JPH1050593A - Projection aligner and manufacture of semiconductor device using the same - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect a light beam reflected from a reflective surface for a short time at a high accuracy by receiving the light beam through a projection optical system and reference mark with driving a movable stage in the reflective surface inclining direction to obtain an image formed position information, using signals from a photo-detecting element. SOLUTION: A reference mark 50 is placed on a reticle surface 1 or at a position equivalent to the reticle surface, and an inclined reflective surface 12 is placed on a wafer stage 5. The image from the mark 50 is projected on the inclined reflective surface 12 and reflected beam from this surface 12 is guided to a photo-detecting element 103 through the mark 50. The stage 5 with the inclined surface 12 is continuously scanned horizontally in the inclined direction to determine the best image formed plane position of the mark 50 by a focus position detection control means 1100, using signals from the element 103 to calculate the best image formed plane position of an exposure region.

Description

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

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、投影露光装置及び
それを用いたデバイスの製造方法に関し、例えばＩＣや
ＬＳＩ等の半導体デバイスやＣＣＤ等の撮像デバイスや
液晶パネル等の表示デバイスや磁気ヘッド等のデバイス
を製造する工程のうち、リソグラフィー工程において使
用される投影露光装置や走査型の投影露光装置において
レチクル等の第１物体面上のパターンをウエハ等の第２
物体面上に投影光学系により投影する際のウエハの光軸
方向の位置合わせ（焦点合わせ）を行う場合に好適なも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection exposure apparatus and a method of manufacturing a device using the same, for example, a semiconductor device such as an IC or LSI, an imaging device such as a CCD, a display device such as a liquid crystal panel, a magnetic head, and the like. In a process of manufacturing a device, a pattern on a first object surface such as a reticle is projected by a projection exposure apparatus or a scanning projection exposure apparatus used in a lithography step.
This is suitable for performing positioning (focusing) in the optical axis direction of the wafer when projecting onto the object plane by the projection optical system.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来より、レチクル面上のパターンを投
影光学系によりウエハ面上に投影する工程を介して半導
体デバイスを製造する際には投影光学系の結像面にウエ
ハを精度良く位置させることが重要になっている。2. Description of the Related Art Conventionally, when manufacturing a semiconductor device through a process of projecting a pattern on a reticle surface onto a wafer surface by a projection optical system, a wafer is accurately positioned on an image forming surface of the projection optical system. It is important.

【０００３】投影光学系の結像位置にウエハを位置させ
る結像面位置の検出方法が、例えば特開昭５７−２１２
４０６号公報で提案されている。A method of detecting an image plane position for positioning a wafer at an image forming position of a projection optical system is disclosed in, for example, JP-A-57-212.
No. 406 proposes this.

【０００４】同公報の結像面位置の検出方法では、投影
レンズ（投影光学系）の物***置に設定された回路パタ
ーンの形成された転写物体（レチクル）上にスリット又
はピンホール状の透過するマークを設置している。又３
次元方向に移動可能なステージ（ＸＹＺステージ）上の
結像位置の近傍に被転写物体（ウエハ）を設定してい
る。そして露光光と同じ波長の光束をレチクル上に入射
させている。レチクル上のスリット又はピンホールを透
過した光束が投影レンズを透過した後にウエハ上で反射
され、投影レンズを逆方向に透過してレチクル上のスリ
ット又はピンホール上に再結像するようにしている。In the method of detecting an image plane position disclosed in the publication, a slit or a pinhole is transmitted on a transfer object (reticle) having a circuit pattern set at an object position of a projection lens (projection optical system). Marks are installed. 3
An object to be transferred (wafer) is set near an imaging position on a stage (XYZ stage) movable in a dimension direction. Then, a light beam having the same wavelength as the exposure light is incident on the reticle. The light beam transmitted through the slit or pinhole on the reticle is reflected on the wafer after passing through the projection lens, and transmitted through the projection lens in the opposite direction to re-image on the slit or pinhole on the reticle. .

【０００５】このとき、スリット又はピンホールを透過
して光検出器で検出される光量は最良のフォーカス位置
（ピント位置）にウエハ（反射面）が配置されたときに
最も多くなる。しかしウエハの位置が光軸上でピント位
置から離れると再結像した像が不鮮明となり像が広がる
（ぼける）ため、スリット又はピンホールでけられる光
束が増え、透過する光量が減るために光検出器で検出さ
れる光量が減少する。このような現象に基づき、この光
量が最も多くなる位置にステージを上下動することによ
り結像位置を検出し、即ちフォーカス位置合わせを行っ
ている。このときウエハの代わりに反射面を使用した場
合には反射面の上面とウエハとの差を補正してステージ
を駆動するか、本装置とは独立して装備されたフォーカ
ス位置検出装置、例えば斜入射光学系を用いたギャップ
センサーを使用することにより、ウエハの表面をステー
ジを上下動することにより反射面の表面の位置合わせを
行うようにしている。At this time, the amount of light transmitted through the slit or the pinhole and detected by the photodetector becomes largest when the wafer (reflection surface) is arranged at the best focus position (focus position). However, if the position of the wafer deviates from the focus position on the optical axis, the re-imaged image becomes unclear and the image spreads (blurs), so the light flux emitted by the slit or pinhole increases, and the amount of transmitted light decreases, so that light detection The amount of light detected by the detector decreases. Based on such a phenomenon, the imaging position is detected by moving the stage up and down to a position where the amount of light becomes the largest, that is, the focus position is adjusted. At this time, when a reflecting surface is used instead of the wafer, the stage is driven by correcting the difference between the upper surface of the reflecting surface and the wafer, or a focus position detecting device provided independently of the present device, for example, an oblique By using a gap sensor using an incident optical system, the position of the reflection surface is adjusted by moving the stage up and down on the surface of the wafer.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】同公報で提案されてい
る投影光学系の結像面位置の検出方法、即ちフォーカス
検出では１回のフォーカス計測を行うために反射面を設
置したステージを光軸方向に多数回、移動しなければな
らないために時間がかかり、スループットの低下を招く
という欠点があった。The method of detecting the position of the imaging plane of the projection optical system proposed in the publication, that is, in the focus detection, a stage provided with a reflecting surface for performing one focus measurement is mounted on an optical axis. There is a drawback in that it has to be moved many times in the direction, which takes time and lowers the throughput.

【０００７】本発明は、第１物体としてのレチクル面上
のパターンを投影光学系で第２物体としてのウエハ面上
に投影する際、投影光学系の結像面（フォーカス位置）
を光軸方向にステージを移動走査をすることなしに、短
時間に、しかも高精度に検出することができ、高集積度
の半導体デバイスを容易に製造することができる投影露
光装置及びそれを用いた半導体デバイスの製造方法の提
供を目的とする。According to the present invention, when a pattern on a reticle surface as a first object is projected on a wafer surface as a second object by a projection optical system, an image forming plane (focus position) of the projection optical system is used.
A projection exposure apparatus and a projection exposure apparatus capable of easily manufacturing a highly integrated semiconductor device in a short time and with high accuracy without moving and scanning the stage in the optical axis direction. The purpose of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の投影露光装置
は、 （１−１）照明手段からの露光光で照明した第１物体面
上のパターンを投影光学系により可動ステージに載置し
た第２物体面上に投影する投影露光装置において、該可
動ステージ上に反射面を該第１物体面と略同一面上に基
準マークを各々設け、該反射面が該投影光学系の結像面
に対して傾斜した状態で該基準マークを照明し、該基準
マークを該投影光学系を介して該反射面に投影し、該反
射面で反射した光束を該投影光学系と該基準マークを介
して受光手段で該可動ステージを該反射面の傾斜方向に
駆動させながら受光し、該受光素子からの信号を用いて
制御手段により該投影光学系の結像位置情報を求めてい
ることを特徴としている。According to the present invention, there is provided a projection exposure apparatus comprising: (1-1) a first stage in which a pattern on a first object surface illuminated by exposure light from an illumination unit is mounted on a movable stage by a projection optical system. (2) In a projection exposure apparatus for projecting onto an object plane, a reflecting surface is provided on the movable stage and a reference mark is provided substantially on the same plane as the first object surface, and the reflecting surface is provided on an image forming surface of the projection optical system. The reference mark is illuminated in a state of being inclined with respect to the reference mark, the reference mark is projected on the reflection surface through the projection optical system, and the light beam reflected by the reflection surface is transmitted through the projection optical system and the reference mark. Light is received while the movable stage is driven in the direction of inclination of the reflection surface by the light receiving means, and the imaging position information of the projection optical system is obtained by the control means using a signal from the light receiving element. .

【０００９】特に、(1-1-1) 前記投影光学系を介さずに
反射面上に光束を投光する投光手段と、該反射面からの
反射光束を受光手段で受光する受光手段とを有する位置
検出手段を設け、該位置検出手段により該反射面の該投
影光学系の光軸方向の面位置情報を検出していること、
(1-1-2) 前記制御手段で求めた結像位置情報を用いて前
記位置検出手段で得られる面位置情報のキャリブレーシ
ョンを行っていること、(1-1-3) 前記反射面は前記投影
光学系の結像面に対して傾斜した傾斜反射面より成って
いること、(1-1-4) 前記反射面は前記可動ステージを回
動駆動させて前記投影光学系の結像面に対して傾斜させ
ていること等を特徴としている。In particular, (1-1-1) a light projecting means for projecting a light beam on the reflecting surface without passing through the projection optical system, and a light receiving means for receiving the light beam reflected from the reflecting surface by the light receiving means Providing a position detecting means having, and detecting the surface position information of the reflecting surface in the optical axis direction of the projection optical system by the position detecting means,
(1-1-2) that the calibration of the surface position information obtained by the position detection means using the imaging position information obtained by the control means, (1-1-3) the reflection surface (1-1-4) the reflecting surface is formed by rotating the movable stage to rotate the movable stage, and the imaging surface of the projection optical system is tilted with respect to the imaging surface of the projection optical system. And the like.

【００１０】（１−２）照明手段からの露光光で照明し
た第１物体面上のパターンを投影光学系により可動ステ
ージに載置した第２物体面上に投影する投影露光装置に
おいて、可動ステージ上に、複数の基準マークが設けら
れた基準面を設け、該基準面が該投影光学系の結像面に
対して傾斜した状態で該基準マークを照明し、投影光学
系と該第１物体面を介して該基準マークの画像を受光手
段で受光しながら、該可動ステージを該基準面の傾斜方
向に駆動させ、該受光手段からの信号を用いて制御手段
により該投影光学系の結像位置情報を求めていることを
特徴としている。(1-2) A projection exposure apparatus for projecting a pattern on a first object surface illuminated by exposure light from an illumination means onto a second object surface mounted on a movable stage by a projection optical system. A reference surface on which a plurality of reference marks are provided, illuminating the reference mark in a state where the reference surface is inclined with respect to an image forming plane of the projection optical system, the projection optical system and the first object The movable stage is driven in the direction of inclination of the reference surface while receiving the image of the reference mark through the surface by the light receiving means, and the control means uses the signal from the light receiving means to form an image of the projection optical system. It is characterized in that position information is required.

【００１１】本発明の走査型の投影露光装置は、 （２−１）第１可動ステージに載置した第１物体面上の
パターンを投影光学系により第２可動ステージに載置し
た第２物体面上に走査手段により該第１，第２可動ステ
ージを該投影光学系の撮影倍率に対応させた速度比で同
期させて走査させながら投影露光する走査型の投影露光
装置において該第１可動ステージ上に基準プレートを該
第２可動ステージ上に反射面を各々設け、該反射面が該
投影光学系の結像面に対し傾斜した状態で該基準プレー
トを照明し、該基準プレートを該投影光学系を介して該
反射面上に投影し、該反射面で反射した光束を該投影光
学系と該基準プレートを介した後に受光手段で該第２可
動ステージを該反射面の傾斜方向に駆動させながら受光
し、該受光素子からの信号を用いて制御手段により該投
影光学系の結像位置情報を求めていることを特徴として
いる。The scanning projection exposure apparatus according to the present invention includes: (2-1) a second object mounted on a second movable stage by a projection optical system by using a pattern on a first object surface mounted on a first movable stage. A first movable stage in a scanning type projection exposure apparatus that performs projection exposure while scanning the first and second movable stages on a surface in synchronization with a speed ratio corresponding to a photographing magnification of the projection optical system by scanning the first and second movable stages. A reference plate is provided on the second movable stage, and a reflection surface is provided on the second movable stage. The reference plate is illuminated with the reflection surface inclined with respect to the imaging plane of the projection optical system. The second movable stage is projected on the reflecting surface through the system, and the light beam reflected by the reflecting surface is driven through the projection optical system and the reference plate, and then the second movable stage is driven by the light receiving means in the tilt direction of the reflecting surface. While receiving the light from the light receiving element. It is characterized in that the control means obtains the image forming position information of the projection optical system using the signal.

【００１２】特に、(2-1-1) 前記投影光学系を介さずに
反射面上に光束を投光する投光手段と、該反射面からの
反射光束を受光手段で受光する受光手段とを有する位置
検出手段を設け、該位置検出手段により該反射面の該投
影光学系の光軸方向の面位置情報を検出していること、
(2-1-2) 前記制御手段で求めた結像位置情報を用いて前
記位置検出手段で得られる面位置情報のキャリブレーシ
ョンを行っていること、(2-1-3) 前記反射面は前記投影
光学系の結像面に対して傾斜した傾斜反射面より成って
いること、(2-1-4) 前記反射面は前記第２可動ステージ
を回動駆動させて前記投影光学系の結像面に対して傾斜
させていること等を特徴としている。In particular, (2-1-1) a light projecting means for projecting a light beam onto the reflecting surface without passing through the projection optical system, and a light receiving means for receiving the light beam reflected from the reflecting surface by the light receiving means Providing a position detecting means having, and detecting the surface position information of the reflecting surface in the optical axis direction of the projection optical system by the position detecting means,
(2-1-2) that the calibration of the surface position information obtained by the position detection means using the imaging position information obtained by the control means, (2-1-3) the reflection surface is (2-1-4) The reflecting surface is configured to rotate the second movable stage to rotate the second movable stage and form an image of the projection optical system. It is characterized by being inclined with respect to the image plane.

【００１３】（２−２）第１可動ステージに載置した第
１物体面上のパターンを投影光学系により第２可動ステ
ージに載置した第２物体面上に走査手段により該第１，
第２可動ステージを該投影光学系の撮影倍率に対応させ
た速度比で同期させて走査させながら投影露光する走査
型の投影露光装置において該第１可動ステージ上に該投
影光学系の結像面に対して傾斜した反射面を、該第２可
動ステージ上に基準プレートを各々設け、該基準プレー
トを照明し、該基準プレートを該投影光学系を介して該
反射面上に投影し、該反射面で反射した光束を該投影光
学系と該基準プレートを介した後に受光手段で該第１可
動ステージ又は該第２可動ステージを該反射面の傾斜方
向に駆動させながら受光し、該受光素子からの信号を用
いて制御手段により該投影光学系の結像位置情報を求め
ていることを特徴としている。(2-2) The pattern on the first object surface mounted on the first movable stage is projected onto the second object surface mounted on the second movable stage by the projection optical system by the scanning means.
An image forming surface of the projection optical system on the first movable stage in a scanning type projection exposure apparatus that performs projection exposure while scanning the second movable stage in synchronization with a speed ratio corresponding to a photographing magnification of the projection optical system. A reference plate is provided on the second movable stage, and the reference plate is illuminated; the reference plate is projected onto the reflection surface via the projection optical system; After receiving the light beam reflected by the surface through the projection optical system and the reference plate, the light receiving unit receives the light beam while driving the first movable stage or the second movable stage in the tilt direction of the reflection surface, and receives the light beam from the light receiving element. And the control means obtains the image forming position information of the projection optical system by using the above-mentioned signal.

【００１４】特に、(2-2-1) 前記投影光学系を介さずに
反射面上に光束を投光する投光手段と、該反射面からの
反射光束を受光手段で受光する受光手段とを有する位置
検出手段を設け、該位置検出手段により該反射面の該投
影光学系の光軸方向の面位置情報を検出していること、
(2-2-2) 前記制御手段で求めた結像位置情報を用いて前
記位置検出手段で得られる面位置情報のキャリブレーシ
ョンを行っていること等を特徴としている。In particular, (2-2-1) a light projecting means for projecting a light beam on the reflecting surface without passing through the projection optical system, and a light receiving means for receiving the light beam reflected from the reflecting surface by the light receiving means Providing a position detecting means having, and detecting the surface position information of the reflecting surface in the optical axis direction of the projection optical system by the position detecting means,
(2-2-2) The surface position information obtained by the position detecting means is calibrated using the image forming position information obtained by the control means.

【００１５】本発明のデバイスの製造方法は、構成（１
−１）の投影露光装置、（２−１）又は（２−２）の走
査型の投影露光装置を用いてレチクルとウエハとの位置
合わせを行った後に、レチクル面上のパターンをウエハ
面上に投影露光し、その後、該ウエハを現像処理工程を
介してデバイスを製造していることを特徴としている。The method for manufacturing a device according to the present invention comprises the following steps.
After aligning the reticle with the wafer using the projection exposure apparatus of (1) or the scanning projection exposure apparatus of (2-1) or (2-2), the pattern on the reticle surface is aligned on the wafer surface. The device is characterized in that devices are manufactured through a development process step after the wafer is exposed to light.

【００１６】[0016]

【発明の実施の形態】図１は本発明の投影露光装置の実
施形態１の要部概略図、図２は図１の一部分の説明図で
ある。FIG. 1 is a schematic view of a main part of a projection exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory view of a part of FIG.

【００１７】同図において８００は露光照明系（照明手
段）であり、第１物体としてのレチクル１を照明すると
共に該露光照明系８００からの光束で後述する基準マー
ク５０を照明している。基準マーク５０は図４に示すよ
うに、Ｘ方向とＹ方向に複数のスリット開口を配列した
構成より成っている。露光照明系８００は例えば露光照
明系の絞り、超高圧水銀ランプ、シャッター、光学系等
から構成されている。In FIG. 1, reference numeral 800 denotes an exposure illumination system (illumination means) which illuminates the reticle 1 as a first object and illuminates a reference mark 50 described later with a light beam from the exposure illumination system 800. The reference mark 50 has a configuration in which a plurality of slit openings are arranged in the X direction and the Y direction, as shown in FIG. The exposure illumination system 800 includes, for example, an aperture of the exposure illumination system, an ultra-high pressure mercury lamp, a shutter, an optical system, and the like.

【００１８】１は第１物体としてのレチクル（フォトマ
スク）であり、レチクル１の下面にはクロム蒸着等で形
成した回路パターン１ａが設けてある。１ｂはレチクル
１を保持し、ＸＹ方向に移動可能なレチクルステージ
（レチクルホルダ）である。レチクルホルダ１ｂはレチ
クル１を吸着保持して第１直交座標系のＸＹ平面と平行
な平面内の第２の直交座標系ＸＹにて２次元移動してい
る。尚、第２直交座標系ＸＹの原点は投影レンズ２の光
軸である。Reference numeral 1 denotes a reticle (photomask) as a first object, and a circuit pattern 1a formed by chrome deposition or the like is provided on the lower surface of the reticle 1. Reference numeral 1b denotes a reticle stage (reticle holder) that holds the reticle 1 and is movable in the X and Y directions. The reticle holder 1b holds the reticle 1 by suction and moves two-dimensionally in a second orthogonal coordinate system XY in a plane parallel to the XY plane of the first orthogonal coordinate system. The origin of the second orthogonal coordinate system XY is the optical axis of the projection lens 2.

【００１９】２は投影レンズ（投影光学系）であり、露
光照明系８００によって照明されたレチクル１の回路パ
ターン１ａを第２物体としてのウエハ３に投影してい
る。３ａはウエハホルダであり、ウエハ３を吸着保持し
ている。５は可動ステージ（ＸＹステージ，ウエハステ
ージ）であり、ウエハホルダ３ａをチルト駆動手段９０
０によってＺ軸回りに微小回転駆動（θ駆動）し、Ｚ方
向へ微小駆動（Ｚ駆動）し、Ｘ軸とＹ軸回りに微小回転
駆動（チルト駆動）するとともに、駆動制御手段１００
０によって第１直交座標系ＸＹ方向へ２次元駆動してい
る。５ａは定盤である。Reference numeral 2 denotes a projection lens (projection optical system) which projects the circuit pattern 1a of the reticle 1 illuminated by the exposure illumination system 800 onto a wafer 3 as a second object. Reference numeral 3a denotes a wafer holder, which holds the wafer 3 by suction. Reference numeral 5 denotes a movable stage (XY stage, wafer stage) for moving the wafer holder 3a to tilt driving means 90.
With 0, a minute rotation drive (θ drive) around the Z axis, a minute drive (Z drive) in the Z direction, a minute rotation drive (tilt drive) around the X axis and the Y axis, and drive control means 100
By 0, two-dimensional driving is performed in the first orthogonal coordinate system XY direction. 5a is a surface plate.

【００２０】８１ａは干渉用ミラーであり、ステージ５
に固定されており、その位置を干渉計（レーザ干渉計）
８１でモニターするためのものである。尚、干渉計ミラ
ー８１ａと干渉計８１は紙面と垂直方向（Ｙ方向）にも
同様に配置している。そして２つの干渉計からのレーザ
光が投影レンズ２の光軸上で一致するように設定してい
る。干渉計ミラー８１ａと干渉計８１から得られる信号
を用いてＸＹ駆動制御系１０００によりウエハ３を常に
所定の位置となるように位置決めしている。Reference numeral 81a denotes an interference mirror,
Is fixed to the position and its position is interferometer (laser interferometer)
It is for monitoring at 81. The interferometer mirror 81a and the interferometer 81 are similarly arranged in the direction perpendicular to the paper surface (Y direction). The laser beams from the two interferometers are set to coincide on the optical axis of the projection lens 2. Using the signals obtained from the interferometer mirror 81a and the interferometer 81, the XY drive control system 1000 positions the wafer 3 so that it is always at a predetermined position.

【００２１】即ち、ＸＹステージ５の移動中あるいは静
止中に装置に予め設定された第１直交座標系ＸＹの原点
である投影レンズ２の光軸に対するＸＹステージ５の位
置を逐次計測して、これによりＸＹステージ制御系１０
００によりＸＹステージ５を所定の位置に位置決めして
いる。That is, while the XY stage 5 is moving or at rest, the position of the XY stage 5 with respect to the optical axis of the projection lens 2 which is the origin of the first orthogonal coordinate system XY preset in the apparatus is sequentially measured. XY stage control system 10
00, the XY stage 5 is positioned at a predetermined position.

【００２２】１２は反射面プレートであり、反射面（傾
斜反射面）１２ａを有しステージ５に設けている。反射
面プレート１２の反射面１２ａは投影レンズ２の像面に
対して所定角度θだけＸ方向にＹ軸回りに傾けている。
反射面１２ａの中心の高さ（Ｚ方向位置、光軸方向位
置）はウエハ３の表面の高さと略同じである。A reflecting surface plate 12 has a reflecting surface (inclined reflecting surface) 12a and is provided on the stage 5. The reflecting surface 12a of the reflecting surface plate 12 is inclined at a predetermined angle θ with respect to the image plane of the projection lens 2 around the Y axis in the X direction.
The height of the center of the reflection surface 12a (position in the Z direction, position in the optical axis direction) is substantially the same as the height of the surface of the wafer 3.

【００２３】３３ａは投光手段であり、ウエハ３即ち反
射面１２ａの光軸方向の面位置を検出するためにウエハ
３に塗布したフォトレジストを感光させない光束で反射
面１２ａを斜方向から照射している。３３ｂは受光手段
（ギャップセンサー）であり、投影レンズ２を介さずに
投影レンズ２とウエハ３あるいは反射面１２ａとの間の
光軸方向の距離を計測している。Numeral 33a denotes a light projecting means for irradiating the reflecting surface 12a obliquely with a light beam which does not expose the photoresist applied to the wafer 3 to detect the surface position of the wafer 3, ie, the reflecting surface 12a in the optical axis direction. ing. Reference numeral 33b denotes a light receiving means (gap sensor) which measures the distance in the optical axis direction between the projection lens 2 and the wafer 3 or the reflection surface 12a without passing through the projection lens 2.

【００２４】投光手段３３ａとギャップセンサー３３ｂ
は位置検出手段の一要素を構成している。ギャップセン
サー３３ｂは投影レンズ２に対するウエハ３の表面の高
さ（面位置情報）を検出し、その検出値が所定のベスト
フォーカス値Ｚａ（投影レンズ２の像面の高さを示す所
定の指令値）になるようにステージ５はウエハ３をＺ駆
動している。これによりレチクル１の回路パターン１ａ
の投影像をウエハ３の表面に結像している。即ち焦点合
わせをして常にコントラストの高い投影像が転写できる
ようにしている。尚、所定のベストフォーカス値Ｚａの
設定の方法は後述する。Light emitting means 33a and gap sensor 33b
Constitutes one element of the position detecting means. The gap sensor 33b detects the height (surface position information) of the surface of the wafer 3 with respect to the projection lens 2, and the detected value is a predetermined best focus value Za (a predetermined command value indicating the height of the image plane of the projection lens 2). ), The stage 5 drives the wafer 3 in the Z direction. Thereby, the circuit pattern 1a of the reticle 1
Is formed on the surface of the wafer 3. That is, focusing is performed so that a projection image with high contrast can always be transferred. The method of setting the predetermined best focus value Za will be described later.

【００２５】尚、本実施形態においては、この間の距離
をレベリング計測で行うことも可能である。In the present embodiment, the distance between them can be measured by leveling measurement.

【００２６】１００はフォーカス計測光学系であり、投
影レンズ２の結像位置、即ちベストフォーカス位置を検
出している。Reference numeral 100 denotes a focus measuring optical system, which detects an image forming position of the projection lens 2, that is, a best focus position.

【００２７】次にフォーカス計測光学系１００を構成す
る各要素について順次説明する。２００は光ファイバー
あるいは引き回し光学系であり、露光照明系８００から
の光束をフォーカス計測光学系１００に導光している。
２００ａはシャッター、２００ｂは入射光量を調整する
ためのＮＤフィルターであり、光路に対し出し入れ可能
な構造になっている。１０２ａ，１０２ｂはフォーカス
計測のための照明光学系（集光レンズ）である。１０５
はハーフミラーである。１０４は集光レンズ、１０３は
受光素子（受光手段）である。１１００は焦点位置検出
制御手段（制御手段）である。Next, each element constituting the focus measuring optical system 100 will be described in order. Reference numeral 200 denotes an optical fiber or a drawing optical system that guides a light beam from the exposure illumination system 800 to the focus measurement optical system 100.
Reference numeral 200a denotes a shutter, and 200b denotes an ND filter for adjusting the amount of incident light, which has a structure that can be put in and taken out of the optical path. Reference numerals 102a and 102b denote illumination optical systems (condenser lenses) for focus measurement. 105
Is a half mirror. 104 is a condenser lens, 103 is a light receiving element (light receiving means). Reference numeral 1100 denotes a focus position detection control unit (control unit).

【００２８】照明光学系８００からの一部の光束は、フ
ァイバー２００、シャッター２００ａ、ＮＤフィルター
２００ｂを介して集光レンズ１０２ｂで集光されてハー
フミラー１０５に入射している。ハーフミラー１０５で
反射した光束は集光レンズ１０２ａを経てミラー１０６
で反射されて方向を変えられた後、基準マーク５０を照
明している。基準マーク５０は投影光学系２を介してウ
エハステージ５上に設けられた反射面プレート１２上に
結像している。尚、本実施形態では基準マーク５０を照
明光学系８００以外の照明系からの光束で照明しても良
い。A part of the light beam from the illumination optical system 800 is condensed by the condenser lens 102b via the fiber 200, the shutter 200a, and the ND filter 200b, and is incident on the half mirror 105. The light beam reflected by the half mirror 105 passes through the condenser lens 102a and passes through the mirror 106
After being reflected by and changing the direction, the reference mark 50 is illuminated. The reference mark 50 forms an image on the reflection surface plate 12 provided on the wafer stage 5 via the projection optical system 2. In the present embodiment, the reference mark 50 may be illuminated with a light beam from an illumination system other than the illumination optical system 800.

【００２９】本実施形態ではレチクル面１又はレチクル
面と等価な位置に基準マーク５０を配置し、ウエハステ
ージ５上に傾斜を有する反射面１２を配置し、基準マー
ク５０からの像を傾斜を有する反射面１２に投影し、傾
斜を有する反射面１２からの反射光束を投影レンズ２と
基準マーク５０を介して光電変換素子１０３へ導く構成
とし、傾斜を有する反射面１２が配置されているウエハ
ステージ５を、傾斜を有する方向に水平方向に連続走査
させることで、投影レンズ２の光軸方向の最適面位置を
検出するようにしている。In the present embodiment, the reference mark 50 is arranged at a position equivalent to the reticle surface 1 or the reticle surface, the inclined reflecting surface 12 is arranged on the wafer stage 5, and the image from the reference mark 50 is inclined. A wafer stage that projects onto the reflection surface 12 and guides a reflected light beam from the inclined reflection surface 12 to the photoelectric conversion element 103 via the projection lens 2 and the reference mark 50, and includes the inclined reflection surface 12. 5 is continuously scanned in the horizontal direction in a direction having an inclination, so that the optimum surface position of the projection lens 2 in the optical axis direction is detected.

【００３０】次に本実施形態において投影露光装置（投
影光学系２）の結像面位置の検出方法の原理について説
明する。Next, the principle of the method of detecting the position of the image plane of the projection exposure apparatus (projection optical system 2) in this embodiment will be described.

【００３１】始めに、駆動制御手段１０００によりウエ
ハステージ５を駆動させ、反射面プレート１２を投影光
学系２を介してレチクル１上の基準マーク５０の下に位
置させる。照明光学系８００からの光束の一部をファイ
バー２００で導光し、フォーカス計測光学系１００によ
って集光して基準マーク５０を照明する。基準マーク５
０を通過した光束は投影光学系２を経た後、反射面プレ
ート１２上の傾斜した反射面１２ａに集光し、反射面１
２ａで反射される。反射面プレート１２の反射面１２ａ
で反射された光束は元の光路を戻り、再び投影光学系２
を経て基準マーク５０面上に集光する。このとき一部の
光束は基準マーク５０を通過した後、ミラー１０６、集
光レンズ１０２、ハーフミラー１０５、集光レンズ１０
４を通り受光素子１０３上に入光する。尚、受光素子１
０３は単なる光量検出用の光電変換素子で構わない。基
準マーク５０と受光素子１０３は共役関係にある。この
状態でウエハステージ５上の反射面プレート１２の傾斜
反射面１２ａの傾きを一定に保ちながら投影光学系２の
焦点面と予想される位置を挟んで駆動制御手段１０００
によりＸ方向にウエハステージ５を駆動させる。First, the wafer stage 5 is driven by the drive control means 1000, and the reflection surface plate 12 is positioned below the reference mark 50 on the reticle 1 via the projection optical system 2. A part of the light beam from the illumination optical system 800 is guided by the fiber 200, condensed by the focus measurement optical system 100, and illuminates the reference mark 50. Fiducial mark 5
After passing through the projection optical system 2, the light flux passing through the reflection surface 12 a is condensed on the inclined reflection surface 12 a on the reflection surface plate 12,
It is reflected at 2a. Reflecting surface 12a of reflecting surface plate 12
The light beam reflected by the optical path returns to the original optical path and returns to the projection optical system 2 again.
Is condensed on the reference mark 50 surface. At this time, after a part of the light beam has passed through the reference mark 50, the mirror 106, the condenser lens 102, the half mirror 105, and the condenser lens 10
4 and enters the light receiving element 103. The light receiving element 1
Numeral 03 may be a simple photoelectric conversion element for light quantity detection. The reference mark 50 and the light receiving element 103 are in a conjugate relationship. In this state, while keeping the inclination of the inclined reflecting surface 12a of the reflecting surface plate 12 on the wafer stage 5 constant, the drive control means 1000 sandwiching the position expected to be the focal plane of the projection optical system 2
Drives the wafer stage 5 in the X direction.

【００３２】今、図２（Ｂ）から図２（Ａ）に示すよう
に、ウエハステージ５をＸ方向にΔＸだけ駆動させる
と、傾斜反射面１２ａ上での光束の反射位置がＺ方向に
ΔＺだけ変化する。Ｘ駆動によるＺ方向のＺ変化量は、
Ｚ変化量：ΔＺ、Ｘ駆動量：ΔＸ、傾斜反射面１２ａの
傾き：θとすると、以下の通りとなる。Now, as shown in FIGS. 2B to 2A, when the wafer stage 5 is driven by .DELTA.X in the X direction, the reflection position of the luminous flux on the inclined reflecting surface 12a becomes .DELTA.Z in the Z direction. Only change. The Z change amount in the Z direction due to the X drive is
If the Z change amount is ΔZ, the X drive amount is ΔX, and the inclination of the inclined reflecting surface 12a is θ, the following is obtained.

【００３３】ΔＺ＝ΔＸ×ｔａｎθ 計測分解能は傾斜量が１’の場合、３４００倍程度（＝
１／ｔａｎ１’）緩くなることがわかる。またＺ方向に
他段階にわたって駆動させることに比べて、本発明では
Ｘ方向にラフに連続走査することが可能なため計測分解
能も格段に向上する。基準マーク５０の領域は反射面の
領域に対して微少であり、図中ではほとんど点として考
えられる。ΔZ = ΔX × tan θ The measurement resolution is about 3400 times when the inclination amount is 1 ′ (= 3400 times).
1 / tan1 ') It turns out that it becomes loose. Compared with driving in other steps in the Z direction, in the present invention, the scanning can be roughly continuously performed in the X direction, so that the measurement resolution is significantly improved. The area of the reference mark 50 is slightly smaller than the area of the reflection surface, and can be considered as a point in the drawing.

【００３４】検出用光束が当たっている傾斜反射面１２
ａのＺ位置は、面位置検出機構３３（３３ａ，３３ｂ）
によりモニターされ焦点位置検出制御手段（制御手段）
１１００により記憶している。このとき同時に受光素子
１０３の光電変換出力もモニターして焦点位置検出制御
手段１１００に記憶している。これらからの情報から、
図５に示すようなＺ方向の変化に対する光電変換出力の
変化が得られる。この光電変換出力が最大値となるＺ方
向の位置B.F.が基準マーク５０の最良結像位置となる。
受光素子１０３からの信号を用いて焦点位置検出制御手
段１１００により基準マーク５０の最良結像面位置を決
定し、露光領域の最良結像面位置の算出を行っている。The inclined reflecting surface 12 on which the light beam for detection hits
The Z position of a is determined by the surface position detection mechanism 33 (33a, 33b).
Focus position detection control means (control means)
1100. At this time, the photoelectric conversion output of the light receiving element 103 is simultaneously monitored and stored in the focus position detection control unit 1100. From the information from these,
The change in the photoelectric conversion output with respect to the change in the Z direction as shown in FIG. 5 is obtained. The position BF in the Z direction at which the photoelectric conversion output has the maximum value is the best imaging position of the reference mark 50.
The best imaging plane position of the reference mark 50 is determined by the focal position detection control unit 1100 using the signal from the light receiving element 103, and the best imaging plane position of the exposure area is calculated.

【００３５】ここで求められた最良結像面位置を用い
て、面位置検出機構３３の面位置の原点を補正して焦点
位置検出制御手段１１００に記憶させることにより、投
影光学系２の像面位置と面位置検出機構３３の面位置の
キャリブレイションを行っている（キャリブレイション
終了後、照明系の露光光の照射は止められる。）。焦点
位置検出制御手段１１００は、このキャリブレイション
された面位置検出機構３３の面位置にパターン転写を行
う際のウエハ３の投影光学系２の光軸方向の表面位置を
合わせ込むものである。前記傾斜反射面１２ａの傾斜角
度は設計上任意である。例えば計測に使用する傾斜反射
面１２ａの傾斜量を１分に設定すれば、±６．９ｍｍ程
度のＸスキャンにてフォーカス方向（Ｚ方向）に±２μ
ｍの光量変化を測定することができる。The origin of the surface position of the surface position detecting mechanism 33 is corrected using the best image forming surface position obtained here and stored in the focal position detection control means 1100, so that the image surface of the projection optical system 2 is corrected. The position and the surface position of the surface position detection mechanism 33 are calibrated (after the calibration is completed, the irradiation of the exposure light of the illumination system is stopped). The focus position detection control means 1100 adjusts the surface position of the wafer 3 in the optical axis direction of the projection optical system 2 when transferring the pattern to the surface position of the calibrated surface position detection mechanism 33. The angle of inclination of the inclined reflecting surface 12a is arbitrary in design. For example, if the amount of inclination of the inclined reflecting surface 12a used for measurement is set to one minute, ± 2 μm in the focus direction (Z direction) with an X scan of about ± 6.9 mm.
m can be measured.

【００３６】反射面プレート１２の大きさは傾斜方向の
長さが２０ｍｍ程度あれば十分である。非傾斜方向につ
いては任意である。基準マーク５０の大きさについて
は、電気処理上の計測に必要な光量が十分に足りてさえ
いれば、なるべく領域が小さくなることが好ましい。そ
うすることでレチクル１上におけるマーク占有面積を小
さくすることができる。レチクル１上において□５００
μｍ程度で十分であり、１／５の投影倍率を持つ投影光
学系２の場合、ウエハステージ５上の反射面上では□１
００μｍ程度となる。微小な基準マークをレチクル１上
の任意の位置に複数個配置し、個々の点における焦点位
置を検出することで、投影光学系２が有する残存収差等
（像面湾曲等）を計測することも可能である。The size of the reflecting surface plate 12 is sufficient if the length in the inclined direction is about 20 mm. The non-tilt direction is arbitrary. Regarding the size of the reference mark 50, it is preferable that the area be as small as possible as long as the amount of light necessary for the measurement in the electric processing is sufficient. By doing so, the area occupied by the mark on the reticle 1 can be reduced. □ 500 on reticle 1
μm is sufficient, and in the case of the projection optical system 2 having a projection magnification of ５, □ 1 on the reflection surface on the wafer stage 5.
It is about 00 μm. By arranging a plurality of minute reference marks at arbitrary positions on the reticle 1 and detecting the focal position at each point, it is possible to measure the residual aberration and the like (field curvature and the like) of the projection optical system 2. It is possible.

【００３７】傾斜反射面１２ａの非傾斜方向にマーク領
域を長くすると、検出光量を大きくすることができる。
また傾斜反射面１２ａが傾斜を有するために、戻り反射
光束が投影光学系２内の開口絞り等によってけられ、検
出光量の低下が懸念されるが、これは以下の理由にて無
視できる。If the mark area is lengthened in the non-inclined direction of the inclined reflection surface 12a, the detected light amount can be increased.
Further, since the inclined reflecting surface 12a has an inclination, the return reflected light beam is shaken by an aperture stop or the like in the projection optical system 2 and there is a concern that the detected light amount may be reduced, but this can be ignored for the following reasons.

【００３８】投影光学系２のＮＡは０．４〜０．６であ
り、立体角の半角では２４°〜３７°に相当する。それ
に対して傾斜反射面１２ａの傾斜角度を１’に設定した
場合、反射戻り光束の角度変化は、２’（＝０．０３
°）である。けられによる光量低下率はおおよそ以下の
通りとなる。The NA of the projection optical system 2 is 0.4 to 0.6, which corresponds to 24 to 37 degrees in a half angle of the solid angle. On the other hand, when the inclination angle of the inclined reflecting surface 12a is set to 1 ', the angle change of the reflected return light beam is 2' (= 0.03).
°). The rate of decrease in the amount of light due to shaking is approximately as follows.

【００３９】１００×０．０３／２４＝０．１２５％ 従って、検出光量の変化を検出する場合には無視できる
量となる。100 × 0.03 / 24 = 0.125% Therefore, when detecting a change in the detected light amount, the amount becomes negligible.

【００４０】キャリブレイションを行うタイミングであ
るが、逐次一括露光型縮小投影露光装置では、アライメ
ント時や、ウエハ送り込み時等、ステージを水平方向に
駆動させる一連の動作中に同時に行っても良い。The timing of performing the calibration may be simultaneously performed in a sequential batch exposure type reduction projection exposure apparatus during a series of operations for driving the stage in the horizontal direction, such as at the time of alignment or wafer feeding.

【００４１】図６はウエハステージ５上における反射面
プレート１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）の配置例であ
る。ウエハ３の周辺において、投影光学系２を介さない
斜入射の面位置検出機構３３により検出可能な位置であ
れば配置位置は任意である。反射面パターン１２をウエ
ハステージ５上に複数個設け、各々の傾斜方向を直交さ
せるように配置させれば、計測時のステージ走査方向に
ついてはＸ，Ｙ両方向に任意に選択可能となる。反射面
パターン１２をウエハステージ５上に複数個設け、各々
の傾斜角度を異なった量に設定しておくことで、検出分
解能と検出時間に見合った計測を選択するようにしても
良い。FIG. 6 shows an example of the arrangement of the reflection surface plates 12 (12a, 12b, 12c) on the wafer stage 5. In the periphery of the wafer 3, the arrangement position is arbitrary as long as the position can be detected by the oblique incidence surface position detection mechanism 33 without passing through the projection optical system 2. By providing a plurality of reflection surface patterns 12 on the wafer stage 5 and arranging them so that their inclination directions are orthogonal to each other, the stage scanning direction at the time of measurement can be arbitrarily selected in both the X and Y directions. By providing a plurality of reflection surface patterns 12 on the wafer stage 5 and setting the respective inclination angles to different amounts, measurement suitable for the detection resolution and the detection time may be selected.

【００４２】図３は本発明の投影露光装置の実施形態２
の要部概略図である。同図において図１に示す要素と同
一要素には同符番を付している。FIG. 3 shows a second embodiment of the projection exposure apparatus of the present invention.
FIG. In the figure, the same elements as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

【００４３】先の実施形態１では反射面プレート１２の
反射面１２ａが傾斜を有している場合について説明した
が、本実施形態では反射面プレート１３を平行平面板と
し、反射面１３ａも傾きのない反射面としている。そし
て投影光学系２を介さない斜入射の面位置検出機構３３
において傾き量をモニターしながら、ウエハステージ５
全体をチルト駆動手段９００で傾き駆動させ、傾き量を
保ったまま、実施形態１と同様に水平（Ｘ又はＹ）方向
に走査させることで、Ｚ方向の焦点位置検出を行ってい
る。In the first embodiment, the case where the reflection surface 12a of the reflection surface plate 12 has an inclination has been described. In this embodiment, the reflection surface plate 13 is a parallel plane plate, and the reflection surface 13a is also inclined. Has no reflective surface. The oblique incidence surface position detection mechanism 33 that does not pass through the projection optical system 2
While monitoring the amount of tilt in the wafer stage 5
The entirety is tilt-driven by the tilt drive unit 900, and scanning is performed in the horizontal (X or Y) direction in the same manner as in the first embodiment while maintaining the tilt amount, thereby detecting the focal position in the Z direction.

【００４４】この場合、反射面１３ａの傾斜角度を任意
に設定することが可能であり、検出分解能と検出時間に
見合った計測を選択することが可能である。反射面１３
ａの傾斜角度は投影光学系２を介さない斜入射の面位置
検出機構３３により傾斜量をモニターしながら設定する
ことが可能である。In this case, the inclination angle of the reflection surface 13a can be set arbitrarily, and it is possible to select a measurement suitable for the detection resolution and the detection time. Reflective surface 13
The inclination angle of “a” can be set while monitoring the amount of inclination by the oblique incidence surface position detection mechanism 33 that does not pass through the projection optical system 2.

【００４５】図８は本発明の走査型の投影露光装置の実
施形態３の要部概略図である。同図において図１で示し
た要素と同一要素には同符番を付している。FIG. 8 is a schematic view of a main portion of a scanning projection exposure apparatus according to a third embodiment of the present invention. In the figure, the same elements as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

【００４６】本実施形態ではレチクル１とウエハ３とを
投影光学系２の結像倍率に応じて同期をとりながら所定
の速度比で走査（スキャン）させながら投影露光を行っ
ている。In this embodiment, projection exposure is performed while scanning the reticle 1 and the wafer 3 at a predetermined speed ratio while synchronizing with the image forming magnification of the projection optical system 2.

【００４７】図８において、露光パターンの形成された
レチクル１はレーザー干渉計８０と駆動制御手段１００
０によってＸ方向に駆動制御されるレチクルステージ
（第１可動ステージ）４に載置されている。レチクルス
テージ４はＺ方向の位置を投影光学系２に対して一定に
保った状態でＸ方向に駆動する。感光基板であるウエハ
３はレーザー干渉計８１と駆動制御手段１０００によっ
てＸＹ方向に駆動制御されるウエハステージ（第２可動
ステージ）５に載置されている。更にウエハステージ５
はＺ方向の位置及び傾きが投影光学系２に対して駆動制
御可能となっている。In FIG. 8, a reticle 1 on which an exposure pattern is formed is a laser interferometer 80 and a drive control means 100.
It is mounted on a reticle stage (first movable stage) 4 that is driven and controlled in the X direction by 0. The reticle stage 4 is driven in the X direction while keeping the position in the Z direction constant with respect to the projection optical system 2. The wafer 3, which is a photosensitive substrate, is mounted on a wafer stage (second movable stage) 5 that is driven and controlled in the X and Y directions by a laser interferometer 81 and a drive control unit 1000. Further, the wafer stage 5
The position and inclination in the Z direction can be drive-controlled with respect to the projection optical system 2.

【００４８】このレチクル１とウエハ３は投影光学系２
を介して光学的に共役な位置に置かれており、不図示の
照明系からＹ方向に長いスリット上の露光光束６がレチ
クル１上に形成されている。このレチクル１上の露光光
束６は投影光学系２の投影倍率に比した大きさのスリッ
ト状の露光光束６’をウエハ３上に形成するものであ
る。走査型の縮小投影露光装置は、このスリット状の露
光光束６及び６’に対してレチクルステージ４とウエハ
ステージ５の双方を光学倍率に応じた速度比でＸ方向に
動かし、スリット状の露光光束６及び６’がレチクル１
上のパターン転写領域５１とウエハ３上のパターン転写
領域２２を走査することによって行っている。The reticle 1 and the wafer 3 are connected to the projection optical system 2
And an exposure light beam 6 on a slit long in the Y direction is formed on the reticle 1 from an illumination system (not shown). The exposure light beam 6 on the reticle 1 forms a slit-like exposure light beam 6 ′ on the wafer 3 having a size corresponding to the projection magnification of the projection optical system 2. The scanning type reduction projection exposure apparatus moves both the reticle stage 4 and the wafer stage 5 in the X direction at a speed ratio corresponding to the optical magnification with respect to the slit-like exposure light beams 6 and 6 ′, 6 and 6 'are reticle 1
This is performed by scanning the upper pattern transfer area 51 and the pattern transfer area 22 on the wafer 3.

【００４９】図８においてレチクルステージ４上には、
図９に示すパターンの形成されたプレート１０，１１
（基準プレート）が載置されている。基準プレート１
０，１１上にはマーク（基準マーク）５０，５１が配置
してあり、このマーク５０，５１はレチクル１のパター
ン描画面と同じ高さにある。マーク５０は例えばガラス
基板上にＣｒ蒸着で形成された一部透過性を持つライン
アンドスペースよりなり、基準プレート１０，１１上の
異なる位置５０ａ〜５０ｃ，５１ａ〜５１ｃに配置して
いる。異なる位置に複数のマークを配置するのは、投影
光学系２のスリット長手方向の像面変化を検出するため
である。In FIG. 8, on reticle stage 4,
Plates 10 and 11 on which the pattern shown in FIG. 9 is formed
(Reference plate) is placed. Reference plate 1
Marks (reference marks) 50 and 51 are arranged on 0 and 11, and the marks 50 and 51 are at the same height as the pattern drawing surface of the reticle 1. The mark 50 is composed of, for example, a partially transparent line and space formed on a glass substrate by Cr vapor deposition and arranged at different positions 50a to 50c and 51a to 51c on the reference plates 10 and 11. The reason why a plurality of marks are arranged at different positions is to detect a change in the image plane in the slit longitudinal direction of the projection optical system 2.

【００５０】またマーク５０，５１上にはハーフミラー
１０１（１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ），１１１（１
１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ）、集光レンズ１０２（１
０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ），１１２（１１２ａ，１
１２ｂ，１１２ｃ）及び受光素子１０３（１０３ａ，１
０３ｂ，１０３ｃ），１１３（１１３ａ，１１３ｂ，１
１３ｃ）が配置されている。ハーフミラー、集光レン
ズ、及び受光素子は、マーク５０の複数位置５０ａ〜５
０ｃ，５１ａ〜５１ｃに対応して個別に複数個設けてい
る。The half mirrors 101 (101a, 101b, 101c) and 111 (1
11a, 111b, 111c) and the condenser lens 102 (1
02a, 102b, 102c), 112 (112a, 1
12b, 112c) and the light receiving element 103 (103a, 1
03b, 103c), 113 (113a, 113b, 1)
13c) is arranged. The half mirror, the condensing lens, and the light receiving element are provided at a plurality of positions 50a to 5 of the mark 50.
A plurality is provided individually corresponding to 0c and 51a to 51c.

【００５１】一方ウエハステージ５上には所定の傾斜を
有する反射面プレート１２が載置されている。この反射
面プレート１２の表面（反射面）１２ａはウエハ３の表
面と略同じ高さにある。投影光学系２の光軸上における
ウエハ３の表面位置は斜入射の面位置検出機構３３によ
り検知されている。面位置検出機構３３はＺ方向の位置
及び傾きが検出可能なものである。On the other hand, a reflection surface plate 12 having a predetermined inclination is mounted on the wafer stage 5. The surface (reflection surface) 12 a of the reflection surface plate 12 is substantially at the same height as the surface of the wafer 3. The surface position of the wafer 3 on the optical axis of the projection optical system 2 is detected by a surface position detection mechanism 33 for oblique incidence. The surface position detection mechanism 33 can detect the position and the inclination in the Z direction.

【００５２】次に本実施形態の走査型の投影露光装置の
キャリブレイションについて説明する。キャリブレイシ
ョンはマーク５０又は５１のどちらを使っても差し支え
なく、以下は基準プレート１０のマーク５０（５０ａ，
５０ｂ，５０ｃ）を用いた場合について説明する。Next, the calibration of the scanning type projection exposure apparatus of this embodiment will be described. Calibration can be performed using either the mark 50 or the mark 51, and the mark 50 (50a, 50a,
50b, 50c) will be described.

【００５３】始めに、駆動制御手段１０００によりレチ
クルステージ４とウエハステージ５を駆動させ、レチク
ルステージ４上の基準プレート１０及びウエハステージ
５上の反射面プレート１２を投影光学系２の光軸上に位
置させる。このとき基準プレート１０上のマーク５０ａ
〜５０ｂはスリット状の露光光束６により照明される領
域内に一致するようにする。不図示の照明系より照明光
を照射する。照明光はハーフミラー１０１を通り基準プ
レート１０上のマーク５０を照明する。マーク５０を通
過した光束は投影光学系２を経た後、反射面プレート１
２上に集光し反射される。反射面プレート１２で反射さ
れた光束は再び投影光学系２を経てマーク５０に集光す
る。このとき一部の光束はマーク５０を通過してハーフ
ミラー１０１で反射された後、集光レンズ１０２を通り
受光素子１０３上に入光する。First, the reticle stage 4 and the wafer stage 5 are driven by the drive control means 1000 so that the reference plate 10 on the reticle stage 4 and the reflecting surface plate 12 on the wafer stage 5 are positioned on the optical axis of the projection optical system 2. Position. At this time, the mark 50a on the reference plate 10
... 50b are set to coincide with the area illuminated by the slit-shaped exposure light flux 6. Illumination light is emitted from an illumination system (not shown). The illumination light passes through the half mirror 101 and illuminates the mark 50 on the reference plate 10. The light beam that has passed through the mark 50 passes through the projection optical system 2,
The light is condensed on 2 and reflected. The light beam reflected by the reflecting surface plate 12 is condensed on the mark 50 again via the projection optical system 2. At this time, a part of the light beam passes through the mark 50 and is reflected by the half mirror 101, and then enters the light receiving element 103 through the condenser lens 102.

【００５４】この状態でウエハステージ５上の反射面プ
レート１２の傾きを一定に保ちながら、投影光学系２の
焦点面と予想される位置を挟んで、駆動制御手段１００
０によりＸ方向にウエハステージ５を駆動させている。
ウエハステージ５のＸ方向の駆動位置は、面位置検出機
構３３によりモニターされ焦点位置検出手段１１００に
より記憶している。このとき同時に受光素子１０３の光
電変換出力もモニターされ焦点位置検出制御手段１１０
０に記憶している。In this state, while keeping the inclination of the reflection surface plate 12 on the wafer stage 5 constant, the drive control means 100 is positioned across the position expected to be the focal plane of the projection optical system 2.
0 drives the wafer stage 5 in the X direction.
The drive position of the wafer stage 5 in the X direction is monitored by the surface position detection mechanism 33 and stored by the focus position detection means 1100. At this time, the photoelectric conversion output of the light receiving element 103 is also monitored, and the focus position detection control means 110
0 is stored.

【００５５】また受光素子１０３（１０３ａ〜１０３
ｃ）は基準プレート１０上のマーク５０ａ〜５０ｂに対
応した受光素子１０３ａ〜１０３ｃの出力が得られる。
この受光素子１０３ａ〜１０３ｃからの光電変換出力が
最大値となるＺ方向の位置が各々のマーク５０ａ〜５０
ｃの最良結像位置である。焦点位置検出制御手段１１０
０により、このマーク５０ａ〜５０ｃの各々の最良結像
位置を決定し、スリット状の露光領域６’の傾きを含め
た最良結像面位置の算出を行っている。The light receiving element 103 (103a to 103)
In (c), the outputs of the light receiving elements 103a to 103c corresponding to the marks 50a to 50b on the reference plate 10 are obtained.
The positions in the Z direction where the photoelectric conversion outputs from the light receiving elements 103a to 103c have the maximum value are the marks 50a to 50c.
c is the best imaging position. Focus position detection control means 110
Based on 0, the best imaging position of each of the marks 50a to 50c is determined, and the best imaging plane position including the inclination of the slit-shaped exposure area 6 'is calculated.

【００５６】ここで求められた最良結像面位置を用い
て、面位置検出機構３３の面位置の原点を補正して焦点
位置検出制御手段１１００に記憶させることにより、投
影光学系２の像面位置と面位置検出機構３３の面位置の
キャリブレイションを行っている（キャリブレイション
終了後、照明系の露光光の照明を止めている。）。焦点
位置検出制御手段１１００は、このキャリブレイション
された面位置検出機構３３の面位置にパターン転写を行
う際、ウエハ３の露光領域２２の表面位置を合わせ込む
ものである。The origin of the surface position of the surface position detecting mechanism 33 is corrected using the best image forming surface position obtained here and is stored in the focal position detection control means 1100, whereby the image surface of the projection optical system 2 is corrected. The position and the surface position of the surface position detection mechanism 33 are calibrated (after the calibration is completed, the illumination of the exposure light of the illumination system is stopped). The focus position detection control means 1100 adjusts the surface position of the exposure region 22 of the wafer 3 when transferring the pattern to the surface position of the calibrated surface position detection mechanism 33.

【００５７】キャリブレイションを行うタイミングであ
るが、ウエハ３へのパターン転写の一連動作中に行って
も良いし、パターン転写の動作と独立に行うものでも良
い。またマーク５０及び５１のどちらを用いてキャリブ
レイションを行っても構わないが、キャリブレイション
を行おうとしたときのレチクルステージ４の位置は常に
Ｘ方向の駆動中心にあるとは限らないので、レチクルス
テージ４のＸ方向の移動が少なくてすむ方のマークを用
いてキャリブレイションを行えばスループットを向上で
きるのでより望ましい（縮小投影であるためレチクルス
テージ４の移動量はウエハステージ５の移動量より倍率
の分だけ大きいものとなり、移動時間もそれだけ必要と
なるためである。）。The timing at which the calibration is performed may be performed during a series of pattern transfer operations to the wafer 3 or may be performed independently of the pattern transfer operation. The calibration may be performed using either of the marks 50 and 51. However, since the position of the reticle stage 4 at the time of performing the calibration is not always at the driving center in the X direction, the reticle stage It is more desirable to perform calibration using a mark that requires less movement of the reticle stage 4 in the X direction because throughput can be improved. (Because of reduced projection, the movement amount of the reticle stage 4 is larger than the movement amount of the wafer stage 5. Because it is larger by the minute and the travel time is also longer.)

【００５８】図１０は本発明の走査型の投影露光装置の
実施形態４の要部概略図である。同図において図８で示
した要素と同一要素には同符番を付している。本実施形
態では図８の実施形態３に比べて、図１０に示すように
ウエハステージ５上にスリット露光領域６’の長手方向
と同じ方向に長い傾斜を有する２つの反射面プレート１
２ｄ，１２ｅを、ウエハ３をスキャン駆動するＸ方向に
挟んで配置している点が異なっており、その他の構成は
略同じである。FIG. 10 is a schematic view of a main part of a scanning projection exposure apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. 8, the same elements as those shown in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals. In the present embodiment, as compared with Embodiment 3 of FIG. 8, as shown in FIG. 10, two reflecting surface plates 1 having a longer inclination on the wafer stage 5 in the same direction as the longitudinal direction of the slit exposure region 6 ′.
The difference is that 2d and 12e are arranged in the X direction for scanning and driving the wafer 3, and the other configurations are substantially the same.

【００５９】本実施形態における反射面プレート１２
ｄ，１２ｅのＹ方向の長さはパターン転写の行われるウ
エハ３の直径よりも長いものに構成している。更に露光
スキャン駆動方向に傾斜を有するように配置している。
ウエハ３へのパターン転写の一連動作中にキャリブレイ
ションを行う場合に、レチクルステージ４のみならずウ
エハステージ５もスキャン駆動するＸ方向だけに駆動す
るだけで良く、ウエハステージ５がＹ方向とＺ方向に移
動しない分だけスループットが向上する。The reflecting surface plate 12 in the present embodiment
The lengths of d and 12e in the Y direction are longer than the diameter of the wafer 3 on which pattern transfer is performed. Further, they are arranged so as to have an inclination in the exposure scan driving direction.
When calibration is performed during a series of operations for transferring a pattern to the wafer 3, not only the reticle stage 4 but also the wafer stage 5 need only be driven in the X direction for scan driving, and the wafer stage 5 is moved in the Y and Z directions. The throughput is improved by not moving to the target.

【００６０】また基準プレート１０，１１のマーク５
０，５１及びどちらを用いてキャリブレイションを行っ
ても構わないが、キャリブレイションを行おうとしたと
きのレチクルステージ４の位置は常にＸ方向の駆動中心
にあるとは限らないので、レチクルステージ４のＸ方向
の移動が少なくてすむ方のマークを用いてキャリブレイ
ションを行っている。またウエハステージ５上の反射プ
レート１２ｄ，１２ｅもＸ方向の移動が少なくてすむ方
の反射プレートを用いてキャリブレイションを行ってい
る。The marks 5 on the reference plates 10 and 11
Calibration may be performed by using 0, 51, or any of them. However, since the position of the reticle stage 4 at the time of performing the calibration is not always at the driving center in the X direction, the reticle stage 4 Calibration is performed using a mark that requires less movement in the X direction. The reflection plates 12d and 12e on the wafer stage 5 are also calibrated by using the reflection plate that requires less movement in the X direction.

【００６１】次に本発明の投影露光装置の本実施形態５
について説明する。図８，図１０の実施形態２，３では
レチクルステージ４上に基準プレート１０，１１を配置
する例を示したが、本実施形態ではウエハステージ５上
に基準プレート１００を配置する構成としている。この
場合は基準プレート１００の下部のウエハステージ５内
に図３に示したキャリブレイション検出系（１０２〜１
０６）を設け、ウエハステージ５側から投影光学系２に
光を照射している。Next, a fifth embodiment of the projection exposure apparatus of the present invention will be described.
Will be described. 8 and 10 show the examples in which the reference plates 10 and 11 are arranged on the reticle stage 4, the present embodiment has a configuration in which the reference plate 100 is arranged on the wafer stage 5. In this case, the calibration detection system (102 to 1) shown in FIG.
06), and the projection optical system 2 is irradiated with light from the wafer stage 5 side.

【００６２】この場合は図８の基準プレート１０，１１
に対応する位置に傾斜反射面を有する反射プレートが構
成されており、投影光学系２からの光を反射している。
反射プレートの傾斜反射面の中心がレチクル１のパター
ン描画面と同じ高さにあるようにしている。レチクル側
に基準反射面を設けた場合、傾斜量は投影光学系の倍率
に合わせて所定量傾け量を多く設定しておく必要があ
る。In this case, the reference plates 10 and 11 shown in FIG.
A reflection plate having an inclined reflection surface is formed at a position corresponding to the above, and reflects light from the projection optical system 2.
The center of the inclined reflecting surface of the reflecting plate is at the same height as the pattern drawing surface of the reticle 1. When a reference reflecting surface is provided on the reticle side, it is necessary to set a large inclination amount by a predetermined amount in accordance with the magnification of the projection optical system.

【００６３】本実施形態は図８の構成の基準プレートと
反射面プレートの位置を入れ替えただけのものであり、
他の説明は図８又は図９と略同じである。In this embodiment, the positions of the reference plate and the reflection surface plate having the structure shown in FIG.
The other description is substantially the same as FIG. 8 or FIG.

【００６４】今まで説明したきた方法は、自己共役法に
よるフォーカス計測法に傾斜反射面を適用した場合であ
るが、レチクル側に計測用のマークを設けずに、ステー
ジ側の傾斜を有する面上に複数の計測用マークを設け、
投影光学系を介して、その画像情報を取得し画像コント
ラストから最良結像位置計測を行う方法にも効果的であ
る。The method described so far is a case in which an inclined reflection surface is applied to the focus measurement method by the self-conjugate method. However, a mark for measurement is not provided on the reticle side, and a surface having an inclination on the stage side is used. Multiple measurement marks,
It is also effective for a method of acquiring the image information via the projection optical system and measuring the best imaging position from the image contrast.

【００６５】この場合、図１０においては１２ｄ，１２
ｅといった傾斜を有する面上に図４に示すようなマーク
が、傾斜を有する方向に測定したいフォーカスピッチの
分、離れて複数個設定しておけばよい。レチクルステー
ジ上のレチクル乃至は基準プレート上にはマークを設け
ず透過部としておけばよい。センサー１０３ａ，１０３
ｂ，１０３ｃ及び１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃはＣＣ
Ｄ等の位置検出素子などを用いればステージ上の傾斜を
有する面上の基準マークの画像情報を取得することが容
易である。In this case, in FIG.
A plurality of marks as shown in FIG. 4 may be set on the inclined surface such as e by a distance corresponding to the focus pitch to be measured in the inclined direction. A mark may not be provided on the reticle on the reticle stage or on the reference plate, and the mark may be provided as a transmission portion. Sensor 103a, 103
b, 103c and 113a, 113b, 113c are CCs
If a position detecting element such as D is used, it is easy to obtain image information of the reference mark on the inclined surface on the stage.

【００６６】次に上記説明した投影露光装置又は走査型
の投影露光装置を利用したデバイスの製造方法の実施形
態を説明する。Next, an embodiment of a device manufacturing method using the above-described projection exposure apparatus or scanning projection exposure apparatus will be described.

【００６７】図１１は半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等
の半導体チップ、或は液晶パネルやＣＣＤ等）の製造の
フローを示す。FIG. 11 shows a flow of manufacturing a semiconductor device (a semiconductor chip such as an IC or an LSI, or a liquid crystal panel or a CCD).

【００６８】ステップ１（回路設計）では半導体デバイ
スの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では設
計した回路パターンを形成したマスクを製作する。一
方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を
用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセ
ス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを
用いてリソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路
を形成する。In step 1 (circuit design), the circuit of the semiconductor device is designed. Step 2 is a process for making a mask on the basis of the circuit pattern design. On the other hand, in step 3 (wafer manufacturing), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by lithography using the prepared mask and wafer.

【００６９】次のステップ５（組立）は後工程と呼ば
れ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導
体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシ
ング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ
５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久
性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体
デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。The next step 5 (assembly) is called a post-process, and is a process of forming a semiconductor chip using the wafer produced in step 4, and includes an assembly process (dicing and bonding) and a packaging process (chip encapsulation). And the like. In step 6 (inspection), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device manufactured in step 5 are performed. Through these steps, a semiconductor device is completed and shipped (step 7).

【００７０】図１２は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶
縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ
上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオ
ン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１
５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ス
テップ１６（露光）では上記説明した露光装置によって
マスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。FIG. 12 shows a detailed flow of the wafer process. Step 11 (oxidation) oxidizes the wafer's surface. Step 12 (CVD) forms an insulating film on the wafer surface. Step 13 (electrode formation) forms electrodes on the wafer by vapor deposition. In step 14 (ion implantation), ions are implanted into the wafer. Step 1
In 5 (resist processing), a photosensitive agent is applied to the wafer. Step 16 (exposure) uses the above-described exposure apparatus to print and expose the circuit pattern of the mask onto the wafer.

【００７１】ステップ１７（現像）では露光したウエハ
を現像する。ステップ１８（エッチング）では現像した
レジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジ
スト剥離）ではエッチングがすんで不要となったレジス
トを取り除く。これらのステップを繰り返し行なうこと
によってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。In step 17 (development), the exposed wafer is developed. In step 18 (etching), portions other than the developed resist image are removed. In step 19 (resist stripping), the resist that has become unnecessary after the etching is removed. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.

【００７２】本実施形態の製造方法を用いれば、従来は
製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを製造する
ことができる。By using the manufacturing method of this embodiment, it is possible to manufacture a highly integrated semiconductor device which has been conventionally difficult to manufacture.

【００７３】[0073]

【発明の効果】本発明によれば以上のように各要素を設
定することによって、第１物体としてのレチクル面上の
パターンを投影光学系で第２物体としてのウエハ面上に
投影する際、投影光学系の結像面（フォーカス位置）を
光軸方向にステージを移動走査をすることなしに、短時
間に、しかも高精度に検出することができ、高集積度の
半導体デバイスを容易に製造することができる投影露光
装置及びそれを用いた半導体デバイスの製造方法を達成
することができる。According to the present invention, by setting each element as described above, when the pattern on the reticle surface as the first object is projected on the wafer surface as the second object by the projection optical system, The imaging plane (focus position) of the projection optical system can be detected in a short time and with high accuracy without moving and scanning the stage in the direction of the optical axis, and a highly integrated semiconductor device can be easily manufactured. And a semiconductor device manufacturing method using the same.

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

【図１】 本発明の投影露光装置の実施形態１の要部概
略図FIG. 1 is a schematic view of a main part of a projection exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図２】 図１の反射面プレートの説明図FIG. 2 is an explanatory view of the reflection surface plate of FIG. 1;

【図３】 本発明の投影露光装置の実施形態２の要部概
略図FIG. 3 is a schematic view of a main part of a projection exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図４】 図１の基準マークの説明図FIG. 4 is an explanatory diagram of a reference mark in FIG. 1;

【図５】 図１の受光素子からの信号出力の説明図5 is an explanatory diagram of a signal output from the light receiving element in FIG.

【図６】 図１のウエハステージ上の説明図FIG. 6 is an explanatory diagram on the wafer stage of FIG. 1;

【図７】 本発明の投影露光装置の実施形態１の動作の
フローチャートFIG. 7 is a flowchart of the operation of the projection exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention.

【図８】 本発明の走査型の投影露光装置の実施形態３
の要部概略図FIG. 8 is a scanning projection exposure apparatus according to a third embodiment of the present invention.
Main part schematic diagram of

【図９】 図８の基準プレートの説明図FIG. 9 is an explanatory view of the reference plate of FIG. 8;

【図１０】 本発明の走査型の投影露光装置の実施形態
４の要部概略図FIG. 10 is a schematic view of a main part of a scanning projection exposure apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.

【図１１】 本発明のデバイスの製造方法のフローチャ
ートFIG. 11 is a flowchart of a device manufacturing method according to the present invention.

【図１２】 本発明のデバイスの製造方法のフローチャ
ートFIG. 12 is a flowchart of a device manufacturing method according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

８００ 露光照明系（照明手段） １ レチクル（第１物体） ２ 投影光学系 ３ ウエハ（第２物体） ４ レチクルステージ（第１可動ステージ） ５ ウエハステージ（第２可動ステージ） ５０ 基準マーク １２ 反射面プレート １２ａ 反射面 １０，１１ 基準プレート １１００ 制御手段 ３３（３３ａ，３３ｂ） 位置検出手段 １０３ 受光手段 800 Exposure illumination system (illumination means) 1 Reticle (first object) 2 Projection optical system 3 Wafer (second object) 4 Reticle stage (first movable stage) 5 Wafer stage (second movable stage) 50 Reference mark 12 Reflecting surface Plate 12a Reflecting surface 10, 11 Reference plate 1100 Control means 33 (33a, 33b) Position detecting means 103 Light receiving means

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 照明手段からの露光光で照明した第１物
体面上のパターンを投影光学系により可動ステージに載
置した第２物体面上に投影する投影露光装置において、
該可動ステージ上に反射面を該第１物体面と略同一面上
に基準マークを各々設け、該反射面が該投影光学系の結
像面に対して傾斜した状態で該基準マークを照明し、該
基準マークを該投影光学系を介して該反射面に投影し、
該反射面で反射した光束を該投影光学系と該基準マーク
を介して受光手段で該可動ステージを該反射面の傾斜方
向に駆動させながら受光し、該受光素子からの信号を用
いて制御手段により該投影光学系の結像位置情報を求め
ていることを特徴とする投影露光装置。1. A projection exposure apparatus for projecting a pattern on a first object surface illuminated with exposure light from an illumination means onto a second object surface mounted on a movable stage by a projection optical system,
A reference mark is provided on the movable stage with a reflecting surface substantially on the same plane as the first object surface, and the reference mark is illuminated in a state where the reflecting surface is inclined with respect to the imaging plane of the projection optical system. Projecting the fiducial mark onto the reflecting surface via the projection optical system,
The light beam reflected by the reflecting surface is received by the light receiving means via the projection optical system and the reference mark while driving the movable stage in the direction of inclination of the reflecting surface, and the control means uses a signal from the light receiving element. Wherein the imaging position information of the projection optical system is obtained by the following. 【請求項２】 前記投影光学系を介さずに反射面上に光
束を投光する投光手段と、該反射面からの反射光束を受
光手段で受光する受光手段とを有する位置検出手段を設
け、該位置検出手段により該反射面の該投影光学系の光
軸方向の面位置情報を検出していることを特徴とする請
求項１の投影露光装置。2. A position detecting device comprising: a light projecting device for projecting a light beam onto a reflecting surface without passing through the projection optical system; and a light receiving device for receiving a light beam reflected from the reflecting surface by a light receiving device. 2. The projection exposure apparatus according to claim 1, wherein said position detecting means detects surface position information of said reflection surface in an optical axis direction of said projection optical system. 【請求項３】 前記制御手段で求めた結像位置情報を用
いて前記位置検出手段で得られる面位置情報のキャリブ
レーションを行っていることを特徴とする請求項２の投
影露光装置。3. The projection exposure apparatus according to claim 2, wherein the surface position information obtained by the position detecting means is calibrated using the image forming position information obtained by the control means. 【請求項４】 前記反射面は前記投影光学系の結像面に
対して傾斜した傾斜反射面より成っていることを特徴と
する請求項１の投影露光装置。4. The projection exposure apparatus according to claim 1, wherein said reflection surface comprises an inclined reflection surface which is inclined with respect to an image forming surface of said projection optical system. 【請求項５】 前記反射面は前記可動ステージを回動駆
動させて前記投影光学系の結像面に対して傾斜させてい
ることを特徴とする請求項１の投影露光装置。5. The projection exposure apparatus according to claim 1, wherein the reflecting surface is tilted with respect to an image forming surface of the projection optical system by rotating the movable stage. 【請求項６】 第１可動ステージに載置した第１物体面
上のパターンを投影光学系により第２可動ステージに載
置した第２物体面上に走査手段により該第１，第２可動
ステージを該投影光学系の撮影倍率に対応させた速度比
で同期させて走査させながら投影露光する走査型の投影
露光装置において該第１可動ステージ上に基準プレート
を該第２可動ステージ上に反射面を各々設け、該反射面
が該投影光学系の結像面に対し傾斜した状態で該基準プ
レートを照明し、該基準プレートを該投影光学系を介し
て該反射面上に投影し、該反射面で反射した光束を該投
影光学系と該基準プレートを介した後に受光手段で該第
２可動ステージを該反射面の傾斜方向に駆動させながら
受光し、該受光素子からの信号を用いて制御手段により
該投影光学系の結像位置情報を求めていることを特徴と
する走査型の投影露光装置。6. The first and second movable stages are scanned by scanning means on a pattern on a first object surface mounted on a first movable stage on a second object surface mounted on a second movable stage by a projection optical system. In a scanning projection exposure apparatus that performs projection exposure while scanning in synchronization with a speed ratio corresponding to the photographing magnification of the projection optical system, a reference plate is provided on the first movable stage and a reflection surface is provided on the second movable stage. Illuminating the reference plate in a state where the reflection surface is inclined with respect to the imaging plane of the projection optical system, projecting the reference plate onto the reflection surface via the projection optical system, The light beam reflected by the surface is received through the projection optical system and the reference plate while receiving light while driving the second movable stage in the direction of inclination of the reflection surface, and is controlled using a signal from the light receiving element. Imaging of the projection optical system by means A scanning type projection exposure apparatus wherein position information is obtained. 【請求項７】 前記投影光学系を介さずに反射面上に光
束を投光する投光手段と、該反射面からの反射光束を受
光手段で受光する受光手段とを有する位置検出手段を設
け、該位置検出手段により該反射面の該投影光学系の光
軸方向の面位置情報を検出していることを特徴とする請
求項６の走査型の投影露光装置。7. A position detecting device comprising: a light projecting device for projecting a light beam onto a reflecting surface without passing through the projection optical system; and a light receiving device for receiving a light beam reflected from the reflecting surface by a light receiving device. 7. A scanning projection exposure apparatus according to claim 6, wherein said position detecting means detects surface position information of said reflection surface in the optical axis direction of said projection optical system. 【請求項８】 前記制御手段で求めた結像位置情報を用
いて前記位置検出手段で得られる面位置情報のキャリブ
レーションを行っていることを特徴とする請求項７の走
査型の投影露光装置。8. A scanning type projection exposure apparatus according to claim 7, wherein calibration of surface position information obtained by said position detecting means is performed using image forming position information obtained by said control means. . 【請求項９】 前記反射面は前記投影光学系の結像面に
対して傾斜した傾斜反射面より成っていることを特徴と
する請求項６の走査型の投影露光装置。9. The scanning projection exposure apparatus according to claim 6, wherein said reflecting surface is formed of an inclined reflecting surface inclined with respect to an image forming surface of said projection optical system. 【請求項１０】 前記反射面は前記第２可動ステージを
回動駆動させて前記投影光学系の結像面に対して傾斜さ
せていることを特徴とする請求項６の走査型の投影露光
装置。10. The scanning projection exposure apparatus according to claim 6, wherein said reflection surface is tilted with respect to an image forming surface of said projection optical system by rotating said second movable stage. . 【請求項１１】 第１可動ステージに載置した第１物体
面上のパターンを投影光学系により第２可動ステージに
載置した第２物体面上に走査手段により該第１，第２可
動ステージを該投影光学系の撮影倍率に対応させた速度
比で同期させて走査させながら投影露光する走査型の投
影露光装置において該第１可動ステージ上に該投影光学
系の結像面に対して傾斜した反射面を、該第２可動ステ
ージ上に基準プレートを各々設け、該基準プレートを照
明し、該基準プレートを該投影光学系を介して該反射面
上に投影し、該反射面で反射した光束を該投影光学系と
該基準プレートを介した後に受光手段で該第１可動ステ
ージ又は該第２可動ステージを該反射面の傾斜方向に駆
動させながら受光し、該受光素子からの信号を用いて制
御手段により該投影光学系の結像位置情報を求めている
ことを特徴とする走査型の投影露光装置。11. A first optical system for projecting a pattern on a first object surface mounted on a first movable stage onto a second object surface mounted on a second movable stage by a projection optical system. In a scanning type projection exposure apparatus that performs projection exposure while scanning in synchronization with a speed ratio corresponding to the photographing magnification of the projection optical system, the projection optical system tilts with respect to the image forming plane of the projection optical system on the first movable stage. A reference plate is provided on each of the second movable stages, the reference plate is illuminated, the reference plate is projected on the reflection surface via the projection optical system, and reflected by the reflection surface. The light beam is received through the projection optical system and the reference plate while receiving light while driving the first movable stage or the second movable stage in the direction of inclination of the reflecting surface by a light receiving means, and a signal from the light receiving element is used. By the control means A scanning projection exposure apparatus, wherein information on an image forming position of an optical system is obtained. 【請求項１２】 前記投影光学系を介さずに反射面上に
光束を投光する投光手段と、該反射面からの反射光束を
受光手段で受光する受光手段とを有する位置検出手段を
設け、該位置検出手段により該反射面の該投影光学系の
光軸方向の面位置情報を検出していることを特徴とする
請求項１１の走査型の投影露光装置。12. A position detecting means comprising: light projecting means for projecting a light beam onto a reflecting surface without passing through the projection optical system; and light receiving means for receiving a light beam reflected from the reflecting surface by a light receiving means. 12. A scanning projection exposure apparatus according to claim 11, wherein said position detecting means detects surface position information of said reflection surface in the optical axis direction of said projection optical system. 【請求項１３】 前記制御手段で求めた結像位置情報を
用いて前記位置検出手段で得られる面位置情報のキャリ
ブレーションを行っていることを特徴とする請求項１１
の走査型の投影露光装置。13. The surface position information obtained by said position detecting means is calibrated using the image forming position information obtained by said control means.
Scanning projection exposure apparatus. 【請求項１４】 請求項１〜５のいずれか１項記載の投
影露光装置を用いてレチクルとウエハとの位置合わせを
行った後に、レチクル面上のパターンをウエハ面上に投
影露光し、その後、該ウエハを現像処理工程を介してデ
バイスを製造していることを特徴とするデバイスの製造
方法。14. A pattern on a reticle surface is projected and exposed on a wafer surface after a reticle and a wafer are aligned using the projection exposure apparatus according to claim 1. And a method for manufacturing a device by subjecting the wafer to a development process. 【請求項１５】 請求項６〜１３のいずれか１項記載の
走査型の投影露光装置を用いてレチクルとウエハとの位
置合わせを行った後に、レチクル面上のパターンをウエ
ハ面上に投影露光し、その後、該ウエハを現像処理工程
を介してデバイスを製造していることを特徴とするデバ
イスの製造方法。15. A pattern on a reticle surface is projected onto a wafer surface after a reticle and a wafer are aligned using the scanning projection exposure apparatus according to claim 6. And thereafter manufacturing the device through the developing process of the wafer. 【請求項１６】 照明手段からの露光光で照明した第１
物体面上のパターンを投影光学系により可動ステージに
載置した第２物体面上に投影する投影露光装置におい
て、可動ステージ上に、複数の基準マークが設けられた
基準面を設け、該基準面が該投影光学系の結像面に対し
て傾斜した状態で該基準マークを照明し、投影光学系と
該第１物体面を介して該基準マークの画像を受光手段で
受光しながら、該可動ステージを該基準面の傾斜方向に
駆動させ、該受光手段からの信号を用いて制御手段によ
り該投影光学系の結像位置情報を求めていることを特徴
とする投影露光装置。16. The first illuminated by exposure light from an illuminating means.
In a projection exposure apparatus for projecting a pattern on an object surface onto a second object surface mounted on a movable stage by a projection optical system, a reference surface provided with a plurality of reference marks is provided on the movable stage; Illuminates the fiducial mark in a state where the fiducial mark is inclined with respect to the imaging plane of the projection optical system, and receives the image of the fiducial mark through the projection optical system and the first object plane with light receiving means, A projection exposure apparatus wherein a stage is driven in a direction of inclination of the reference plane, and information on the image forming position of the projection optical system is obtained by control means using a signal from the light receiving means.