the X direction of the alignment system including the light transmission system 36X of the LIA system are respectively: Become like
However, on the large reference mark plate 17, the reference mark 3
The difference in the X direction between the center of 8A and 38B and the center of the reference mark 39 is L10, and the difference in the X direction between the center of the reference marks 38A and 38B and the reference mark 40X is L20.

【数２】 ＢＥ１ｘ＝Ｌ１０＋ＦＩＡＸ−（ＲＡＸ２−Ｒｍ×Ｍ／２） ＢＥ２ｘ＝Ｌ２０＋ＬＩＡＸ−（ＲＡＸ２−Ｒｍ×Ｍ／２）## EQU00002 ## BE1x = L10 + FIAX- (RAX2-Rm.times.M / 2) BE2x = L20 + LIAX- (RAX2-Rm.times.M / 2)

【００７０】この際に、ウエハステージ６は例えば２光
束干渉用の基準マーク４０ＸのＸ方向の位置が一定にな
るようにサーボをかけてＸ方向に固定すると共に、２光
束干渉用の基準マーク４０ＹのＹ方向の位置が一定にな
るようにサーボをかけてＹ方向に固定する。以下のステ
ップ２０８でも同様である。また、そのベースラインチ
ェック時のレーザ干渉計１９Ｘの計測値の平均値Ｌｘと
レーザ干渉計２０Ｘの計測値の平均値Ｌｆを求め、それ
らの差Ａ（＝Ｌｆ−Ｌｘ）を求めておく。これは上記の
ようにウエハステージ６のヨーイング誤差を求める際の
基準となる。At this time, for example, the wafer stage 6 is servo-fixed in the X direction so that the position of the two-beam interference reference mark 40X in the X direction is constant, and the two-beam interference reference mark 40Y is fixed. Is fixed in the Y direction by applying a servo so that the position in the Y direction becomes constant. The same applies to step 208 below. Further, the average value Lx of the measurement values of the laser interferometer 19X and the average value Lf of the measurement values of the laser interferometer 20X at the time of the baseline check are obtained, and the difference A (= Lf−Lx) is obtained. This is a reference for determining the yawing error of the wafer stage 6 as described above.

【００７１】次に、ステップ２０８において、オフ・ア
クシスのウエハアライメント系９のＹ方向のベースライ
ン量及びＬＩＡ方式の送光系３６Ｙを含むＴＴＬ方式の
ウエハアライメント系のＹ方向のベースライン量の計測
を行う。ステップ２０７と同様に、基準マーク３８Ａ及
び３８ＢのＹ方向の位置をそれぞれＴＴＲ方式のアライ
メント系５Ａ及び５Ｂで計測した結果得られる位置ずれ
量をそれぞれＲＡＹ及びＲＡθ、基準マーク３９のＹ方
向の位置をウエハアライメント系９で計測したときの位
置ずれ量をＦＩＡＹ、基準マーク４０Ｙの位置をＬＩＡ
方式の送光系３６Ｙからのレーザビームで計測したとき
の位置ずれ量をＬＩＡＹとする。この場合、（数１）の
回転誤差Ｒｒを用いて、ウエハアライメント系９のＹ方
向のベースライン量ＢＥ１ｙ及びＬＩＡ方式の送光系３
６Ｙを含むアライメント系のＹ方向のベースラインＢＥ
２ｙはそれぞれ次のようになる。但し、大型基準マーク
板１７上において、基準マーク３８Ａ及び３８Ｂの中点
と基準マーク３９の中心とのＹ方向の差をＬ１１、基準
マーク３８Ａ及び３８Ｂの中点と基準マーク４０Ｙとの
Ｙ方向の差をＬ２１とする。Next, at step 208, the base line amount in the Y direction of the off-axis wafer alignment system 9 and the base line amount in the Y direction of the TTL type wafer alignment system including the LIA light transmission system 36Y are measured. I do. Similarly to step 207, the positional deviation amounts obtained as a result of measuring the positions of the reference marks 38A and 38B in the Y direction with the alignment systems 5A and 5B of the TTR system are respectively RAY and RAθ, and the positions of the reference marks 39 in the Y direction. The amount of positional deviation measured by the wafer alignment system 9 is FIAY, and the position of the reference mark 40Y is LIA.
The amount of displacement when measured with a laser beam from the light transmitting system 36Y is LIAY. In this case, using the rotation error Rr of (Equation 1), the base amount BE1y in the Y direction of the wafer alignment system 9 and the light transmission system 3 of the LIA system are used.
Base line BE in Y direction of alignment system including 6Y
2y is as follows. However, on the large reference mark plate 17, the difference in the Y direction between the center of the reference marks 38A and 38B and the center of the reference mark 39 is L11, and the difference in the Y direction between the center of the reference marks 38A and 38B and the reference mark 40Y. Let the difference be L21.

【数３】 ＢＥ１ｙ＝Ｌ１１＋ＦＩＡＹ−（ＲＡθ−Ｒｒ×Ｍ／２） ＢＥ２ｙ＝Ｌ２１＋ＬＩＡＹ−（ＲＡθ−Ｒｒ×Ｍ／２）## EQU00003 ## BE1y = L11 + FIAY- (RA.theta.-Rr.times.M / 2) BE2y = L21 + LIAY- (RA.theta.-Rr.times.M / 2)

【００７２】次に、ステップ２０９において、ＬＳＡ方
式の送光系３５Ｘを含むＴＴＬ方式で且つレーザステッ
プアライメント方式のウエハアライメント系のＸ方向の
ベースライン量の計測を行う。具体的に、ウエハステー
ジ６を駆動して大型基準マーク板１７の発光十字マーク
４１でレチクルマーク３Ａの近傍をＸ方向に走査する
と、発光十字マーク４１の像がレチクルマーク３ＡとＸ
方向に合致する位置の設計値からの位置ずれ量ＩＳＳ
Ｘ、及びスリット走査用の基準マーク４２ＸとＬＳＡ方
式の送光系３５Ｘからのビームスポットとが合致する位
置の設計値からの位置ずれ量ＬＳＡＸが求められる。Next, in step 209, the baseline amount in the X direction of the TTL type laser step alignment type wafer alignment system including the LSA type light transmission system 35X is measured. Specifically, when the wafer stage 6 is driven and the vicinity of the reticle mark 3A is scanned in the X direction by the light emitting cross mark 41 of the large reference mark plate 17, the image of the light emitting cross mark 41 is aligned with the reticle marks 3A and X
Positional deviation ISS from the design value of the position that matches the direction
The position shift amount LSAX from the design value of the position where X and the reference mark 42X for slit scanning and the beam spot from the light transmitting system 35X of the LSA system match is obtained.

【００７３】また、アッベ誤差を補正するために、レー
ザ干渉計１９Ｘの計測値をＬｘ、レーザ干渉計２０Ｘの
計測値をＬｆ、ステップ２０７で求めた（Ｌｆ−Ｌｘ）
をＡとして、アッベ誤差Ａｂを次式で定義する。 Ａｂ＝Ｌｆ−Ｌｘ−Ａ このアッベ誤差Ａｂをウエハステージ６の走査の前後で
一定時間平均したときのＸ方向の差をＡｂＸ、発光十字
マーク４１と基準マーク４２ＸとのＸ方向の差をＬ３
０、発光十字マーク４１の位置とＬＳＡ方式の送光系３
５Ｘからのビームスポットの位置とのＹ方向の差をΔＬ
ＳＡ、レーザビームＬＢ１とＬＢ２とのＹ方向の間隔を
ＦＲとすると、ＴＴＬ方式で且つレーザステップアライ
メント方式のウエハアライメント系のＸ方向のベースラ
イン量ＢＥ３ｘは次のようになる。In order to correct the Abbe error, the measured value of the laser interferometer 19X was Lx, the measured value of the laser interferometer 20X was Lf, and obtained in step 207 (Lf-Lx).
Is defined as A, and Abbe error Ab is defined by the following equation. Ab = Lf−Lx−A Abx error Ab is the difference in the X direction when the Abbe error Ab is averaged for a predetermined time before and after scanning of the wafer stage 6, and the difference in the X direction between the light emitting cross mark 41 and the reference mark 42X is L3.
0, the position of the light emitting cross mark 41 and the light transmitting system 3 of the LSA system
The difference in the Y direction from the position of the beam spot from 5X is ΔL
SA, assuming that the interval between the laser beams LB1 and LB2 in the Y direction is FR, the base line amount BE3x in the X direction of the wafer alignment system of the TTL system and the laser step alignment system is as follows.

【数４】 ＢＥ３ｘ＝Ｌ３０＋ＬＳＡＸ−ＡｂＸ×ΔＬＳＡ／ＦＲ −（ＩＳＳＸ−Ｒｍ×Ｍ／２）BE3x = L30 + LSAX−AbX × ΔLSA / FR− (ISSX−Rm × M / 2)

【００７４】同様に、ウエハステージ６を駆動して大型
基準マーク板１７の発光十字マーク４１でレチクルマー
ク３Ａの近傍をＹ方向に走査する。そして、発光十字マ
ーク４１の像がレチクルマーク３ＡとＹ方向に合致する
位置の設計値からの位置ずれ量ＩＳＳＹ、及びスリット
走査用の基準マーク４２ＹとＬＳＡ方式の送光系３５Ｙ
からのビームスポットとが合致する位置の設計値からの
位置ずれ量ＬＳＡＹより、ＴＴＬ方式で且つレーザステ
ップアライメント方式のウエハアライメント系のＹ方向
のベースライン量ＢＥ３ｙは次のようになる。但し、発
光十字マーク４１の位置と基準マーク４２Ｙの位置との
Ｙ方向の差をＬ３１とする。この場合にはアッベ誤差が
無いので式は簡単な形である。ただし、Ｘ方向に対して
もＹ方向と同様な条件でマーク配置を行えば、アッベ誤
差を補正する必要は無い。Similarly, the wafer stage 6 is driven to scan the vicinity of the reticle mark 3A with the light emitting cross mark 41 of the large reference mark plate 17 in the Y direction. Then, the positional deviation amount ISSY from the design value of the position where the image of the light-emitting cross mark 41 matches the reticle mark 3A in the Y direction, the reference mark 42Y for slit scanning, and the LSA type light transmission system 35Y
From the displacement LSAY of the position where the beam spot coincides with the design value from the design value, the base amount BE3y in the Y direction of the wafer alignment system of the TTL method and the laser step alignment method is as follows. However, a difference in the Y direction between the position of the light emitting cross mark 41 and the position of the reference mark 42Y is L31. In this case, since there is no Abbe error, the equation is simple. However, if the mark arrangement is performed in the X direction under the same conditions as in the Y direction, there is no need to correct the Abbe error.

【数５】 ＢＥ３ｙ＝Ｌ３１＋ＬＳＡＹ−（ＩＳＳＹ−Ｒｒ×Ｍ／２）## EQU00005 ## BE3y = L31 + LSAY- (ISSY-Rr.times.M / 2)

【００７５】このようにして、図１のウエハアライメン
ト系９、ＬＳＡ方式の送光系３５Ｘ，３５Ｙを含むレー
ザステップアライメント方式のウエハアライメント系及
びＬＩＡ方式の送光系３６Ｘ，３６Ｙを含む２光束干渉
方式のウエハアライメント系のそれぞれのベースライン
量が求められる。なお、図１０において、レチクルＲを
交換したような場合の動作はステップ２０４から始ま
り、通常のレチクルアライメント時の動作はステップ２
０５から始まり、ベースラインチェックのみを行うとき
の動作はステップ２０６から始まる。また、これまでの
説明ではステップ２０６〜２０８を別々に実行すること
としているが、例えば回転・倍率計測とベースライン計
測とを同時に行って、回転誤差・倍率誤差やベースライ
ン量（（数１）〜（数４））を一度に算出しても構わな
い。In this manner, two-beam interference including the wafer alignment system 9 in FIG. 1, the laser step alignment type wafer alignment system including the LSA type light transmission systems 35X and 35Y, and the LIA type light transmission systems 36X and 36Y. The baseline amount of each wafer alignment system is determined. In FIG. 10, the operation when the reticle R is exchanged starts from step 204, and the operation at the time of normal reticle alignment is step 2
Starting from 05, the operation for performing only the baseline check starts from step 206. Also, in the description so far, steps 206 to 208 are executed separately. For example, rotation / magnification measurement and baseline measurement are performed simultaneously to obtain rotation error / magnification error and baseline amount ((Equation 1)). To (Equation 4)) may be calculated at once.

【００７６】次に、図１のオフ・アクシスのウエハアラ
イメント系９を用いてウエハＷのアライメントを行う場
合の動作の一例につき図１１を参照して説明する。図１
１はウエハＷ上のショット領域８６−１，８６−２，‥
‥及びそれらに対応して形成されているウエハマークを
示し、この図１２において、例えばショット領域８６−
５においては、その周辺のＸ方向のウエハマーク８７Ｘ
−５とショット領域の中心８８−５とのＸ方向の差ΔＸ
及びその周辺のＹ方向のウエハマーク８７Ｙ−５とショ
ット領域の中心８８−５とのＹ方向の差ΔＹが設計上所
定の値に定められている。Next, an example of the operation when the wafer W is aligned using the off-axis wafer alignment system 9 of FIG. 1 will be described with reference to FIG. FIG.
1 denotes shot areas 86-1, 86-2,.
‥ and wafer marks formed corresponding thereto are shown in FIG. 12. For example, in FIG.
5, the wafer mark 87X in the X direction around it
−X and the difference ΔX in the X direction between the shot area and the center 88-5 of the shot area
The difference ΔY in the Y direction between the wafer mark 87Y-5 in the Y direction in the vicinity thereof and the center 88-5 of the shot area is set to a predetermined value by design.

【００７７】そこで、図１においてウエハステージ６を
駆動してウエハＷのそのショット領域８６−５をウエハ
アライメント系９の下部に移動した状態で、ウエハアラ
イメント系９において先ずウエハマーク８７Ｘ−５の像
を図７の指標板７５の指標マーク７８Ａ，７８Ｂの間に
挟んでウエハマーク８７Ｘ−５のＸ座標を計測する。次
に、ウエハマーク８７Ｙ−５の像を図７の指標板７５の
指標マーク７９Ａ，７９Ｂの間に挟んでウエハマーク８
７Ｙ−５のＹ座標を計測する。その後、ウエハＷ上のそ
のショット領域８６−５へレチクルＲのパターンを露光
する際には、ウエハマーク８７Ｘ−５，８７Ｙ−５の座
標、設計上の差ΔＸ，ΔＹ及び上記の手順で計測したウ
エハアライメント系９のベースライン量に基づいて定ま
る座標へウエハステージ６を駆動することにより、その
ショット領域８６−５の中心８８−５がレチクルＲの中
心の共役点、即ち投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと合致す
る。これにより良好な重ね合わせ精度で露光が行われ
る。In FIG. 1, the wafer stage 6 is driven to move the shot area 86-5 of the wafer W to the lower part of the wafer alignment system 9. In the wafer alignment system 9, the image of the wafer mark 87X-5 is first obtained. Is sandwiched between the index marks 78A and 78B of the index plate 75 in FIG. 7 to measure the X coordinate of the wafer mark 87X-5. Next, the image of the wafer mark 87Y-5 is sandwiched between the index marks 79A and 79B of the index plate 75 in FIG.
The Y coordinate of 7Y-5 is measured. Thereafter, when exposing the pattern of the reticle R to the shot area 86-5 on the wafer W, the coordinates of the wafer marks 87X-5, 87Y-5, the design differences ΔX, ΔY, and the above-described procedure were measured. By driving the wafer stage 6 to coordinates determined based on the baseline amount of the wafer alignment system 9, the center 88-5 of the shot area 86-5 is conjugate with the center of the reticle R, that is, the light of the projection optical system PL. Matches axis AX. Thereby, exposure is performed with good overlay accuracy.

【００７８】次に、図１のＴＴＲ方式のアライメント系
５Ａ及び５ＢをＸ方向に移動できるように配置した場合
の動作につき説明する。先ず図１の大型基準マーク板１
７の基準マーク３８Ａ及び３８Ｂを基準にして補正した
後のウエハステージ６のＸ方向の走りの方向が、図１２
（ａ）の直線８４に平行な方向であるとする。また、Ｔ
ＴＲ方式のアライメント系５Ａ及び５Ｂの移動の軌跡を
それぞれ８５Ａ及び８５Ｂとして、例えばアライメント
系５Ａを軌跡８５Ａ上の２点で固定するものとする。こ
の場合、アライメント系５Ａの直線８４に対するＹ方向
の位置決め誤差の幅ｄ２及びＸ方向の位置決め誤差の幅
ｄ１は共に数μｍ程度以下になるようにする。また、図
１２（ｂ）に示すように、軌跡８５Ａの最初の位置でＴ
ＴＲ方式のアライメント系５Ａに観測されたレチクルマ
ーク３Ａと基準マークの像３８ＡＰとのＸ方向のずれ量
と、軌跡８５Ａの次の位置でＴＴＲ方式のアライメント
系５Ａに観測されたレチクルマーク３Ａ′と基準マーク
の像３８ＡＰ′とのＸ方向のずれ量とが異なることがあ
る。しかしながら、位置決め誤差の幅ｄ１及びｄ２がそ
れぞれ数μｍ程度より小さければ、図１２（ｂ）の位置
ずれ量は正確に計測することができる。Next, the operation when the TTR type alignment systems 5A and 5B of FIG. 1 are arranged so as to be movable in the X direction will be described. First, the large reference mark plate 1 shown in FIG.
The traveling direction in the X direction of the wafer stage 6 after the correction based on the reference marks 38A and 38B of FIG.
It is assumed that the direction is parallel to the straight line 84 in FIG. Also, T
The trajectories of the movement of the TR alignment systems 5A and 5B are assumed to be 85A and 85B, respectively. For example, the alignment system 5A is fixed at two points on the trajectory 85A. In this case, the width d2 of the positioning error in the Y direction with respect to the straight line 84 of the alignment system 5A and the width d1 of the positioning error in the X direction are both set to about several μm or less. Further, as shown in FIG. 12B, at the first position of the locus 85A, T
The amount of shift in the X direction between the reticle mark 3A observed by the TR alignment system 5A and the reference mark image 38AP, and the reticle mark 3A 'observed by the TTR alignment system 5A at the position following the locus 85A. The amount of displacement in the X direction from the reference mark image 38AP 'may be different. However, if the widths d1 and d2 of the positioning errors are each smaller than about several μm, the positional deviation amount in FIG. 12B can be accurately measured.

【００７９】なお、上述実施例では大型基準マーク板１
７の基準マーク３９は基準マーク３８Ａ，３８Ｂの２等
分線上に配置されているが、例えば基準マーク３８Ａと
基準マーク３８Ｂとを結ぶ直線上にその基準マーク３９
を配置するようにしても良い。このように、本発明は上
述実施例に限定されず本発明の要旨を逸脱しない範囲で
種々の構成を取り得る。In the above embodiment, the large reference mark plate 1
The reference mark 39 of No. 7 is disposed on the bisector of the reference marks 38A and 38B. For example, the reference mark 39 is placed on a straight line connecting the reference mark 38A and the reference mark 38B.
May be arranged. As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can take various configurations without departing from the gist of the present invention.

【００８０】[0080]

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、第１の
基準マーク及びマスク用の複数の基準マークとしての複
数の第２の基準マークがそれぞれ第１のマーク検出手段
及び第２のマーク検出手段により同時に検出されるよう
に離れて配置された基準マーク板が設けられているの
で、オフ・アクシスのアライメント系のベースライン量
を基板ステージを移動することなく高精度に計測でき
る。また基準マーク板の複数の第２の基準マークを用い
てレチクルの回転量をも高精度に計測できる利点があ
る。According to the first aspect of the present invention, the first reference mark and the plurality of second reference marks as the plurality of mask reference marks are respectively provided by the first mark detection means and the second mark. Since the reference mark plates are provided separately so as to be simultaneously detected by the mark detecting means, the baseline amount of the off-axis alignment system can be measured with high accuracy without moving the substrate stage. Also, there is an advantage that the rotation amount of the reticle can be measured with high accuracy using the plurality of second reference marks on the reference mark plate.

【００８１】また、基準マーク板の複数の第２の基準マ
ークを基準としてマスクの回転量を求めると、その回転
量及び基準マーク板と基板ステージ座標計測手段の座標
系との傾きよりマスクの基板ステージ座標計測手段の座
標系に対する回転誤差を極めて高精度に且つ高速に計測
することができる。When the amount of rotation of the mask is determined with reference to the plurality of second reference marks on the reference mark plate, the substrate of the mask is obtained from the amount of rotation and the inclination between the reference mark plate and the coordinate system of the substrate stage coordinate measuring means. The rotation error of the stage coordinate measuring means with respect to the coordinate system can be measured with extremely high accuracy and at high speed.

【００８２】また、第２のマーク検出手段を所定の軸に
沿って移動自在に配置し、上記の如く求められた傾きの
補正が行われた基板ステージ座標計測手段の座標軸に沿
ってその第２のマーク検出手段を移動させるようにした
場合には、その第２のマーク検出手段が移動した場合で
も高精度にベースライン量の計測を行うことができる。
また、請求項４に記載の発明のように、予め基準マーク
板と基板ステージ座標計測手段の座標軸との傾き情報
（θｆ）を計測しておき、その傾き情報をも考慮して、
両マーク検出手段による計測結果に基づいて基板ステー
ジの位置決めを行えば、取り付け誤差による基準マーク
板と移動鏡との回転誤差をも鑑みたステージ位置制御を
行うことができ、より高精度なマーク検出を行うことが
できる。また、請求項６に記載の発明のように、マスク
アライメントや基板ステージの位置決めを行うための計
測を行う前に、基板ステージの位置を計測する複数の干
渉計のそれぞれの計測値の間の関係を求めておけば、複
数の干渉計間で生じうる誤差（例えば温度変化に起因す
る誤差）を最小にしてマーク位置計測を行うことができ
るので、より高精度なマーク検出を行うことができる。 Further, the second mark detecting means is movably arranged along a predetermined axis, and the second mark detecting means is arranged along the coordinate axis of the substrate stage coordinate measuring means whose inclination has been corrected as described above . When the mark detecting means is moved, the baseline amount can be measured with high accuracy even when the second mark detecting means moves.
In addition, as in the invention according to claim 4, the reference mark is set in advance.
Tilt information between the plate and the coordinate axis of the substrate stage coordinate measuring means
(Θf) is measured, and the inclination information is also taken into consideration.
Based on the measurement results by both mark detection means,
If the positioning is done, the reference mark due to mounting error
Stage position control considering rotation error between plate and movable mirror
And more accurate mark detection
it can. According to a sixth aspect of the present invention, a mask is provided.
Meter for alignment and positioning of substrate stage
Before performing measurements, measure the position of the substrate stage.
Finding the relationship between each of the interferometer measurements gives
Possible errors between a number of interferometers (eg due to temperature changes).
Mark position measurement can be performed with minimum
Therefore, more accurate mark detection can be performed.

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

【図１】本発明の一実施例の投影露光装置の要部を示す
一部を切り欠いた斜視図である。FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing a main part of a projection exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図２】（ａ）は大型基準マーク板１７を示す拡大平面
図、（ｂ）はレチクルマーク３Ａ又は３Ｂを示す拡大平
面図である。FIG. 2A is an enlarged plan view showing a large reference mark plate 17, and FIG. 2B is an enlarged plan view showing a reticle mark 3A or 3B.

【図３】ＴＴＲ方式のアライメント系５Ａの構成を示す
ブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a TTR type alignment system 5A.

【図４】（ａ）はレチクルマーク３Ａを示す平面図、
（ｂ）は基準マーク３８Ａの像３８ＡＰを示す平面図、
（ｃ）はＴＴＲ方式のアライメント系５Ａの観察画面の
一例を示す平面図である。FIG. 4A is a plan view showing a reticle mark 3A,
(B) is a plan view showing an image 38AP of the reference mark 38A,
(C) is a plan view showing an example of an observation screen of a TTR type alignment system 5A.

【図５】ＴＴＬ方式のウエハアライメント系の構成を示
すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a TTL wafer alignment system.

【図６】オフ・アクシス方式のウエハアライメント系９
の構成を示すブロック図である。FIG. 6 shows an off-axis wafer alignment system 9
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of FIG.

【図７】ウエハアライメント系９の指標板７５を示す線
図である。FIG. 7 is a diagram showing an index plate 75 of the wafer alignment system 9;

【図８】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ実施例でウエハス
テージのヨーイング誤差を計測する場合の説明図、
（ｃ）は大型基準マーク板１７とレチクルＲとの回転誤
差を求める場合の説明図である。FIGS. 8A and 8B are explanatory diagrams for measuring a yawing error of a wafer stage in the embodiment,
FIG. 3C is an explanatory diagram in a case where a rotation error between the large reference mark plate 17 and the reticle R is obtained.

【図９】ウエハステージの補正後の走りの説明図であ
る。FIG. 9 is an explanatory diagram of a corrected running of the wafer stage.

【図１０】実施例におけるベースラインチェック時の動
作の一例を示すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of an operation at the time of a baseline check in the embodiment.

【図１１】実施例のウエハＷ上のショット領域の配置を
示す拡大平面図である。FIG. 11 is an enlarged plan view illustrating an arrangement of shot areas on a wafer W according to the embodiment.

【図１２】ＴＴＲ方式のアライメント系５Ａ，５Ｂを移
動できるように配置した場合の説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram in a case where alignment systems 5A and 5B of the TTR system are arranged so as to be movable.

【図１３】従来のオフ・アクシス方式のウエハアライメ
ント系を備えた投影露光装置の要部を示す正面図であ
る。FIG. 13 is a front view showing a main part of a projection exposure apparatus provided with a conventional off-axis type wafer alignment system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

Ｒ レチクル ＰＬ 投影光学系 Ｗ ウエハ ２ レチクルステージ ５Ａ，５Ｂ ＴＴＲ方式のアライメント系 ６ ウエハステージ ９ ウエハアライメント系 １４Ａ，１５Ａ，１４Ｂ，１５Ｂ 撮像素子 １６Ａ，１６Ｂ 受光素子 １７ 大型基準マーク板 １８Ｘ，１８Ｙ 移動鏡 １９Ｘ，２０Ｘ，２１Ｙ レーザ干渉計 ２３ 反射プリズム ２４ 対物レンズ ２７Ｘ，２７Ｙ 撮像素子 ３５Ｘ，３５Ｙ ＬＳＡ方式の送光系 ３６Ｘ，３６Ｙ ＬＩＡ方式の送光系 ３８Ａ，３８Ｂ 基準マーク ３９ 基準マーク ４０Ｘ，４０Ｙ ２光束干渉用の基準マーク ４１ 発光十字マーク ４２Ｘ，４２Ｙ スリット走査用の基準マーク ５０ 主制御系 ５１ レチクルステージの駆動系 ５２ ウエハステージの駆動系 R Reticle PL Projection optical system W Wafer 2 Reticle stage 5A, 5B TTR type alignment system 6 Wafer stage 9 Wafer alignment system 14A, 15A, 14B, 15B Imaging device 16A, 16B Light receiving device 17 Large reference mark plate 18X, 18Y Moving mirror 19X, 20X, 21Y Laser interferometer 23 Reflection prism 24 Objective lens 27X, 27Y Image sensor 35X, 35Y LSA light transmission system 36X, 36Y LIA light transmission system 38A, 38B Reference mark 39 Reference mark 40X, 40Y 2 beams Reference mark for interference 41 Light emitting cross mark 42X, 42Y Reference mark for slit scanning 50 Main control system 51 Drive system for reticle stage 52 Drive system for wafer stage

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/027 G03B 27/32 G03F 9/00 Continuation of front page (58) Field surveyed (Int.Cl. ⁷ , DB name) H01L 21/027 G03B 27/32 G03F 9/00

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 露光すべきパターンとアライメント用の
複数のマークとが形成されたマスクを位置決めして固定
するマスクステージと、複数の基板マークが形成された
感光基板を保持して該感光基板を位置決めする基板ステ
ージと、前記マスクのパターンを前記基板ステージ上の
前記感光基板上の各基板マークの近傍の領域に結像投影
する投影光学系と、前記マスクを介することなく前記感
光基板上の前記基板マークを検出する第１のマーク検出
手段と、前記基板ステージ上に配置された前記マスク用
の基準マークの共役像と前記マスクのマークとの位置ず
れ量を前記投影光学系を介して検出する第２のマーク検
出手段とを備えた投影露光装置の前記基板ステージの位
置決め方法において、前記投影露光装置は、 前記基板ステージ上に設けられ、前記第１のマーク検出
手段によって検出される第１の基準マーク及び前記マス
ク用の基準マークとして複数の第２の基準マークがそれ
ぞれ前記第１のマーク検出手段及び第２のマーク検出手
段により同時に検出されるように離れて配置された基準
マーク板と、 前記基板ステージの移動座標及び回転量を計測する基板
ステージ座標計測手段とを有し、 予め前記基準マーク板と前記基板ステージ座標計測手段
の座標軸との傾き情報を計測しておき、 前記基板ステージの走り座標軸を前記基準マーク板を基
準にして定めるようにしたことを特徴とする位置決め方
法。1. A mask stage for positioning and fixing a mask on which a pattern to be exposed and a plurality of alignment marks are formed, and a photosensitive substrate on which a plurality of substrate marks are formed while holding the photosensitive substrate. A substrate stage for positioning, a projection optical system for image-forming and projecting the pattern of the mask onto a region near each substrate mark on the photosensitive substrate on the substrate stage, and the projection optical system on the photosensitive substrate without passing through the mask. First mark detecting means for detecting a substrate mark, and detecting a positional shift amount between a conjugate image of the mask reference mark arranged on the substrate stage and the mark of the mask via the projection optical system. In a method for positioning the substrate stage of a projection exposure apparatus having second mark detection means, the projection exposure apparatus is provided on the substrate stage. A first reference mark detected by the first mark detection means and a plurality of second reference marks serving as the mask reference marks are simultaneously detected by the first mark detection means and the second mark detection means, respectively. A reference mark plate disposed so as to be detected so as to be detected, and a substrate stage coordinate measuring means for measuring a moving coordinate and a rotation amount of the substrate stage, wherein the reference mark plate and the substrate stage coordinate measuring means are provided in advance. A positioning method, wherein inclination information with respect to a coordinate axis is measured, and a running coordinate axis of the substrate stage is determined with reference to the reference mark plate. 【請求項２】 前記基準マーク板の前記複数の第２の基
準マークの共役像と前記マスク上の前記複数のマークと
の位置ずれ量を前記第２のマーク検出手段により検出
し、該検出された位置ずれ量と前記傾き情報とに基づい
て、前記マスクと前記基板ステージ座標計測手段の座標
軸との傾きを算出するようにしたことを特徴とする請求
項１に記載の位置決め方法。2. The method according to claim 1, wherein the second mark detection unit detects a displacement between a conjugate image of the plurality of second reference marks on the reference mark plate and the plurality of marks on the mask. Based on the displacement amount and the tilt information
2. The positioning method according to claim 1, wherein an inclination between said mask and a coordinate axis of said substrate stage coordinate measuring means is calculated. 【請求項３】 前記第２のマーク検出手段を所定の軸に
沿って移動自在に配置し、前記傾き情報に基づく補正が
行われた前記基板ステージ座標計測手段の座標軸に沿っ
て前記第２のマーク検出手段を移動させるようにしたこ
とを特徴とする請求項１又は２に記載の位置決め方法。3. The apparatus according to claim 2, wherein said second mark detecting means is movably arranged along a predetermined axis, and said second mark detecting means is arranged along a coordinate axis of said substrate stage coordinate measuring means corrected based on said tilt information . 3. The positioning method according to claim 1, wherein the mark detecting means is moved. 【請求項４】 露光すべきパターンとアライメント用の
複数のマークとが形成されたマスクを位置決めして固定
するマスクステージと、複数の基板マークが形成された
感光基板を保持して該感光基板を位置決めする基板ステ
ージと、前記マスクのパターンを前記基板ステージ上の
前記感光基板上の各基板マークの近傍の領域に結像投影
する投影光学系と、前記マスクを介することなく前記感
光基板上の前記基板マークを検出する第１のマーク検出
手段と、前記基板ステージ上に配置された前記マスク用
の基準マークの共役像と前記マスクのマークとの位置ず
れ量を前記投影光学系を介して検出する第２のマーク検
出手段とを備えた投影露光装置の前記基板ステージの位
置決め方法において、 前記投影露光装置は、 前記基板ステージ上に設けられ、前記第１のマーク検出
手段によって検出される第１の基準マーク及び前記マス
ク用の基準マークとして複数の第２の基準マークがそれ
ぞれ前記第１のマーク検出手段及び第２のマーク検出手
段により同時に検出されるように離れて配置された基準
マーク板と、 前記基板ステージの移動座標及び回転量を計測する基板
ステージ座標計測手段とを有し、 予め前記基準マーク板と前記基板ステージ座標計測手段
の座標軸との傾き情報を計測しておき、 前記傾き情報と、前記第１のマーク検出手段による計測
結果と、前記第２のマーク検出手段による計測結果とに
基づいて、前記基板ステージの位置決めを行うことを特
徴とする位置決め方法。 4. A mask stage for positioning and fixing a mask on which a pattern to be exposed and a plurality of alignment marks are formed, and a photosensitive substrate on which a plurality of substrate marks are formed while holding the photosensitive substrate. A substrate stage for positioning, a projection optical system for image-forming and projecting the pattern of the mask onto a region near each substrate mark on the photosensitive substrate on the substrate stage, and the projection optical system on the photosensitive substrate without passing through the mask. First mark detecting means for detecting a substrate mark, and detecting a positional shift amount between a conjugate image of the mask reference mark arranged on the substrate stage and the mark of the mask via the projection optical system. In a method of positioning the substrate stage of a projection exposure apparatus including a second mark detection unit, the projection exposure apparatus is provided on the substrate stage. A first reference mark detected by the first mark detection means and a plurality of second reference marks serving as the mask reference marks are simultaneously detected by the first mark detection means and the second mark detection means, respectively. A reference mark plate disposed so as to be detected so as to be detected, and a substrate stage coordinate measuring means for measuring a moving coordinate and a rotation amount of the substrate stage, wherein the reference mark plate and the substrate stage coordinate measuring means The tilt information with respect to the coordinate axis is measured, and the substrate stage is positioned based on the tilt information, the measurement result by the first mark detection means, and the measurement result by the second mark detection means. A positioning method characterized by the above-mentioned. 【請求項５】 前記第２のマーク検出手段を用いて前記
傾き情報を計測することを特徴とする請求項１〜４のい
ずれか一項に記載の位置決め方法。 5. A method for positioning according to claim 1, characterized in that to measure the inclination information using the second mark detecting means. 【請求項６】 露光すべきパターンとアライメント用の
複数のマークとが形成されたマスクを位置決めして固定
するマスクステージと、複数の基板マークが形成された
感光基板を保持して該感光基板を位置決めする基板ステ
ージと、前記マスクのパターンを前記基板ステージ上の
前記感光基板上の各基板マークの近傍の領域に結像投影
する投影光学系と、前記マスクを介することなく前記感
光基板上の前記基板マークを検出する第１のマーク検出
手段と、前記基板ステージ上に配置された前記マスク用
の基準マークの共役像と前記マスクのマークとの位置ず
れ量を前記投影光学系を介して検出する第２のマーク検
出手段とを備えた投影露光装置の前記基板ステージの位
置決め方法において、 前記投影露光装置は、前記基板ステージの位置情報を検
出する複数の干渉計を有し、 前記複数の干渉計のそれぞれの計測値の間の関係を求
め、 前記干渉計の計測値の関係を求めた後で、前記第２のマ
ーク検出手段により前記マスク用の基準マークの共役像
と前記マスクのマークとの位置ずれ量を検出し、その検
出結果に基づいて前記マスクの位置決めを行い、 前記マスクの位置決め後に、前記第１のマーク検出手段
による検出結果に基づいて、前記基板ステージの位置決
めを行うことを特徴とする位置決め方法。 6. A mask stage for positioning and fixing a mask on which a pattern to be exposed and a plurality of marks for alignment are formed, and a photosensitive substrate on which a plurality of substrate marks are formed while holding the photosensitive substrate. A substrate stage for positioning, a projection optical system for image-forming and projecting the pattern of the mask onto a region near each substrate mark on the photosensitive substrate on the substrate stage, and the projection optical system on the photosensitive substrate without passing through the mask. First mark detecting means for detecting a substrate mark, and detecting a positional shift amount between a conjugate image of the mask reference mark arranged on the substrate stage and the mark of the mask via the projection optical system. In a method of positioning the substrate stage of a projection exposure apparatus having a second mark detection unit, the projection exposure apparatus transmits position information of the substrate stage. A plurality of interferometers to be detected, a relationship between respective measurement values of the plurality of interferometers is obtained, and a relationship between the measurement values of the interferometer is obtained. A position shift amount between a conjugate image of a mask reference mark and a mark of the mask is detected, and the mask is positioned based on the detection result. After the mask is positioned, detection by the first mark detection unit is performed. A positioning method, comprising: positioning the substrate stage based on a result. 【請求項７】 前記第２のマーク検出手段は、前記基板
ステージ上に配置された前記マスク用の基準マークの共
役像と前記マスクのマークとを静止させた状態で撮像
し、該撮像結果に基づいて前記位置ずれ量を検出するこ
とを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の位
置決め方法。 7. The second mark detection means captures an image of a conjugate image of the reference mark for the mask disposed on the substrate stage and the mark of the mask in a stationary state, and outputs the captured image as a result of the capture. The positioning method according to any one of claims 1 to 6, wherein the position shift amount is detected based on the position shift amount. 【請求項８】 前記マスク用の基準マークは、所定方向
に周期性を持つ複数の第１マーク群と、前記所定方向と
直交する方向に周期性を持つ複数の第２マーク群とを含
み、 前記マスクのマークは、前記所定方向に並んで配列され
た複数のマークから成る第１マスクマークと、前記直交
する方向に並んで配列された複数のマークから成る第２
マスクマークとを含み、 前記第２のマーク検出手段は、前記複数の第１マーク群
の共役像が前記第１マスクマークを挟み、且つ前記複数
の第２マーク群の共役像が前記第２マスクマークを挟ん
だ状態で、前記位置ずれ量を検出することを特徴とする
請求項７に記載の位置決め方法。 8. reference mark for the mask includes a plurality of first mark group having a periodicity in the predetermined direction, and a plurality of second mark group having a periodicity in the direction perpendicular to the predetermined direction, The marks of the mask are a first mask mark composed of a plurality of marks arranged in the predetermined direction and a second mask composed of a plurality of marks arranged in the orthogonal direction.
And a conjugate image of the plurality of first mark groups sandwiching the first mask mark, and a conjugate image of the plurality of second mark groups is formed by the second mask. The positioning method according to claim 7, wherein the position shift amount is detected in a state where the mark is sandwiched. 【請求項９】 前記複数の干渉計のそれぞれの計測値の
間の関係を求めるステップでは、前記複数の干渉計の計
測値が、温度に対する干渉計値として零になるように補
正することを特徴とする請求項６、７、又は８に記載の
位置決め方法。 9. The step of determining a relationship between respective measured values of the plurality of interferometers, wherein the measured values of the plurality of interferometers are corrected so as to become zero as an interferometer value with respect to temperature. The positioning method according to claim 6, 7, or 8. 【請求項１０】 前記干渉計の計測値の関係を求めた後
で且つ前記マスクの位置決めを行う前に、前記第１のマ
ーク検出手段による前記基板ステージ上の検出結果に基
づいて、前記マスクの位置決めを行うための位置に前記
基板ステージを位置決めすることを特徴とする請求項６
〜９のいずれか一項に記載の位置決め方法。 10. A before the positioning of and the mask after obtaining the relationship of the measurement values of the interferometer, based on the detection result on the substrate stage by the first mark detecting means, said mask 7. The method according to claim 6, wherein the substrate stage is positioned at a position for performing positioning.
10. The positioning method according to any one of claims 9 to 9. 【請求項１１】 前記第１のマーク検出手段は、前記投
影光学系を介して前記基板ステージ上の被検マークを検
出する第１検出方式、又は前記投影光学系を介さずに前
記基板ステージ上の被検マークを検出する第２検出方式
のいずれかの検出方式により、前記感光基板上の前記基
板マークを検出することを特徴とする請求項１〜１０の
いずれか一項に記載の位置決め方法。 11. The first mark detection means may be a first detection method for detecting a test mark on the substrate stage via the projection optical system, or the first mark detection means may be provided on the substrate stage without using the projection optical system. The positioning method according to any one of claims 1 to 10, wherein the substrate mark on the photosensitive substrate is detected by any one of the second detection methods for detecting the target mark. . 【請求項１２】 請求項１〜１１のいずれか一項に記載
の位置決め方法により位置決めされた前記基板ステージ
上の前記感光基板上に、前記露光すべきパターンを前記
投影光学系を介して転写する工程を含むことを特徴とす
る露光方法。 12. A on the photosensitive substrate on the substrate stage, which is positioned by the positioning method according to any one of claims 1 to 11, to transfer the pattern to be the exposure via the projection optical system An exposure method comprising a step. 【請求項１３】 請求項１２に記載の露光方法を用い
て、前記マスク上に形成されたデバイス用のパターン
を、前記感光基板上に転写する工程を含むことを特徴と
するデバイス製造方法。 13. A device manufacturing method, comprising the step of transferring a device pattern formed on the mask onto the photosensitive substrate by using the exposure method according to claim 12. 【請求項１４】 請求項１３に記載のデバイス製造方法
により製造されたことを特徴とするデバイス。 14. A device manufactured by the device manufacturing method according to claim 13.