JPWO2005124832A1 - Exposure equipment - Google Patents
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Abstract
オフアクシスの面位置計測装置の複数の計測点は、露光領域IAを一重に囲むように枠状領域MAに配置されている。このようにすれば、露光領域IAに到達するウエハW上の領域は、この枠状領域MAを通過するようになり、その領域が露光されるときには、その領域の面形状マップが作成されている状態となっている。したがって、その面形状マップに基づいて、ウエハWの面位置を調整すれば、露光領域内にウエハWの面位置を計測する計測点を配置しなくても、高精度な露光が可能となる。A plurality of measurement points of the off-axis surface position measurement apparatus are arranged in the frame-shaped region MA so as to surround the exposure region IA in a single layer. In this way, the area on the wafer W that reaches the exposure area IA passes through the frame-shaped area MA, and when the area is exposed, a surface shape map of the area is created. It is in a state. Therefore, by adjusting the surface position of the wafer W based on the surface shape map, high-precision exposure can be performed without arranging measurement points for measuring the surface position of the wafer W in the exposure region.
Description
本発明は、露光装置に係り、さらに詳しくは、投影光学系を介して露光光を物体の表面上に照射する露光装置に関する。 The present invention relates to an exposure apparatus, and more particularly to an exposure apparatus that irradiates exposure light onto the surface of an object via a projection optical system.
従来より、半導体素子(集積回路)、液晶表示素子等の電子デバイスを製造するリソグラフィ工程では、マスク又はレチクル(以下、「レチクル」と総称する)のパターンの像を、投影光学系を介して、レジスト(感光剤)が塗布されたウエハ又はガラスプレート等感光性の基板(以下、「基板」又は「ウエハ」と呼ぶ)上の各ショット領域に転写する投影露光装置が使用されている。この種の投影露光装置としては、従来、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置(いわゆるステッパ)が多用されていたが、最近ではレチクルとウエハとを同期走査しつつ露光を行うステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置(いわゆるスキャニング・ステッパ)も注目されている。 Conventionally, in a lithography process for manufacturing an electronic device such as a semiconductor element (integrated circuit) or a liquid crystal display element, an image of a pattern of a mask or a reticle (hereinafter collectively referred to as “reticle”) is transmitted via a projection optical system. 2. Description of the Related Art A projection exposure apparatus is used that transfers to each shot area on a photosensitive substrate (hereinafter referred to as “substrate” or “wafer”) such as a wafer or glass plate coated with a resist (photosensitive agent). As this type of projection exposure apparatus, a step-and-repeat type reduction projection exposure apparatus (so-called stepper) has been conventionally used, but recently, a step-and-repeat that performs exposure while synchronously scanning a reticle and a wafer. A scanning projection exposure apparatus (so-called scanning stepper) is also attracting attention.
この種の露光装置を用いて露光を行う際には、デフォーカスに起因する露光不良の発生を極力抑制するために、投影光学系の光軸方向に関する基板の位置を、焦点位置検出系(フォーカス検出系)により検出し、その検出結果に基づいて、露光領域(露光光が照射される領域)に対応する基板の表面を投影光学系の最良結像面に焦点深度の範囲内に合わせる、いわゆるオートフォーカス・レベリング制御を行っている。通常、このような焦点位置検出系としては、露光領域に対応する基板上の領域の面位置を検出する斜入射方式の多点焦点位置検出系(以下、「多点AF系」と呼ぶ)が採用されている(例えば、特許文献1、2等参照)。
When performing exposure using this type of exposure apparatus, the position of the substrate with respect to the optical axis direction of the projection optical system is set to a focus position detection system (focus) in order to suppress the occurrence of exposure failure due to defocus as much as possible. A detection system), and based on the detection result, the surface of the substrate corresponding to the exposure area (area irradiated with the exposure light) is adjusted to the best imaging plane of the projection optical system within the range of the depth of focus. Auto focus / leveling control is performed. Usually, as such a focus position detection system, an oblique incidence type multi-point focus position detection system (hereinafter referred to as a “multi-point AF system”) that detects a surface position of an area on a substrate corresponding to an exposure area. (For example, refer to
しかしながら、上記投影露光装置においては、解像度を向上させるため、投影光学系の開口(NA)数が大きくなってきており、この開口数の増大化に伴って、投影光学系と、ウエハとの間のワーキングディスタンスが短くなっているので、上記多点AF系の計測点を露光領域に配置することが困難になってきている。 However, in the above projection exposure apparatus, the numerical aperture (NA) of the projection optical system has been increased in order to improve the resolution. As the numerical aperture is increased, the projection optical system and the wafer are increased in number. Therefore, it has become difficult to place the measurement points of the multi-point AF system in the exposure area.
このような不都合を解決すべく、最近では、露光領域に計測点を配置しないオフアクシス方式のウエハWの面位置計測装置を備える露光装置も提案されている(例えば、特許文献3、4等参照)。しかしながら、この種のオフアクシス方式の計測装置では、実際の露光領域を計測することができないので、ウエハWの面位置のさらなる計測精度の向上が望まれている。
上記事情の下になされた本発明は、投影光学系を介して露光光を物体の表面上に照射する露光装置であって、前記物体を保持して前記投影光学系の光軸に直交する2次元面内を移動可能なステージと;前記投影光学系を介して前記露光光が照射される所定領域の周囲の少なくとも一部に配置された複数の計測点を有し、該複数の計測点のそれぞれにおいて前記投影光学系の光軸に関する物体の面位置情報を計測する第1計測装置と;前記第1計測装置の計測結果に基づいて、前記物体の面形状情報を算出する算出装置と;前記ステージの位置情報を計測する第2計測装置と;前記算出装置の算出結果と前記第2計測装置の計測結果とに基づいて、前記所定領域に対する物体の面位置を制御する制御装置と;を備える露光装置である。 The present invention made under the above circumstances is an exposure apparatus that irradiates the surface of an object with exposure light via a projection optical system, and holds the object and is orthogonal to the optical axis of the projection optical system. A stage movable in a dimension plane; and a plurality of measurement points arranged at least in a part around a predetermined area irradiated with the exposure light via the projection optical system, A first measuring device that measures surface position information of the object with respect to the optical axis of the projection optical system; a calculation device that calculates surface shape information of the object based on a measurement result of the first measuring device; A second measurement device that measures position information of the stage; and a control device that controls the surface position of the object with respect to the predetermined region based on the calculation result of the calculation device and the measurement result of the second measurement device. It is an exposure apparatus.
これによれば、投影光学系の光軸方向に関する物体の面位置情報を計測するための第1計測装置の複数の計測点が、投影光学系を介した露光光が照射される所定領域の周囲の少なくとも一部に配置されている。そのため、物体上のある領域に対し露光を行う前に、その領域が、複数の計測点による物体の面位置を計測可能な箇所を必ず通過するようになり、その領域の面形状情報を必ず算出することができるので、その面形状情報に基づいて、その領域を露光中に投影光学系の最良結像面に焦点深度内で一致させることができるようになる。この結果、高精度な露光を実現することができる。 According to this, the plurality of measurement points of the first measurement device for measuring the surface position information of the object with respect to the optical axis direction of the projection optical system are around a predetermined region irradiated with the exposure light via the projection optical system. Is arranged at least in part. Therefore, before performing exposure on a certain area on the object, the area always passes through the location where the surface position of the object can be measured by multiple measurement points, and the surface shape information of that area is always calculated. Therefore, based on the surface shape information, the area can be matched with the best imaging plane of the projection optical system within the depth of focus during the exposure. As a result, highly accurate exposure can be realized.
≪第1の実施形態≫
以下、本発明の第1の実施形態について図1〜図9に基づいて説明する。<< First Embodiment >>
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1には、本発明の第1の実施形態に係る露光装置100の全体構成が概略的に示されている。この露光装置100は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置(スキャニング・ステッパ(スキャナ)とも呼ばれる)である。
FIG. 1 schematically shows the overall configuration of an
この露光装置100は、光源及び照明光学系を含み、エネルギービームとしての照明光(露光光)ILによりレチクルRを照明する照明系10と、レチクルRを保持するレチクルステージRSTと、レチクルRを介した照明光ILをウエハWに投射する投影ユニットPUと、ウエハWが載置されるウエハステージWSTと、これらの制御系等とを備えている。
The
前記照明系10は、例えば特開2001−313250号公報(対応する米国特許出願公開第2003/0025890号)などに開示されるように、光源、オプティカルインテグレータ等を含む照度均一化光学系、ビームスプリッタ、リレーレンズ、可変NDフィルタ、レチクルブラインドで規定されたレチクルR上のスリット状の照明領域を照明光ILによりほぼ均一な照度で照明する。ここで、照明光ILとしては、一例としてArFエキシマレーザ光(波長193nm)が用いられている。また、オプティカルインテグレータとしては、フライアイレンズ、ロッドインテグレータ(内面反射型インテグレータ)あるいは回折光学素子などを用いることができる。なお、照明系10を、例えば特開平6−349701号公報及びこれに対応する米国特許第5,534,970号などに開示されるような照明系と同様に構成しても良い。本国際出願で指定した指定国(又は選択した選択国)の国内法令が許す限りにおいて、上記各公報及び対応する米国特許出願公開明細書又は米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。 The illumination system 10 includes, for example, an illuminance uniformizing optical system including a light source, an optical integrator, and a beam splitter as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-313250 (corresponding US Patent Application Publication No. 2003/0025890) The slit-shaped illumination area on the reticle R defined by the relay lens, the variable ND filter, and the reticle blind is illuminated with substantially uniform illuminance by the illumination light IL. Here, as the illumination light IL, for example, ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) is used. As the optical integrator, a fly-eye lens, a rod integrator (an internal reflection type integrator), a diffractive optical element, or the like can be used. The illumination system 10 may be configured similarly to an illumination system as disclosed in, for example, JP-A-6-349701 and US Pat. No. 5,534,970 corresponding thereto. To the extent permitted by national legislation in the designated country (or selected selected country) designated in this international application, the disclosure in this specification shall be incorporated with the disclosure of each of the above publications and the corresponding published US patent application or US patent. Part.
前記レチクルステージRSTは、不図示のレチクルベース上に、その底面に設けられた不図示のエアベアリングなどによって例えば数μm程度のクリアランスを介して浮上支持されている。このレチクルステージRST上には、レチクルRが、例えば真空吸着(又は静電吸着)により固定されている。レチクルステージRSTは、ここでは、リニアモータ等を含むレチクルステージ駆動部RSC(図1では不図示、図9参照)により、後述する投影光学系PLの光軸AXに垂直なXY平面内で2次元的に(X軸方向、Y軸方向及びXY平面に直交するZ軸回りの回転方向(θz方向)に)微小駆動可能であるとともに、不図示のレチクルベース上を所定の走査方向(ここでは、図1における紙面直交方向であるY軸方向とする)に指定された走査速度で駆動可能となっている。 The reticle stage RST is levitated and supported on a reticle base (not shown) by an air bearing (not shown) provided on the bottom surface of the reticle stage RST via a clearance of about several μm, for example. On reticle stage RST, reticle R is fixed by, for example, vacuum suction (or electrostatic suction). Here, the reticle stage RST is two-dimensionally within an XY plane perpendicular to the optical axis AX of the projection optical system PL described later by a reticle stage drive unit RSC (not shown in FIG. 1, see FIG. 9) including a linear motor or the like. (In the X-axis direction, the Y-axis direction, and the rotation direction (θz direction) around the Z-axis orthogonal to the XY plane) and a predetermined scanning direction (here, It is possible to drive at a scanning speed designated in the Y-axis direction which is the direction perpendicular to the paper surface in FIG.
レチクルステージRSTの端面には鏡面加工が施されており、レチクルステージRSTのステージ移動面内の位置は、その端面に測長ビームを照射するレチクルレーザ干渉計(以下、「レチクル干渉計」という)16によって投影ユニットPUを構成する鏡筒40の側面に固定された不図示の固定鏡を基準として、例えば0.5〜1nm程度の分解能で常時検出されている。実際には、レチクルステージRST上にはY軸方向に直交する端面とX軸方向に直交する端面とが設けられ、更にこれに対応してX軸方向位置計測用の固定鏡とY軸方向位置計測用の固定鏡とが設けられており、X軸方向及びY軸方向に関するレーザ干渉計が、図1ではレチクル干渉計16として統合して示されている。
The end surface of the reticle stage RST is mirror-finished, and the position of the reticle stage RST in the stage moving surface is a reticle laser interferometer that irradiates a length measuring beam to the end surface (hereinafter referred to as “reticle interferometer”). 16 is always detected with a resolution of about 0.5 to 1 nm, for example, with a fixed mirror (not shown) fixed to the side surface of the
レチクル干渉計16のうちの各軸の干渉計をそれぞれレチクルY干渉計及びレチクルX干渉計とする。レチクルY干渉計とレチクルX干渉計の一方、例えばレチクルY干渉計は測長軸が2軸の干渉計であり、このレチクルY干渉計の計測値に基づきレチクルステージRSTのY位置に加えθz方向の回転も計測できるようになっている。なお、例えば、レチクルステージRST上に移動鏡を設けてその反射面を上記端面の代わりとしても良い。また、レチクルステージRSTの走査方向(本第1の実施形態ではY軸方向)の位置検出に用いられるX軸方向に延びる端面の代わりに、少なくとも1つのコーナキューブ型ミラー(例えばレトロリフレクタ)を用いても良い。
The interferometers on each axis of the
レチクル干渉計16の計測値は、主制御装置20に送られている。主制御装置20は、レチクル干渉計16の計測値に基づいてレチクルステージ駆動部RSC(図1では不図示、図9参照)を介してレチクルステージRSTを駆動制御する。
The measurement value of
前記投影ユニットPUは、円筒状の鏡筒40と、該鏡筒40に保持された複数の光学素子から成る投影光学系PLとによって構成されている。
The projection unit PU is composed of a
前記投影光学系PLとしては、例えばZ軸方向の共通の光軸AXを有する複数のレンズ(レンズエレメント)から成る屈折光学系が用いられている。このレンズエレメントのうち、最も像面側に配置されているのがレンズ91である。この投影光学系PLは、例えば両側テレセントリック光学系で所定の投影倍率(例えば1/4倍又は1/5倍)を有する。このため、照明系10からの照明光ILによってレチクルRの照明領域が照明されると、このレチクルRを通過した照明光ILにより、投影光学系PLを介してその照明領域内のレチクルRの例えば回路パターンの縮小像(回路パターンの一部の縮小像)が、表面にレジスト(感光剤)が塗布されたウエハW上に形成される。
As the projection optical system PL, for example, a refractive optical system including a plurality of lenses (lens elements) having a common optical axis AX in the Z-axis direction is used. Among these lens elements, the
なお、本第1の実施形態の露光装置100では、液浸法を適用した露光が行われるため、開口数NAが実質的に増大することに伴いレチクル側の開口が大きくなる。このため、レンズのみで構成する屈折光学系においては、ペッツヴァルの条件を満足することが困難となり、投影光学系が大型化する傾向にある。かかる投影光学系の大型化を避けるために、ミラーとレンズとを含んで構成される反射屈折系(カタディオプトリック系)を用いても良い。
Note that, in the
投影光学系PLを構成する最も像面側(ウエハW側)のレンズ(以下、先玉ともいう)91の近傍には、液体給排システム32を構成する液体供給ノズル51Aと、液体回収ノズル51Bとが設けられている。液体供給ノズル51Aと液体回収ノズル51Bとは、例えば、鏡筒40が支持された定盤に保持されており、その先端が、後述するウエハステージWSTと対向するように配置されている。図1では、この液体給排システム32を図示するため、後述するアライメント検出系AS、面位置計測装置60の一部を破砕して示している。
A
前記液体供給ノズル51Aでは、その一端が、液体供給装置31A(図1では不図示、図9参照)に接続された不図示の供給管に接続されており、前記液体回収ノズル51Bでは、その一端が、液体回収装置31B(図1では不図示、図9参照)に接続された不図示の回収管に接続されている。
One end of the
前記液体供給装置31Aは、液体タンク、加圧ポンプ及び温度制御装置並びに供給管に対する液体の供給・停止を制御するためのバルブ等を含んで構成されている。このバルブとしては、例えば液体の供給・停止のみならず、流量の調整も可能となるように流量制御弁を用いるのが望ましい。前記温度制御装置は、液体タンク内の液体の温度を、露光装置100が収納されているチャンバ(不図示)内の温度と同程度になるように調整する。
The
前記液体回収装置31Bは、液体タンク及び吸引ポンプ並びに回収管を介した液体の回収・停止を制御するためのバルブ等を含んで構成されている。このバルブとしては、前述した液体供給装置31A側のバルブに対応して流量制御弁を用いるのが望ましい。
The
上記の液体としては、ここでは、ArFエキシマレーザ光(波長193nmの光)が透過する超純水(以下、特に必要な場合を除いて、単に「水」と記述する)を用いるものとする。超純水は、半導体製造工場等で容易に大量に入手できるとともに、ウエハ上のフォトレジストや光学レンズ等に対する悪影響がないという利点がある。また、超純水は環境に対する悪影響がないうえ、不純物の含有量が極めて少ないため、ウエハWの表面及び先玉91の表面をも洗浄する作用も期待できる。
Here, as the liquid, ultrapure water (hereinafter simply referred to as “water” unless otherwise required) through which ArF excimer laser light (light having a wavelength of 193 nm) passes is used. Ultrapure water has the advantage that it can be easily obtained in large quantities at a semiconductor manufacturing plant or the like and has no adverse effect on the photoresist, optical lens, etc. on the wafer. In addition, since the ultrapure water has no adverse effect on the environment and the content of impurities is extremely small, it can be expected to clean the surface of the wafer W and the surface of the
水の屈折率nは、ほぼ1.44である。この水の中では、照明光ILの波長は、193nm×1/n=約134nmに短波長化される。 The refractive index n of water is approximately 1.44. In this water, the wavelength of the illumination light IL is shortened to 193 nm × 1 / n = about 134 nm.
前記液体供給装置31A及び液体回収装置31Bは、それぞれコントローラを具備しており、それぞれのコントローラは、主制御装置20によって制御されるようになっている(図9参照)。液体供給装置31Aのコントローラは、主制御装置20からの指示に応じ、供給管に接続されたバルブを所定開度で開き、液体供給ノズル51Aを介して先玉91とウエハWとの間に水を供給する。また、このとき、液体回収装置31Bのコントローラは、主制御装置20からの指示に応じ、回収管に接続されたバルブを所定開度で開き、液体回収ノズル51Bを介して先玉91とウエハWとの間から液体回収装置31B(液体のタンク)の内部に水を回収する。このとき、主制御装置20は、先玉91とウエハWとの間に液体供給ノズル51Aから供給される水の量と、液体回収ノズル51Bを介して回収される水の量とが常に等しくなるように、液体供給装置31Aのコントローラ、液体回収装置31Bのコントローラに対して指令を与える。そのため、先玉91とウエハWとの間には常に一定量の水Lq(図1参照)が保持される。この場合、先玉91とウエハWとの間に保持された水Lqは、常に入れ替わっている。
Each of the
上記説明から明らかなように、本第1の実施形態の液体給排システム32は、上記液体供給装置31A、液体回収装置31B、供給管、回収管、液体供給ノズル51A及び液体回収ノズル51B等を含んで構成された、局所液浸の液体給排システムである。なお、上記の説明では、その説明を簡単にするため、液体供給ノズルと液体回収ノズルとがそれぞれ1つずつ設けられているものとしたが、これに限らず、例えば、国際公開第99/49504号パンフレットに開示されるように、ノズルを多数有する構成を採用することとしても良い。要は、最も像面側に配置された投影光学系PLの光学部材(先玉)91とウエハWとの間に液体を供給することができるのであれば、その構成はいかなるものであっても良い。
As apparent from the above description, the liquid supply /
なお、先玉91とウエハWとの間の間隔、すなわちワーキングディスタンスは、例えば約1mm程度であり、非常に狭く規定されている。
Note that the distance between the
前記ウエハステージWSTは、図1に示されるように、投影ユニットPUの下方に水平に配置されたステージベースBSの上面に、その底面に設けられた複数のエアベアリングを介して非接触で浮上支持されている。このウエハステージWST上に、ウエハホルダ70を介してウエハWが真空吸着(又は静電吸着)によって固定されている。前記ステージベースBSの+Z側の面(上面)は、その平坦度が非常に高くなるように加工されており、この面がウエハステージWSTの移動基準面であるガイド面となっている。
As shown in FIG. 1, the wafer stage WST is supported in a non-contact manner on a top surface of a stage base BS disposed horizontally below the projection unit PU through a plurality of air bearings provided on the bottom surface thereof. Has been. On wafer stage WST, wafer W is fixed by vacuum chucking (or electrostatic chucking) via
前記ウエハステージWSTは、リニアモータあるいは平面モータ等の駆動系によってXY2次元面内で駆動されるXYステージWS1と、ウエハを保持するZ・レベリングステージWS2とを備えている。前記Z・レベリングステージWS2は、XYステージWS1上に同一直線上に並ぶことがないように配置された3つのアクチュエータ41A〜41C上に設けられており、この3つのアクチュエータ41A〜41CのZ軸方向の協調動作により、Z位置及びXY平面に対する傾斜を調整可能なステージである。図9においては、XYステージWS1をXY2次元面内で駆動する駆動系と、アクチュエータ41A〜41Cとで構成される駆動系が、ウエハステージ駆動部WSCとして統合して示されている。すなわち、前記ウエハステージWSTは、投影光学系PLの図1における下方で、ウエハステージ駆動部WSCによって上記ガイド面に沿ってXY面内(θz含む)で駆動され、Z軸方向、θx方向(X軸回りの回転方向)、θy方向(Y軸回りの回転方向)の3自由度方向に微小駆動される。
Wafer stage WST includes an XY stage WS1 that is driven in an XY two-dimensional plane by a drive system such as a linear motor or a planar motor, and a Z / leveling stage WS2 that holds the wafer. The Z-leveling stage WS2 is provided on three
前記ウエハホルダ70は、板状の本体部と、該本体部の上面に固定されその中央にウエハWの直径より0.1〜1mm程度直径が大きな円形開口が形成された不図示の補助プレートとを備えている。この補助プレートの円形開口内部の領域には、多数のピンが配置されており、その多数のピンによってウエハWが支持された状態で真空吸着されている。この場合、ウエハWが真空吸着された状態では、そのウエハWの表面と補助プレートの表面との高さがほぼ同一の高さとなるように設定されている。
The
また、補助プレートには、その一部に矩形状の開口が形成され、その開口内に基準マーク板(不図示)が嵌め込まれている。この基準マーク板はその表面が、補助プレートと同一面とされている。この基準マーク板の表面には、少なくとも一対のレチクルアライメント用の第1基準マークと、これらの第1基準マークに対して既知の位置関係にあるオフアクシスアライメント系(後述するアライメント検出系AS)のベースライン計測用の第2基準マークなどが形成されている。 In addition, a rectangular opening is formed in a part of the auxiliary plate, and a reference mark plate (not shown) is fitted in the opening. The surface of the reference mark plate is flush with the auxiliary plate. On the surface of the reference mark plate, there are at least a pair of reticle alignment first reference marks and an off-axis alignment system (alignment detection system AS described later) having a known positional relationship with respect to the first reference marks. A second reference mark for baseline measurement is formed.
前記ウエハステージWSTのXY面内に関する位置情報は、Z・レベリングステージWS2に固定された移動鏡17XYに測長ビームを照射するウエハレーザ干渉計(以下、「ウエハ干渉計」という)18XYによって、例えば0.5〜1nm程度の分解能で常時検出されている。このウエハ干渉計18XYは、例えば鏡筒40が支持された不図示の定盤に吊り下げ状態で固定されており、投影ユニットPUを構成する鏡筒40の側面に固定された不図示の固定鏡の反射面を基準とする移動鏡17XYの反射面の位置情報をウエハステージWSTのXY平面内の位置情報として計測する。
Position information regarding the XY plane of the wafer stage WST is, for example, 0 by a wafer laser interferometer (hereinafter referred to as “wafer interferometer”) 18XY that irradiates a length measuring beam to the movable mirror 17XY fixed to the Z-leveling stage WS2. It is always detected with a resolution of about 5 to 1 nm. For example, the wafer interferometer 18XY is fixed in a suspended state to a surface plate (not shown) on which the
実際には、ウエハステージWST上には、図3に示されるように、走査方向であるY軸方向に直交する反射面を有するY移動鏡17Yと非走査方向であるX軸方向に直交する反射面を有するX移動鏡17Xとが設けられ、これに対応して、X軸方向位置計測用とY軸方向位置計測用のレーザ干渉計がそれぞれ設けられている。図1ではこれらが代表的に移動鏡17XY、ウエハ干渉計18XYとして図示されている。なお、例えば、ウエハステージWSTの端面を鏡面加工して反射面(移動鏡17XYの反射面に相当)を形成しても良い。また、ウエハ干渉計18XYのうち、X軸方向位置計測用のレーザ干渉計及びY軸方向位置計測用のレーザ干渉計は、ともに測長軸を複数有する多軸干渉計であり、ウエハステージWSTのX、Y位置の他、回転(ヨーイング量(θz方向の回転)、ピッチング量(θx方向の回転)、ローリング量(θy方向の回転))も計測可能となっている。
Actually, on the wafer stage WST, as shown in FIG. 3, the Y
前記ウエハステージWSTを構成するZ・レベリングステージWS2のZ軸方向に関する位置情報は、ウエハレーザ干渉計(以下、「ウエハ干渉計」という)18Zによって、例えば0.5〜1nm程度の分解能で常時検出されている。XYステージWS1の−X側端部には、反射ミラー66A,66Bがその反射面が所定角度で向かい合うようにY軸方向に延設されている。ウエハ干渉計18Zが、X軸方向に平行な2つの測長ビームを、反射ミラー66Aに向けて照射すると、反射ミラー66Aは、その2つの測長ビームを反射ミラー66Bに向けて反射し、反射ミラー66Bは、反射ミラー66Aで反射されたレーザ光を+Z側に反射する。反射ミラー66Bで反射した2つの測長ビームのうちの一方のビームは、例えば、鏡筒40を支持する定盤にX軸方向に水平に延設された参照鏡29Zに達し、他方のビームは、Z・レベリングステージWS2の底面に設けられた反射ミラー67に達するように設定されている。参照鏡29Z、反射ミラー67で反射した測長ビームは、その光路を逆行して(すなわち反射ミラー66B,66Aを経て)、ウエハ干渉計18Zに戻るようになる。したがって、ウエハ干渉計18Zにおいて、参照鏡29Zで反射した測長ビームを参照光とし、反射ミラー67で反射した測長ビームを計測光とすれば、Z・レベリングステージWS2のZ軸方向の変位を検出することが可能となる。
Position information regarding the Z-axis direction of the Z / leveling stage WS2 constituting the wafer stage WST is always detected by a wafer laser interferometer (hereinafter referred to as “wafer interferometer”) 18Z with a resolution of, for example, about 0.5 to 1 nm. ing. Reflecting
本第1の実施形態では、投影光学系PLの下方の位置とウエハWのロード位置との間を往来する間でも、ウエハ干渉計18ZがウエハステージWSTのZ位置を常にモニタできるように、参照鏡29ZのX軸方向の長さが規定されている。これにより、Z・レベリングステージWS2のXY位置に関わらず、ウエハステージWSTのZ・レベリングステージWS2のZ位置を常にウエハ干渉計18Zによって検出することができる。
In the first embodiment, reference is made so that the
ウエハ干渉計18XY、18Zで計測されたウエハステージWSTの位置情報(又は速度情報)は、主制御装置20に送られている。主制御装置20は、ウエハステージWSTの位置情報(又は速度情報)に基づいて、ウエハステージ駆動部WSC(図9参照)を介してウエハステージWSTのXY面内及びZ位置を含む6自由度方向の位置を制御する。特に、ウエハステージWSTのZ、θx、θy方向の位置制御については、主制御装置20が、ウエハステージ駆動部WSCを構成するアクチュエータ41A、41B、41Cを協調動作させることによって実現される。
Position information (or speed information) of wafer stage WST measured by wafer interferometers 18XY and 18Z is sent to
投影ユニットPUの−Y側には、オフアクシスのアライメント検出系ASが、鏡筒40を支持する不図示の定盤に支持されるように設置されている。このアライメント検出系ASとしては、例えば、ウエハW上のレジストを感光させないブロードバンドな検出光束を対象マークに照射し、その対象マークからの反射光により受光面に結像された対象マークの像と不図示の指標の像とを撮像素子(CCD)等を用いて撮像し、それらの撮像信号を出力する画像処理方式のFIA(Field Image Alignment)系のアライメントセンサが用いられている。このアライメント検出系ASの撮像結果は、主制御装置20に送られる。
On the −Y side of the projection unit PU, an off-axis alignment detection system AS is installed so as to be supported by a surface plate (not shown) that supports the
≪面位置計測装置≫
本第1の実施形態では、投影光学系PLを囲むようにして面位置計測装置60が設けられている。なお、面位置計測装置60は、投影光学系PLを囲まずに、液体供給ノズル51A、液体回収ノズル51Bを囲むように構成してもよい。この面位置計測装置60は、投影光学系PLの下方にウエハステージWST上のウエハWが位置しているときに、投影光学系PLの光軸AXの方向(Z軸方向)に関するウエハWの面位置を計測可能な複数の計測点を有している。図2(A)には、この複数の計測点の配置図が示されている。なお、図2(A)では、XY座標系と平行なX’Y’座標系を設定し、このX’Y’座標系の原点を投影光学系PLの光軸AXの位置に設定している。≪Surface position measuring device≫
In the first embodiment, the surface
図2(A)では、投影光学系PLの先玉91に対応する部分、すなわち投影光学系PLの視野PLAが一点鎖線で示されている。その視野PLA内に、X’Y’座標系の原点、すなわち投影光学系PLの光軸AXを中心として、レチクルR上の回路パターンの部分投影像が形成される露光領域IAが示されている。露光装置100は、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置であるので、露光領域IAでは、スキャン方向であるY軸方向の幅が短くなっている。この露光領域IAは、照明系10を構成するレチクルブラインド(可動レチクルブラインド)によって規定されている。
In FIG. 2A, the portion corresponding to the
露光装置100は、局所液浸型の露光装置であるため、露光の際には、露光領域IAを、水Lqで全面的にカバーしている。図2(A)では、水Lqで浸される領域は、投影光学系PLの視野PLAの一部の領域だけをカバーしているが、投影光学系PLの視野PLAを水Lqで全面的にカバーするようにしてもよい。
Since
面位置計測装置60の計測点は、投影光学系PLの光軸AXを中心とし、先玉91の視野PLAの外側に、(+X1,+Y1)、(+X1,−Y1)、(−X1,+Y1)、(−X1,−Y1)を頂点とする矩形の辺上(すなわち枠状の領域上)に、所定の間隔で配置されている。この枠状の領域(計測点領域)をMAとし、所定の間隔をDとする(図2(B)参照)。このDは、非常に短い間隔となっているため、図2(A)では、この複数の計測点から成る計測点領域MAを連続的な領域とみなし、太線で示している。図2(B)では、位置座標(+X1,+Y1)付近の領域MAの一部が示されており、その一部に含まれる計測点が何点か示されている。ここでは、計測点領域MA内に形成された計測点をそれぞれSn(n=1〜N)とする。すなわち、本第1の実施形態では、ウエハWの面位置を計測する面位置計測装置60の複数の計測点Snが、露光領域IAを、XY平面内で実質的に囲むように配置されている。Measurement point of the surface
この計測点の間隔Dは、任意の長さとすることができるが、投影光学系PLの焦点深度とウエハWの経験的な凹凸との関係とに基づいて設定するのが望ましい。面位置計測装置60における各計測点SnでのウエハWの面位置の検出原理は、任意の原理を適用することができるが、斜入射光を用いた検出方法を採用する場合には、例えば特開平10−154659号公報に開示されているものと同じとすることができるので、詳細な説明を省略する。なお、本国際出願で指定した指定国(又は選択した選択国)の国内法令が許す限りにおいて、上記公報及び対応する米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。The distance D between the measurement points can be set to an arbitrary length, but is preferably set based on the relationship between the depth of focus of the projection optical system PL and the empirical unevenness of the wafer W. Detection principle of the surface position of the wafer W at each measurement point S n at the surface
本第1の実施形態では、この面位置計測装置60を用いて、上記計測点領域MAに配置された複数の計測点Snに一致するウエハWの地点の面位置を計測する。図3には、面位置計測装置60の計測点領域MAと、XY座標系、すなわちウエハステージ座標系との関係を示す図が示されている。図3に示されるように、ウエハステージWST(図1における移動鏡17XYを構成する移動鏡17X,17Y)には、ウエハ干渉計18XYから、Y軸方向に所定間隔離して配置されたX軸に平行な2つの測長ビームLX1,LX2と、X軸方向に所定間隔離して配置されたY軸に平行な2つの測長ビームLY1,LY2とが照射されている。In the first embodiment, using the surface
測長ビームLX1、LX2は、光軸AXを通りX軸に平行な直線に対し、線対称に配置されており、測長ビームLY1、LY2は、光軸AXを通りY軸に平行な直線に対し、線対称に配置されている。したがって、本第1の実施形態では、測長ビームLX1、LX2により計測されるX位置との平均をウエハステージWSTのX位置とし、測長ビームLY1、LY2により計測されるY位置の平均をウエハステージWSTのY位置とすることができる。 The measuring beams LX1, LX2 are arranged symmetrically with respect to a straight line passing through the optical axis AX and parallel to the X axis, and the measuring beams LY1, LY2 are arranged in a straight line passing through the optical axis AX and parallel to the Y axis. On the other hand, they are arranged in line symmetry. Therefore, in the first embodiment, the average of the X positions measured by the length measuring beams LX1, LX2 is set as the X position of the wafer stage WST, and the average of the Y positions measured by the length measuring beams LY1, LY2 is the wafer. The Y position of the stage WST can be set.
すなわち、露光装置100においては、ウエハ干渉計18XYによってウエハステージWSTのXY位置が計測されるが、本第1の実施形態では、ウエハステージWSTのXY位置が(X,Y)であるときに、投影光学系PLの光軸AXに一致しているウエハW上の位置(地点)の位置座標を(X,Y)とし、面位置計測装置60により計測されるその地点(X,Y)におけるウエハWのZ軸方向に関する面位置をh(X,Y)とする。すなわち、h(X,Y)とは、ウエハステージWSTのXY位置が(X,Y)であるとき、光軸AX上にあるウエハW上の地点の面位置の計測値を意味している。
That is, in the
ただし、面位置計測装置60は、オフアクシスの計測装置であり、投影光学系PLの光軸AXからX軸方向に±X1、Y軸方向に±Y1のオフセットを有する計測点の面位置を計測するようになっている。本第1の実施形態では、これらのオフセットを考慮して、ウエハWの各地点の面位置を計測する必要がある。However, the surface
例えば、これらの面位置計測装置60の四隅にそれぞれ配置された計測点のうち、X’Y’座標系における(+X1,+Y1)に位置する計測点に対応するウエハWの地点は、ウエハステージWSTがX軸方向に−X1、Y軸方向に−Y1だけ移動したときに、光軸AX上に位置する地点である。したがって、この計測点では、ウエハステージWSTのXY位置が(X,Y)に位置しているときに、XY座標系における位置座標(X−X1,Y−Y1)でのウエハWの面位置h(X−X1,Y−Y1)が計測されることとなる。For example, the wafer W corresponding to the measurement point located at (+ X 1 , + Y 1 ) in the X′Y ′ coordinate system among the measurement points respectively arranged at the four corners of the surface
同様に、ウエハステージWSTのXY位置が(X,Y)に位置しているときに、X’Y’座標系における(+X1,−Y1)に位置する計測点では、XY座標系における位置座標(X−X1,Y+Y1)でのウエハWの面位置h(X−X1,Y+Y1)が計測されることとなり、(−X1,Y1)に位置する計測点では、XY座標系における位置座標(X+X1,Y−Y1)でのウエハWの面位置h(X+X1,Y−Y1)が計測されることとなり、(−X1,−Y1)に位置する計測点では、XY座標系における位置座標(X+X1,Y+Y1)でのウエハWの面位置h(X+X1,Y+Y1)が計測されることとなる。Similarly, when the XY position of wafer stage WST is located at (X, Y), the measurement point located at (+ X 1 , −Y 1 ) in the X′Y ′ coordinate system is the position in the XY coordinate system. becomes the coordinates (X-X 1, Y + Y 1) surface position of the wafer W with h (X-X 1, Y + Y 1) is measured, - the (X 1, Y 1) measurement points located, XY It becomes the position coordinate in a coordinate system (X + X 1, Y- Y 1) surface position of the wafer W with h (X + X 1, Y -Y 1) is measured, - located (X 1, -Y 1) At the measurement point, the surface position h (X + X 1 , Y + Y 1 ) of the wafer W at the position coordinates (X + X 1 , Y + Y 1 ) in the XY coordinate system is measured.
したがって、全体的に見れば、この面位置計測装置60は、ウエハステージWSTのXY位置が(X,Y)であるときに、(X+X1,Y−Y1)〜(X−X1,Y−Y1)を結ぶ線分、(X+X1,Y−Y1)〜(X−X1,Y+Y1)を結ぶ線分、(X+X1,Y−Y1)〜(X+X1,Y−Y1)を結ぶ線分、(X−X1,Y−Y1)〜(X−X1,Y+Y1)を結ぶ線分に対応する4辺上のウエハWの面位置を所定の間隔Dで配置された複数の計測点で計測することになる。Therefore, as a whole, this surface
図4には、ウエハWの表面領域を所定の間隔Dで格子状に区切った時の様子が示されている。なお、図4では、格子を図示するために、所定の間隔Dを拡大して示しているが、この格子は、実際には、ウエハWのサイズに対してもっと細かく規定されている。本第1の実施形態では、主制御装置20は、この格子を構成する各直線の交点に対応するウエハWの地点(この地点の位置座標を(xi,yi)(i=1,2,…)とし、この地点(xi,yi)とする)が、面位置計測装置60の計測点に一致したときのウエハWの面位置の計測結果を用いて、ウエハWの面形状マップを作成する。FIG. 4 shows a state when the surface area of the wafer W is divided into a lattice pattern at a predetermined interval D. In FIG. 4, in order to illustrate the lattice, the predetermined interval D is enlarged, but this lattice is actually more finely defined with respect to the size of the wafer W. In the first embodiment, the
また、本第1の実施形態では、これら面位置計測装置60の複数の計測点Snのうちの少なくとも1つの計測点にウエハWの地点(xi,yi)が一致しているときには、その計測点でその地点(xi,yi)の面位置の計測を行う。各計測点Snが地点(xi,yi)に対応しているか否かは、ウエハ干渉計18XYによって計測されるウエハステージWSTのXY位置によって判断すればよい。Further, when in this first embodiment, at least one point of the wafer W to the measurement point (x i, y i) of the plurality of measurement points S n of surface
また、主制御装置20は、ウエハ干渉計18XYで計測されたウエハステージWSTのXY位置が図5に斜線で示されるような範囲Bにあるときに、計測点Snと一致するウエハW上の地点(xi,yi)の面位置の計測値を有効計測値として取得する。この範囲Bは、いずれか1つの計測点からウエハWの半径rに相当する距離以内となる範囲である。ウエハステージWSTのXY位置がこの範囲B内にあれば、ウエハWの中心がこの範囲B内に位置するようになるので、図5に点線で示されるように、面位置計測装置60の複数の計測点のうちの少なくとも1つの計測点でウエハWの表面を捉えることができるようになり、主制御装置20は、面位置計測装置60のその計測点での計測結果をウエハWの面位置の有効計測値として取得することができるようになる。The
なお、図5に示される点FXは、アライメント検出系ASの検出視野の中心(検出中心)を示している。図5に示されるように、アライメント検出系ASの検出(検出中心)FXは上記範囲B内に位置している。このことは、アライメント検出系ASにより、ウエハW上のマーク等を検出する場合でも、面位置計測装置60の複数の計測点のうちの少なくとも1つの計測点がウエハWの面位置を計測可能であることを意味している。
Note that the point FX shown in FIG. 5 indicates the center (detection center) of the detection field of the alignment detection system AS. As shown in FIG. 5, the detection (detection center) FX of the alignment detection system AS is located within the range B. This means that even when a mark or the like on the wafer W is detected by the alignment detection system AS, at least one measurement point of the plurality of measurement points of the surface
主制御装置20は、不図示のCPU(中央演算処理装置)、メインメモリ、記憶装置等から成るいわゆるマイクロコンピュータ(又はワークステーション)を含んで構成され、このCPUによって所定のプログラムなどを実行することにより、図9に示されるように、装置全体を統括して制御する。すなわち、この主制御装置20の処理により、ウエハWの面形状の計測、ウエハステージWSTの位置制御等が実現される。
The
次に、露光装置100における露光動作について説明する。なお、前提として、レチクルステージRST上にレチクルRがすでにロードされ、レチクルアライメント、ベースライン計測等の所定の準備作業が完了しているものとする。このような露光装置100では、まず、ウエハステージWST上に露光対象となるウエハWをロードする。このウエハWは、いわゆるベアウエハではなく、すでに一層以上のショット領域が形成されたウエハであるものとする。このロードの際には、図6(A)に示されるように、ウエハステージWSTが、ウエハステージ駆動部WSCを介した主制御装置20の制御の下、投影光学系PLの下方から、−Y側にあるウエハWのロード位置に移動し、そのロード位置で、ウエハWが不図示のウエハローダによりロードされる。このロード位置においては、ウエハWの中心は、図5の範囲Bの外側に位置しているものとする。すなわち、ウエハロード時に、ウエハWは、面位置計測装置60の計測範囲外(計測点領域MAの外側)に位置している。
Next, an exposure operation in the
続いて、主制御装置20は、ウエハWを吸着保持したウエハステージWSTを、ウエハステージ駆動部WSCを介してアライメント検出系ASの下方に移動させ、サーチアライメント及びウエハアライメントなどを行う。このサーチアライメントや、ウエハアライメントの処理は、例えば、特開昭61−44429号公報及びこれに対応する米国特許第4,780,617号等に開示されている。このサーチアライメント及びウエハアライメントでは、アライメント検出系ASを用いて、ウエハW上に形成された各種アライメントマークのXY座標系における位置情報を検出する。この検出のために、そのマークが付設された複数のショット領域(サンプルショット)を、アライメント検出系ASの下方に位置させるべく、ウエハステージWSTを、例えば図6(B)、図6(C)に示されるように、順次移動させる。なお、本国際出願で指定した指定国(又は選択した選択国)の国内法令が許す限りにおいて、上記公報及び対応する米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
Subsequently,
本第1の実施形態では、このサーチアライメント又はウエハアライメント中において、可能であれば、面位置計測装置60によりウエハWの面位置計測を行う。例えば、図6(B)に示されるような位置にウエハステージWSTが位置しているとき、すなわち、ウエハWの中心が、図5の範囲B内にないときには、面位置計測装置60の計測点Snに対応する位置にウエハWが存在していないので、ウエハWの面位置計測を行わない。図6(C)に示される位置にウエハステージWSTが位置しているとき、すなわちウエハWの中心が、図5の範囲B内にあるときには、面位置計測装置60の複数の計測点のうちの少なくとも1つの計測点にウエハWが対応しているので、その計測点でウエハWの面位置を計測する。In the first embodiment, during the search alignment or wafer alignment, the surface position of the wafer W is measured by the surface
このように、面位置計測装置60は、サーチアライメント及びウエハアライメント中において、複数の計測点のうちの少なくとも1つの計測点がウエハW上の地点(xi,yi)と一致している場合には、その計測点を有効計測点としてウエハWの面位置を計測する。すなわち、ウエハWがロードされてから露光が開始されるまでの間、ウエハステージWSTがXY平面内を移動するので、ウエハW上の地点(xi,yi)での面位置が、面位置計測装置60の複数の異なる計測点で計測されることとなる。例えば、図7(A)には、計測点領域MAに連続的に配置された3つの計測点Sn,Sn+1,Sn+2が模式的に示されており、その下には、計測点Sn,Sn+1,Sn+2が計測するウエハW表面の一部の断面図が示されている。本来、計測点Sn,Sn+1,Sn+2の下にウエハWの表面があるが、便宜上、図7(A)〜図7(C)のように示して以下、説明する。この場合、面位置計測装置60は、計測点Sn,Sn+1,Sn+2に一致するウエハWの表面上の地点(xi,yi)の面位置を計測するが、ここで、計測点Snと一致するウエハWの表面上の地点をA(xA,yA)とする。A(xA,yA)は、ウエハWの表面上の地点(xi,yi)の中の1つの地点である。次に、ウエハステージWSTが、紙面左側に距離Dだけ移動すると、計測点Sn+2に位置していたウエハW上の地点Aは、計測点Sn+1に位置するようになる。面位置計測装置60は、このときにも計測点Sn,Sn+1,Sn+2でのウエハWの面位置を計測する。ここでは、地点Aの面位置が、計測点Sn+1で計測される。そして、さらにウエハステージWSTが紙面左側に距離Dだけ移動すると、計測点Sn+1に一致していた地点Aは、計測点Snに位置するようになる。面位置計測装置60は、このときにも計測点Sn,Sn+1,Sn+2でのウエハWの面位置を計測する。ここでは、地点Aの面位置が、計測点Snで計測される。As described above, the surface
このように、ウエハステージWSTが紙面左側に順次移動すると、地点Aは、計測点Sn+2、Sn+1、Snで計測される。すなわち、地点Aに代表されるように、ウエハWの表面上の各地点(xi,yi)の面位置は、ウエハステージWSTの移動により、面位置計測装置60の異なる計測点で複数回計測される。したがって、本第1の実施形態では、主制御装置20において、ウエハステージWSTの移動に伴ってウエハWの表面上の地点(xi,yi)に一致することとなった複数の計測点で計測される計測値を考慮して、その地点(xi,yi)の面位置を算出する。Thus, when the wafer stage WST is sequentially moved to the left side, the point A is measured at the
そこで、本第1の実施形態では、主制御装置20が、所定の地点(xi,yi)で計測されたウエハWの面位置の計測値h(xi,yi)に対し、その計測値が得られたサンプリング時点tを示すカウンタtを付与し、サンプリング時点tで計測された面位置の計測値を、ht(xi,yi)とする。例えば、図7(A)〜図7(C)に示される、計測点Sn+2、Sn+1、Snで計測された地点Aでの面位置の計測値は、h1(xA,yA),h2(xA,yA),h3(xA,yA)となる。Therefore, in the first embodiment, the
また、本第1の実施形態では、ウエハステージWSTが静止中であるか移動中であるかにかかわらず、面位置計測装置60によりウエハWの面位置を計測する。このような場合、ウエハステージWSTが静止中である場合の計測値と、ウエハステージWSTが移動中である場合の計測値とでは、その計測値に含まれる誤差の傾向が異なり、その信頼性が変動するようになる。本第1の実施形態では、このような計測条件による計測値の信頼性をも考慮して、ウエハWの面位置の計測を行う。
In the first embodiment, the surface position of the wafer W is measured by the surface
本第1の実施形態では、ウエハWの計測値ht(xi,yi)の計測状態に依存する信頼性を、ct(xi,yi)とする。このct(xi,yi)の取りうる範囲は、0<ct(xi,yi)≦1とし、最も信頼性が高いときの値を1とする。主制御装置20では、面位置計測装置60によってウエハWの表面上のある地点(xi,yi)での面位置ht(xi,yi)が計測されたときの計測条件に応じて信頼性ct(xi,yi)の値を設定する。この信頼性ct(xi,yi)としては、その計測時のウエハステージWSTの移動加速度に応じた値を設定することができる。例えば、計測中のウエハステージWSTの移動加速度が0であるときには、その計測値の信頼性を1とし、その移動加速度が最大であるときには、計測値の信頼性を最小とすることができる。In the first embodiment, the reliability depending on the measurement state of the measurement value h t (x i , y i ) of the wafer W is assumed to be c t (x i , y i ). The possible range of c t (x i , y i ) is 0 <c t (x i , y i ) ≦ 1, and the value when the reliability is highest is 1. In
図8(A)、図8(B)には、ウエハステージWSTの移動加速度と、計測値の信頼性との関係の一例が示されている。この図8(A),図8(B)には、計測値に生じる誤差分布を示す確率密度関数が示されている。図8(A)では、ウエハステージWSTの移動加速度が比較的大きいαHであるときの計測値に生じる誤差εの確率分布が示されている。図8(B)では、ウエハステージWSTの移動加速度が比較的小さいαLであるときの計測値に生じる誤差εの確率分布が示されている。図8(A),図8(B)に示されるように、計測値に生じる誤差εは正規分布に従って発生するとみなすことができるが、ウエハステージWSTの移動加速度が大きくなるにつれて、その誤差の分布における標準偏差は大きくなっている(σH>σL)。8A and 8B show an example of the relationship between the movement acceleration of wafer stage WST and the reliability of the measurement value. 8A and 8B show a probability density function indicating an error distribution occurring in the measurement value. FIG. 8A shows the probability distribution of error ε that occurs in the measured value when the movement acceleration of wafer stage WST is relatively large α H. FIG. 8B shows a probability distribution of an error ε that occurs in the measured value when the movement acceleration of wafer stage WST is relatively small α L. As shown in FIGS. 8A and 8B, it can be considered that the error ε generated in the measurement value is generated according to a normal distribution. However, as the moving acceleration of wafer stage WST increases, the error distribution is increased. The standard deviation at is large (σ H > σ L ).
そこで、本第1の実施形態では、信頼性ct(xi,yi)を、ウエハステージWSTの移動加速度に応じた誤差εの確率分布の標準偏差σに応じた値とし、ct(xi,yi)=1/σ2とする。例えば、ウエハステージWSTの移動加速度がαHである場合には、信頼性ct(xi,yi)を、1/σH 2とし、ウエハステージWSTの移動加速度がαLである場合には、信頼性ct(xi,yi)を、1/σL 2とする。なお、本第1の実施形態では、ウエハステージWSTの移動加速度が0に近づくにつれて、このct(xi,yi)の信頼性の確率密度関数の標準偏差σが1に近づいていくようになり、その移動加速度が0のときに1になるように設定されているものとする。Therefore, in the first embodiment, the reliability c t (x i , y i ) is set to a value according to the standard deviation σ of the probability distribution of the error ε according to the movement acceleration of the wafer stage WST, and c t ( x i , y i ) = 1 / σ 2 . For example, when the movement acceleration of the wafer stage WST is alpha H is reliable c t (x i, y i ) , and a 1 / sigma H 2, when the moving acceleration of the wafer stage WST is alpha L The reliability c t (x i , y i ) is 1 / σ L 2 . In the first embodiment, the standard deviation σ of the probability density function of reliability of c t (x i , y i ) approaches 1 as the moving acceleration of wafer stage WST approaches 0. And it is set to be 1 when the movement acceleration is 0.
なお、計測値の誤差が正規分布に従って発生する場合には、計測に要した計測時間(すなわち計測点がウエハW上の地点(xi,yi)を捉えていた時間)に基づく値を、信頼性ct(xi,yi)として用いても良い。すなわちこの計測時間が長ければ長いほど、その計測値の信頼性は増し、短ければ短いほどその信頼性は減少するので、その計測時間に応じた信頼性ct(xi,yi)を設定すればよい。When the error of the measurement value occurs in accordance with the normal distribution, a value based on the measurement time required for measurement (that is, the time when the measurement point captured the point (x i , y i ) on the wafer W) is The reliability c t (x i , y i ) may be used. That is, the longer the measurement time, the more reliable the measurement value, and the shorter the measurement time, the lower the reliability. Therefore, the reliability c t (x i , y i ) is set according to the measurement time. do it.
なお、ウエハステージWSTの移動加速度と計測値の誤差との間に、図8(A),図8(B)に示されるような正規分布に限らない特定の関係が見出せるのであれば、その関係に基づいて、上述したようなものとは別の方法で、計測値の信頼性ct(xi,yi)を設定することも勿論可能である。If a specific relationship not limited to the normal distribution as shown in FIGS. 8A and 8B can be found between the movement acceleration of wafer stage WST and the measurement value error, the relationship is found. Of course, it is also possible to set the reliability c t (x i , y i ) of the measurement value by a method different from the method described above.
図7(A)〜図7(C)に示される計測の一例を参照して、主制御装置20における、ウエハWの表面上の地点(xi,yi)の面位置Ht(xi,yi)の算出方法について説明する。まず、図7(A)に示されるように、サンプリング時点t=1のときに、面位置計測装置60の計測点Sn+2で地点Aの面位置が計測され、その計測値が主制御装置20によって取得される。この計測値はh1(xA,yA)となる。この時点では、地点Aの面位置はまだ1回しか計測されていないため、H1(xA,yA)=h1(xA,yA)とする。本第1の実施形態では、ここで、地点Aの計測値の信頼性の和C1(xA,yA)もあわせて算出する。C1(xA,yA)は、0に初期化されており、そのC1(xA,yA)(=0)にc1(xA,yA)が加算されてC1(xA,yA)=c1(xA,yA)となる。算出したH1(xA,yA)と、信頼性の和C1(xA,yA)とは、不図示の記憶装置に格納される。With reference to an example of the measurement shown in FIGS. 7A to 7C, the surface position H t (x i ) of the point (x i , y i ) on the surface of the wafer W in the
次に、図7(B)に示されるように、サンプリング時点t=2において、面位置計測装置60によって計測点Sn+1で地点Aの面位置の計測値が計測され、主制御装置20によってその計測値が取得されたとする。ここで、カウンタ値tは1だけインクリメントされてt=2となっており、この計測値は、h2(xA,yA)となる。Next, as shown in FIG. 7B, at the sampling time t = 2, the surface
この時点では、計測点Sn+2で計測された地点Aの面位置h1(xA,yA)と、計測点Sn+1で計測された地点Aの面位置h2(xA,yA)とが得られたことになる。主制御装置20は、これまでの地点Aでの計測値の重み付け平均を、地点Aの面位置H2(xA,yA)として算出する。各計測値に対する重みは、その計測値の信頼性ct(xA,yA)(t=1,2)を用いる。したがって、ここでは、{c1(xA,yA)・h1(xA,yA)+c2(xA,yA)・h2(xA,yA)}/(c1(xA,yA)+c2(xA,yA))に相当する値を、面位置H2(xA,yA)として算出する。At this point, the surface position of the point A, which is measured by the measurement point S n + 2 h 1 (x A, y A) and surface position of the point A, which is measured by the measurement point S n + 1 h 2 (x A , Y A ). The
なお、記憶装置に実際に記憶されているのは、面位置H1(xA,yA)と、これまでの信頼性ct(xA,yA)の和Ct(xA,yA)であるが、上述のように、H1(xA,yA)=h1(xA,yA)であり、C1(xA,yA)=c1(xA,yA)であるため、ここでは、記憶装置からH1(xA,yA)の値と、C1(xA,yA)の値を読み出して、{C1(xA,yA)・H1(xA,yA)+c2(xA,yA)・h2(xA,yA)}/(C1(xA,yA)+c2(xA,yA))を地点Aの面位置H2(xA,yA)として算出すればよい。また、ここでは、計測値の信頼性の和C2(xA,yA)=C1(xA,yA)+c2(xA,yA)も算出しておく。算出されたH2(xA,yA),C2(xA,yA)を、Ht(xA,yA),Ct(xA,yA)の値として不図示の記憶装置に格納しておく。Note that what is actually stored in the storage device is the sum C t (x A , y A ) of the surface position H 1 (x A , y A ) and the previous reliability c t (x A , y A ). A ), but as described above, H 1 (x A , y A ) = h 1 (x A , y A ) and C 1 (x A , y A ) = c 1 (x A , y A )), the value of H 1 (x A , y A ) and the value of C 1 (x A , y A ) are read from the storage device and {C 1 (x A , y A ) H 1 (x A , y A ) + c 2 (x A , y A ) h 2 (x A , y A )} / (C 1 (x A , y A ) + c 2 (x A , y A ) ) May be calculated as the surface position H 2 (x A , y A ) of the point A. Further, here, the sum of reliability of measured values C 2 (x A , y A ) = C 1 (x A , y A ) + c 2 (x A , y A ) is also calculated. The calculated H 2 (x A , y A ), C 2 (x A , y A ) is stored as a value of H t (x A , y A ), C t (x A , y A ) (not shown). Store in the device.
次に、図7(C)に示されるように、サンプリング時点t=3のときに、面位置計測装置60の計測点Snで地点Aの面位置が計測され、主制御装置20によりその計測値が取得されたとする。この計測値をh3(xA,yA)とする。この時点では、計測点Sn+2で計測された地点Aの面位置h1(xA,yA)と、計測点Sn+1で計測された地点Aの面位置h2(xA,yA)と、計測点Snで計測された地点Aの面位置h3(xA,yA)とが計測されているので、{c1(xA,yA)・h1(xA,yA)+c2(xA,yA)・h2(xA,yA)+c3(xA,yA)・h3(xA,yA)}/(c1(xA,yA)+c2(xA,yA)+c3(xA,yA))に相当する値を、地点Aの面位置H3(xA,yA)として算出すればよい。ただし、記憶装置には、t=1,2の各計測値の重み付け平均H2(xA,yA)及び計測値の信頼性の和C2(xA,yA)のみが記憶されているので、{C2(xA,yA)・H2(xA,yA)+c3(xA,yA)・h3(xA,yA)}/(C2(xA,yA)+c3(xA,yA))を、地点Aの面位置H3(xA,yA)として算出すればよい。また、主制御装置20は、C2(xA,yA)+c3(xA,yA)を計算して計測値の和C3(xA,yA)を算出する。主制御装置20は、算出されたH3(xA,yA)、C3(xA,yA)を、不図示の記憶装置に格納する。Next, as shown in FIG. 7 (C), when the sampling time t = 3, the surface position of the point A at the measurement point S n of the surface
このように、本第1の実施形態では、複数の異なる計測点で計測されたその地点(xi,yi)での計測値ht(xi,yi)のその計測の際の信頼性ct(xi,yi)に基づく重み付け平均値を、その地点での面位置Ht(xi,yi)とする。Thus, in the first embodiment, the reliability of the measurement value h t (x i , y i ) at the point (x i , y i ) measured at a plurality of different measurement points during the measurement. The weighted average value based on the property c t (x i , y i ) is defined as the surface position H t (x i , y i ) at that point.
ウエハWの表面上の各地点(xi,yi)の重み付け平均値Ht(xi,yi)は、逐次計算によって算出することが可能である。すなわち、その地点での面位置Ht(xi,yi)は、前回までに算出された面位置Ht-1(xi,yi)と、それまでの信頼性の和Ct-1(xi,yi)と、今回計測された面位置ht(xi,yi)と、そのときの信頼性ct(xi,yi)とから、次式のように求められる。The weighted average value H t (x i , y i ) at each point (x i , y i ) on the surface of the wafer W can be calculated by sequential calculation. That is, the surface position H t (x i , y i ) at that point is the surface position H t-1 (x i , y i ) calculated up to the previous time and the sum C t− of the reliability so far. From 1 (x i , y i ), the surface position h t (x i , y i ) measured this time, and the reliability c t (x i , y i ) at that time, the following equation is obtained. It is done.
なお、本第1の実施形態では、面位置計測装置60により計測が行われている間には、Z位置が常に一定で、ローリング量θy、ピッチング量θxが常に0となるように、ウエハステージWSTの制御が行われている。そのため、主制御装置20では、このようなウエハステージWSTのZ位置、傾斜を考慮することなく、ウエハWの面位置を計測することができるようになっているものとする。また、上述した例では、サンプリング周期毎に、ウエハステージWSTが計測点の間隔Dだけ移動するようになっているが、実際には、ウエハステージWSTの速度はまちまちであり、サンプリング周期毎に、隣接する計測点でその地点の面位置を計測することができるわけではない。主制御装置20では、各計測点がウエハW上のどの地点を捉えているか否かを、サンプリング周期毎に、ウエハ干渉計18XYの計測値(X、Y)から判断する必要がある。
In the first embodiment, the wafer stage is set so that the Z position is always constant and the rolling amount θy and the pitching amount θx are always 0 during the measurement by the surface
本第1の実施形態でのウエハWの面形状の算出方法についてまとめる。主制御装置20は、ウエハWの中心が図5の斜線に示される範囲Bに位置しており、かつ、図4の格子交点(xi,yi)と、面位置計測装置60の複数の計測点のうちの少なくとも1つの計測点とが一致している場合には、ウエハW上の表面を捉えている計測点を有効計測点とし、面位置計測装置60によって計測された、その有効計測点におけるウエハWの面位置を取得する。そして、主制御装置20は、その有効計測点が、ウエハWの表面上のどの地点(例えば地点A)に一致しているかを、ウエハ干渉計18XYの計測値(X,Y)と、計測点Snの配置位置とに基づいて導き出す。そして、導き出された地点(xi,yi)が、すでに面位置が計測された地点であるか否かを判断し、まだ面位置が計測されていない地点である場合には、その地点での面位置Ht(xi,yi)、計測の信頼性の和Ct(xi、yi)をそれぞれ初期化して、上記式(1)、式(2)を計算して、その地点での面位置Ht(xi,yi)、計測の信頼性の和Ct(xi,yi)を算出し、すでに面位置が計測されている地点である場合には、その地点(xi,yi)での面位置Ht-1(xi,yi)、計測の信頼性の和Ct-1(xi,yi)を、不図示の記憶装置から読み出し、読み出した値を用いて上記式(1)、式(2)を計算し、その地点(xi,yi)での面位置Ht(xi,yi)、計測の信頼性の和Ct(xi、yi)を算出し、不図示の記憶装置に格納する。The method for calculating the surface shape of the wafer W in the first embodiment will be summarized. The
なお、本第1の実施形態では、ウエハW上の同じ地点の面位置を複数回計測することとなるが、これまでに算出された面位置Ht(xi,yi)と、今回の面位置の計測値ht(xi,yi)が何らかの原因、例えばウエハW上の回路パターンにより反射された検出ビームの変形により、Z位置計測結果を誤って認識する「だまされ」や、完全に排水されなかった水Lqの「水溜り」などで大きく異なる場合には、今回の面位置の計測値ht(xi,yi)をリジェクトするようにしても良い。例えば、今回計測された面位置の計測値ht(xi,yi)と、前回までのこの地点の重み付け平均値Ht-1(xi,yi)との差が所定閾値以上となっている場合には、その計測値ht(xi,yi)をリジェクトすることができる。In the first embodiment, the surface position of the same point on the wafer W is measured a plurality of times. The surface position H t (x i , y i ) calculated so far and The measurement value h t (x i , y i ) of the surface position may be “fooled” to erroneously recognize the Z position measurement result due to some cause, for example, deformation of the detection beam reflected by the circuit pattern on the wafer W, In the case where there is a great difference due to the “water pool” of the water Lq that has not been completely drained, the measurement value h t (x i , y i ) of the current surface position may be rejected. For example, the difference between the measured value h t (x i , y i ) of the surface position measured this time and the weighted average value H t-1 (x i , y i ) at this point until the previous time is greater than or equal to a predetermined threshold value. If so, the measured value h t (x i , y i ) can be rejected.
また、本第1の実施形態では、実質的に連続とみなせる間隔で配置された複数の計測点で、ウエハWの各地点の面位置を同時に計測するが、同時に計測された複数の異なる計測点でそれぞれ計測される計測値は、互いに近い値となると予想される。従って、その計測点列に対して所定のフィルタリング処理を施して同時に計測された複数の異なる計測点の計測値の平滑化を行うようにしても良い。 In the first embodiment, the surface position of each point on the wafer W is simultaneously measured at a plurality of measurement points arranged at intervals that can be regarded as being substantially continuous. However, a plurality of different measurement points that are simultaneously measured are measured. It is expected that the measured values measured in each will be close to each other. Therefore, the measurement values of a plurality of different measurement points measured simultaneously by performing a predetermined filtering process on the measurement point sequence may be smoothed.
また、本第1の実施形態では、ある計測点で所定のサンプリング間隔でウエハWの面位置の複数回の計測を行うが、この計測点で計測された時系列の計測値を、所定のフィルタリング処理を施して平滑化するようにしても良い。 In the first embodiment, the surface position of the wafer W is measured a plurality of times at a predetermined sampling interval at a certain measurement point. The time-series measurement values measured at this measurement point are subjected to predetermined filtering. You may make it smooth by performing a process.
また、ウエハステージWSTの移動速度が非常に高速であると、サンプリング周期中に、ウエハW上のある地点(xi,yi)が複数の異なる計測点にまたがって移動し、それらの計測点で計測される場合もある。この場合には、そのサンプリング時点tでのその地点(xi,yi)の面位置の計測値を、例えばそれらの計測点での計測値の平均値などとしてもよい。If the moving speed of wafer stage WST is very high, a certain point (x i , y i ) on wafer W moves across a plurality of different measurement points during the sampling period, and these measurement points It may be measured by. In this case, the measurement value of the surface position at the point (x i , y i ) at the sampling time t may be, for example, the average value of the measurement values at those measurement points.
なお、面位置計測装置60によるウエハWの面位置の計測では、アライメント検出系ASによるウエハマーク検出時などのウエハステージWSTが静止しているときの面位置計測装置60の各計測点での面位置の計測値を、最初の計測値とするのが望ましい。このようにすれば、ウエハWの各地点(xi,yi)の面位置Ht(xi,yi)が、ウエハステージWSTの移動の影響を受けない真の値に収束する時間(整定時間)を短縮することができるようになる。In the measurement of the surface position of the wafer W by the surface
≪計測点間キャリブレーション≫
上述したように、面位置計測装置60は、複数の計測点S1〜SNを備えており、その複数の計測点S1〜SNで、ウエハWの表面上の任意の地点(xi,yi)の面位置を計測する。しかしながら、各計測点における計測値h(xi,yi)は、個々の計測点にそれぞれ対応する変位センサの特性に応じてばらつくものである。したがって、その変位センサ間の出力の計測点間のばらつき(オフセット)を補正する、いわゆる較正(キャリブレーション)を行う必要がある。以下では、この較正方法について説明する。≪Calibration between measurement points≫
As described above, the surface
本第1の実施形態では、上述したように、各計測点Snで、ウエハWの表面上の各地点(xi,yi)の面位置を計測し、その計測値の信頼性の重み付け平均により、ウエハWの表面上の各地点(xi,yi)の面位置を算出している。この較正方法では、ある地点(xi,yi)での、その計測点(この計測点をSs(sは、1〜Nのいずれか)とする)のみの計測結果から得られる面位置と、他の計測点で計測されたその地点での面位置の計測値を含むその地点でのすべての計測結果から得られる面位置とを比較して、その計測点での較正情報を検出する。In the first embodiment, as described above, the surface position of each point (x i , y i ) on the surface of the wafer W is measured at each measurement point Sn , and the reliability of the measurement value is weighted. The surface position of each point (x i , y i ) on the surface of the wafer W is calculated by averaging. In this calibration method, the surface position obtained from the measurement result of only the measurement point (this measurement point is S s (s is any one of 1 to N)) at a certain point (x i , y i ). Is compared with the surface position obtained from all the measurement results at that point including the measurement value of the surface position at that point measured at another measurement point, and the calibration information at that measurement point is detected .
例えば、主制御装置20は、計測点Ssで計測されたウエハWの表面上の任意の地点(xi,yi)の計測値hs,t(xi,yi)(例えば地点Aでの計測値hs,t(xA,yA))を取得し、その計測値の信頼性(例えばcs,t(xi,yi))とに基づいて、次式を用いて、計測点Ssのみで計測された地点Aの面位置を算出しておく。For example, the
なお、上記式(5)によれば、補正量の変化量(Ds,t−Ds,t-1)の全ての計測点での和は、常に0となり、計測値の補正量全体がシフトすることはない。According to the above equation (5), the sum of the correction amount change amount (D s, t −D s, t−1 ) at all measurement points is always 0, and the entire correction amount of the measurement value is There is no shift.
すなわち、主制御装置20では、面位置計測装置60の計測点Ssで計測された計測値を、この補正量Ds,tで補正する。このようにすれば、面位置計測装置60での複数の計測点での計測点間のセンサ出力のばらつきを計測する特別な動作を行うことなく、ウエハWの面位置の計測を行っていく過程でキャリブレーションを実現することができる。従って、スループット的に有利であるとともに、ウエハWの面位置の計測中に、上記キャリブレーション演算を随時行うので、各計測点のセンサ出力のドリフトにも対応することが可能となる。また、面位置計測装置60のすべての計測点をカバーするような大面積を有し、平坦度が極めて高い基準平面板を設け、面位置計測装置60のすべての計測点で、この基準平面板の面位置を計測することにより、計測点での面位置の計測結果に基づいてオフセットを計測するなどの作業が不要となるので、そのような基準平面板をウエハステージWST上に設ける必要がなくなり、ハードウエアの制約が減るという効果もある。That is, the
もっとも、このような基準平面板の面位置を複数の計測点で計測することにより、予め、各計測点のオフセットを求めておくようにしても構わない。 However, the offset of each measurement point may be obtained in advance by measuring the surface position of such a reference flat plate at a plurality of measurement points.
なお、本第1の実施形態では、面位置計測装置60の全ての計測点S1〜SNによって計測されるウエハWの表面上の地点があれば、その地点だけの面位置(すなわち、所定の計測点SSで計測されたその地点の面位置の計測値と、全体の計測点で計測されたその地点の面位置の計測値)におけるバイアスの重み付け平均から、上記補正量Ds,tを求めるようにしても良い。In the first embodiment, if there is a point on the surface of the wafer W measured by all the measurement points S 1 to S N of the surface
本第1の実施形態では、このようにして、計測点間のセンサ出力のオフセットを検出し、それらの相対関係を求めているので、投影光学系PLの最良結像面に対する面位置計測装置60のキャリブレーションを行う際には、面位置計測装置60の一部の計測点とのキャリブレーションを行えば、投影光学系PLの最良結像面と、面位置計測装置60のすべての計測点でのキャリブレーションを行ったことと同じとなる。
In the first embodiment, the offset of the sensor output between the measurement points is detected in this way, and the relative relationship between them is obtained. Therefore, the surface
なお、本第1の実施形態では、面位置計測装置60の計測点間のセンサ出力のキャリブレーションを行ったが、ウエハステージWSTの加減速に伴うウエハステージWST自体の変形(歪み)に関するキャリブレーションを行うようにしてもよい。具体的には、ウエハステージWSTの移動加速度が所定の大きさである場合、面位置計測装置60の所定計測点SSでのウエハWの表面上の所定の地点(xi,yi)の面位置の計測値と、ウエハステージWSTの移動加速度が0である場合のその計測点でのウエハWの表面上の同一地点(xi,yi)の面位置の計測値との違いに応じた値を、その移動加速度における面位置の計測値の補正量とするようにしても良い。In the first embodiment, the sensor output between the measurement points of the surface
本第1の実施形態では、このようにして、面位置計測装置60の計測点間の出力差のキャリブレーションを行い、各計測点の出力のドリフトの影響をキャンセルしつつ、ウエハWの表面上の複数の地点(xi、yi)の面位置Ht(xi,yi)を算出し、ウエハWの面形状マップ(すなわち、計測済み地点(xi,yi)におけるH(xi,yi)の集合)を作成していく。そして、実際にスキャン露光を行う場合には、この面形状マップに基づいて、ウエハWの表面が投影光学系PLの最良結像面に焦点深度内に入るように、ウエハステージ駆動部WSCを介してウエハステージWSTを制御する。具体的には、主制御装置20は、ウエハ干渉計18XYの計測値(X,Y)から、露光領域IAに対応するウエハW表面上の地点での面形状を、面形状マップから抽出して、抽出された面形状に応じた指令値を作成し、その指令値を、ウエハステージWSTの位置制御を行うサーボ制御系に対するフィードフォワード指令値とする。このサーボ制御系では、このフィードフォワード指令値に基づいてフィードフォワード制御が行われ、アクチュエータ41A〜41Cに対する電流指令が作成される。アクチュエータ41A〜41Cは、その電流指令に基づいてそれぞれZ・レベリングステージWS2を駆動し、結果的に、ウエハW上の露光対象面が、投影光学系PLの最良結像面に焦点深度内で一致するように制御される。なお、ウエハWの面位置制御を行う露光中においては、ウエハ干渉計18Zによって計測されるZ位置を一定とし、ウエハ干渉計18XYによって計測されるピッチング量θx、ローリング量θyを0にするステージ制御を行わないものとする。In the first embodiment, in this way, the output difference between the measurement points of the surface
なお、このスキャン露光中には、主制御装置20の制御の下、前述した構成を有する液体給排ユニット32により、露光領域IAに対する水Lqの供給が行われている。
During the scan exposure, the water Lq is supplied to the exposure area IA by the liquid supply /
なお、このフィードフォワード制御を行う際にも、面位置計測装置60の複数の計測点によりウエハWの面位置の計測を行うことができることはいうまでもない。しかしながら、露光中においては、干渉計の計測値によるウエハステージWSTのZ位置、傾斜を一定にする制御は行われていないので、ウエハ干渉計18XY、18Zによって計測されるウエハステージWSTのZ位置、傾斜を考慮してウエハWの面位置を計測する必要がある。
Needless to say, the surface position of the wafer W can be measured by a plurality of measurement points of the surface
また、本第1の実施形態では、露光中には、事前計測されたウエハWの面形状マップのみを用いて、ウエハWの面位置の制御を行ったが、露光中に、面位置計測装置60の一部の計測点によってウエハWの面位置を計測し、この計測値と、予め計測された面形状マップとのずれに基づいて、露光領域IAに対応するウエハWの面位置を推定し、その推定面位置を用いて、ウエハWの面位置を制御するようにしてもよい。また、この露光中の面位置計測装置60の計測値に対しても、その計測値の信頼性に応じた重み付けを行うようにしてもよい。
In the first embodiment, during the exposure, the surface position of the wafer W is controlled using only the surface shape map of the wafer W that has been measured in advance. 60, the surface position of the wafer W is measured at a part of the measurement points 60, and the surface position of the wafer W corresponding to the exposure area IA is estimated based on the deviation between the measured value and the surface shape map measured in advance. The surface position of the wafer W may be controlled using the estimated surface position. Also, the measurement value of the surface
以上詳細に述べたように、本第1の実施形態によれば、面位置計測装置60においては、投影光学系PLの光軸AXの方向に関するウエハWの面位置を計測するための複数の計測点(S1〜SN)が、投影光学系PLを介したパターン像が形成される露光領域IAを実質的に囲むように配置されている。そのため、ウエハW上のある領域に対しパターンを転写する場合には、その領域は、ウエハWの進行方向に関わらず、面位置計測装置60の複数の計測点によってその面位置を計測可能な場所を必ず通過するようになる。これにより、主制御装置20では、その領域の露光前に、その領域の面形状を必ず求めることができるようになるので、露光領域IAのウエハWの面位置を直接計測せずとも、投影光学系PLの焦点深度内に、その領域を合わせることができるようになる。この結果、高精度な露光を実現することができる。As described above in detail, according to the first embodiment, in the surface
また、本第1の実施形態では、主制御装置20は、ウエハステージWSTの移動に伴って面位置計測装置60の複数の異なる計測点でウエハWの表面上の所定の地点(xi,yi)の面位置を計測し、さらに、計測が行われたときのウエハ干渉計18XYの計測結果(XY位置)に基づいて各計測点がウエハWの表面上のどの地点を捉えているか判断し、ウエハWの面形状マップにおけるその地点(xi,yi)での面位置Ht(xi,yi)を算出する。このようにすれば、ウエハW表面上の所定地点(xi,yi)の面位置を、複数の異なる計測点で計測することができるので、個々の計測点でのセンサの出力のばらつきなどに関わらず、統計的に見て妥当な面位置を算出することができる。その結果、高精度なウエハWの面形状マップを作成することができる。In the first embodiment,
また、本第1の実施形態では、主制御装置20は、ウエハW表面上の所定の地点での面位置計測装置60の計測結果のその信頼性に基づく重み付け平均値を、ウエハWの面形状マップにおける所定地点(xi,yi)でのウエハWの面位置Ht(xi,yi)として算出する。このようにすれば、例えば、その計測値が得られたときの計測条件に関わらず、面位置を精度良く計測することができる。In the first embodiment, the
また、本第1の実施形態では、計測値の重み付け平均を算出するが、この算出式を、1つ前の重み付け平均から今回の重み付け平均を求める逐次計算式としているので、過去の計測値をすべて記憶していなくても、上記重み付け平均演算を実行することができる。したがって、過去のすべての計測値を記憶しておく必要がなくなるため、記憶装置の記憶容量を削減することできる。 In the first embodiment, the weighted average of the measured values is calculated. Since this calculation formula is a sequential calculation formula for obtaining the current weighted average from the previous weighted average, the past measured values are calculated. Even if not all of them are stored, the above weighted average calculation can be executed. Accordingly, since it is not necessary to store all past measurement values, the storage capacity of the storage device can be reduced.
また、本第1の実施形態では、面位置計測装置60の複数の計測点のうちの少なくとも1つの計測点にウエハW表面上の所定の地点(xi,yi)が一致している場合には、その計測点でのウエハWの面位置情報の計測を行う。このようにすれば、ウエハWの面位置の計測だけの工程を特別に行わなくても、ウエハWの所定地点がたまたまその計測点に位置していれば、その所定の地点(xi,yi)での面位置の計測を行うことができるので、スループット的に有利である。また、同じ地点の面位置を複数回計測するので、統計的に見て妥当な面位置を算出することができる。In the first embodiment, when a predetermined point (x i , y i ) on the surface of the wafer W coincides with at least one of the plurality of measurement points of the surface
特に、面位置計測装置60は、ウエハW上に形成されたウエハマークの位置情報の検出の際、すなわちサーチアライメント及びウエハアライメントの計測の際に、ウエハマーク等の位置情報をアライメント検出系ASで検出するときにも、ウエハWの面位置の計測を行う。このようにすれば、スループットを低下させることなく、ウエハWの面形状を事前計測できるとともに、ウエハステージWSTが静止した状態での計測結果に基づいてウエハWの面位置を精度良く計測することができる。特に、サーチアライメント及びウエハアライメントの計測の際にウエハステージWSTが静止した状態で、ウエハWの面位置の計測を開始すれば、信頼性が高い計測値を面位置の計測値の初期値とすることができるので、算出される面位置の収束性を高めることができる。
In particular, the surface
なお、本第1の実施形態では、ウエハステージWSTの加速度と面位置計測装置60の計測誤差との直接な関係が既知である場合には、その計測誤差で、面位置計測装置60の各計測点での計測値を補正するようにしてもよい。
In the first embodiment, when the direct relationship between the acceleration of wafer stage WST and the measurement error of surface
また、本第1の実施形態では、ウエハWの外縁部の面位置も事前に計測しているので、エッジショットを露光する際にも、高精度なフォーカス/レベリング制御を行うことができる。 In the first embodiment, since the surface position of the outer edge portion of the wafer W is also measured in advance, high-precision focus / leveling control can be performed even when an edge shot is exposed.
≪第2の実施形態≫
次に、本発明の第2の実施形態について図10等に基づいて説明する。本第2の実施形態に係る露光装置100は、面位置計測装置60における複数の計測点の配置及びウエハWの面形状情報の算出及びレベリング制御方法が上記第1の実施形態と異なっており、以下では、第1の実施形態に係る露光装置と異なる点を中心に説明を行う。<< Second Embodiment >>
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The
図10には、面位置計測装置60における計測点の配置が示されている。図10に示されるように、本第2の実施形態では、面位置計測装置60の複数の計測点は、露光領域IAの周囲を三重に囲むように配置されている。すなわち、複数の計測点は、露光領域IAを囲む第1の枠状領域としての枠状領域MA1、枠状領域MA1の外側を囲む第2の枠状領域としての枠状領域MA2、枠状領域MA2の外側を囲む第3の枠状領域としての枠状領域MA3とにそれぞれ配置されている。枠状領域MA1、MA3において、計測点は、図2(A)、図2(B)に示される計測点領域MAと同様に、所定間隔Dで露光領域IAを一重に囲むように配置されているが、枠状領域MA2は、ある程度の幅を有しており、その枠状領域MA2内においては、計測点はマトリクス状に均等に配置されている。枠状領域MA2においては、計測点の所定間隔はDと異なっていても良い。なお、ここで、枠状領域とは、その枠で囲まれる矩形の領域ではなく、その枠で囲まれる矩形領域の外縁部の領域を意味するものとする。
FIG. 10 shows the arrangement of measurement points in the surface
また、枠状領域MA2の枠の幅は、露光領域IAの大きさに対応している。すなわち、露光領域IAから見て、矩形枠状領域MA2の+X側、−X側に位置する辺のX軸方向に関する幅は、露光領域IAのX軸方向の幅以上となっており、露光領域IAから見て、矩形枠状領域MA2の+Y側、−Y側に位置する辺のY軸方向に関する幅は、露光領域IAのY軸方向の幅以上となっている。すなわち、枠状領域MA2は、露光領域IAを基準とするXY平面内の任意の方向で、枠状領域MA2のその方向に関する大きさが、露光領域IAのその方向に関する大きさ以上となるように設定されている。このように規定することにより、ウエハステージWSTがいずれの方向に移動しても、露光領域IAに到達するウエハW上の領域は、その移動前に、必ず枠状領域MA2内に含まれるようになる。 Further, the width of the frame of the frame-shaped area MA2 corresponds to the size of the exposure area IA. That is, when viewed from the exposure area IA, the width of the side located on the + X side and the −X side of the rectangular frame area MA2 in the X axis direction is equal to or larger than the width of the exposure area IA in the X axis direction. As viewed from IA, the width in the Y-axis direction of the sides located on the + Y side and the −Y side of the rectangular frame area MA2 is equal to or greater than the width of the exposure area IA in the Y-axis direction. That is, the frame-like area MA2 is an arbitrary direction in the XY plane with respect to the exposure area IA so that the size of the frame-like area MA2 in that direction is greater than or equal to the magnitude of the exposure area IA in that direction. Is set. By defining in this way, no matter which direction the wafer stage WST moves, the area on the wafer W that reaches the exposure area IA is always included in the frame area MA2 before the movement. Become.
図10に示されるように、露光領域IAの中心から枠状領域MA1、MA2(その枠の中央を通る中心線)、MA3までの距離は、それぞれX軸方向にa1,a2,a3、Y軸方向にb1,b2,b3となっている。このa1,a2,a3に関しては、a2=2・a1、a3=3・a1となるように規定されており、距離b1,b2,b3に関しては、b2=2・b1、b3=3・b1となるように規定されている。これらの関係により、枠状領域MA1〜MA3と露光領域IAとの間に次のような関係が生ずる。 As shown in FIG. 10, the distances from the center of the exposure area IA to the frame-like areas MA1 and MA2 (center lines passing through the center of the frame) and MA3 are a1, a2, a3, and Y-axis in the X-axis direction, respectively. The directions are b1, b2, and b3. The a1, a2 and a3 are defined to be a2 = 2 · a1 and a3 = 3 · a1, and the distances b1, b2 and b3 are defined as b2 = 2 · b1 and b3 = 3 · b1. It is prescribed to be. Due to these relationships, the following relationship occurs between the frame-shaped regions MA1 to MA3 and the exposure region IA.
図11には、枠状領域MA1,MA3の一部にまたがり、枠状領域MA1と同じサイズのウエハW上の枠状領域WA1が点線で示されている。図11に示されるように、枠状領域WA1を枠状領域MA1,MA3の一部にまたがるように配置した場合、枠状領域WA1の一部は、枠状領域MA1の右上の頂点及び枠状領域MA2の紙面右上の辺の一部と一致するように規定されている。すなわち、枠状領域MA1の頂点に配置された面位置計測装置60の計測点においてウエハW上の枠状領域WA1上の地点の面位置を計測することができるようになり、枠状領域MA3の紙面右上の辺の一部にある計測点において枠状領域WA1上の地点の面位置を計測することができるようになる。
In FIG. 11, the frame-shaped area WA1 on the wafer W having the same size as the frame-shaped area MA1 is shown by a dotted line across a part of the frame-shaped areas MA1 and MA3. As shown in FIG. 11, when the frame-shaped area WA1 is arranged so as to extend over a part of the frame-shaped areas MA1 and MA3, a part of the frame-shaped area WA1 includes the upper right apex and the frame shape of the frame-shaped area MA1. It is defined to coincide with a part of the upper right side of the area MA2. That is, the surface position of a point on the frame-shaped area WA1 on the wafer W can be measured at the measurement point of the surface
また、枠状領域MA1に対する露光領域IAの位置関係と同様の位置関係となる、枠状領域WA1に対する領域IA’を仮定する。図11では、この領域IA’が、一点鎖線で示されている。図11に示されるように、枠状領域WA1を枠状領域MA1、MA3の一部にまたがるように配置した場合、領域IA’は、枠状領域MA2内に完全に収まるようになる。このことは、枠状領域WA1を、図11に示される位置以外で、枠状領域MA1、MA3の一部にまたがるように配置した場合でも同様である。すなわち、枠状領域WA1を、枠状領域MA1、MA3の一部にまたがるように配置すれば、領域IA’は、枠状領域MA2内に含まれるようになる。言い換えれば、本第2の実施形態では、枠状領域MA2の一部と露光領域IAとを重ね合わせた場合に、枠状領域MA1,MA3の一部の計測点(同一直線上にない少なくとも3つの計測点)が、枠状領域WA1の計測点と重なるように複数の計測点が配置されている。 Further, it is assumed that the region IA ′ with respect to the frame-shaped region WA1 has the same positional relationship as that of the exposure region IA with respect to the frame-shaped region MA1. In FIG. 11, the region IA ′ is indicated by a one-dot chain line. As shown in FIG. 11, when the frame-shaped area WA1 is arranged so as to extend over a part of the frame-shaped areas MA1 and MA3, the area IA ′ is completely contained in the frame-shaped area MA2. This is the same even when the frame-shaped area WA1 is arranged to extend over a part of the frame-shaped areas MA1 and MA3 other than the position shown in FIG. That is, if the frame-shaped area WA1 is arranged so as to extend over a part of the frame-shaped areas MA1 and MA3, the area IA ′ is included in the frame-shaped area MA2. In other words, in the second embodiment, when a part of the frame-shaped area MA2 and the exposure area IA are overlapped, some measurement points (at least 3 not on the same straight line) of the frame-shaped areas MA1 and MA3. A plurality of measurement points are arranged so that one measurement point) overlaps the measurement point of the frame-shaped area WA1.
図12(A)〜図12(C)には、領域IA’が、ウエハステージWSTの移動により露光領域IAに移動する様子が示されている。 12A to 12C show how the area IA ′ moves to the exposure area IA by the movement of the wafer stage WST.
図12(A)に示されるように、枠状領域MA3の外側に位置していたウエハW上の領域IA’は、矢印で示されるウエハステージWSTの移動により、紙面左下方向の露光領域IAに向かって進む。すると、図12(B)に点線で示されるように、ウエハW上の領域IA’は、計測点の枠状領域MA2の一部と一致するようになり、ウエハW上の枠状領域WA1が、枠状領域MA1、MA3の一部にまたがるような位置(図11に示される枠状領域WA1と同じ位置)に位置するようになる。 As shown in FIG. 12A, the area IA ′ on the wafer W located outside the frame-shaped area MA3 is changed to the exposure area IA in the lower left direction of the drawing by the movement of the wafer stage WST indicated by the arrow. Proceed toward. Then, as indicated by a dotted line in FIG. 12B, the area IA ′ on the wafer W coincides with a part of the frame-shaped area MA2 of the measurement point, and the frame-shaped area WA1 on the wafer W becomes the same. Then, it is located at a position (same position as the frame-shaped area WA1 shown in FIG. 11) over a part of the frame-shaped areas MA1 and MA3.
そして、ウエハステージWSTのさらなる移動により、ウエハW上の領域IA’は、図12(C)に示されるように、露光領域IAに到達し、枠状領域MA1とウエハW上の枠状領域WA1とが一致するようになる。 Then, by further movement of wafer stage WST, area IA ′ on wafer W reaches exposure area IA as shown in FIG. 12C, and frame-shaped area MA1 and frame-shaped area WA1 on wafer W are reached. Will match.
このように、ウエハW上の領域IA’が、ウエハステージWSTの移動により、露光領域IAに至る前に、枠状領域WA1及び領域IA’が、領域MA1〜MA3を必ず通過するようになる。本第2の実施形態では、枠状領域WA1及び領域IA’が、枠状領域MA1,MA2,MA3を通過する際に、枠状領域WA1及び領域IA’の相対的な面位置の関係を計測し、その計測結果から、領域IA’が、露光領域IAに到達したときのウエハWの面位置を制御する。以下では、その制御方法について説明する。 Thus, before the area IA ′ on the wafer W reaches the exposure area IA due to the movement of the wafer stage WST, the frame-shaped area WA1 and the area IA ′ always pass through the areas MA1 to MA3. In the second embodiment, when the frame-shaped region WA1 and the region IA ′ pass through the frame-shaped regions MA1, MA2, and MA3, the relationship between the relative surface positions of the frame-shaped region WA1 and the region IA ′ is measured. Then, from the measurement result, the surface position of the wafer W when the area IA ′ reaches the exposure area IA is controlled. Below, the control method is demonstrated.
図13に示されるように、ウエハW上の枠状領域WA1が、枠状領域MA1、MA3に跨って位置しているときに、その枠状領域WA1上にある計測点の集合に含まれる計測点をSs'とする。図13では、計測点Ss’のうち、枠状領域MA1の右上の頂点にある計測点(計測点S1’とする)と、枠状領域MA3の上辺にある計測点(計測点S2’とする)と、枠状領域MA3の右辺にある計測点(計測点S3’)とが、代表的に示されている。このときの領域IA’の中心点の位置座標を(x,y)としたときの、それぞれの計測点S1’〜S3’の位置座標をそれぞれ(x+xs1’,y+ys1’)、(x+xs2’,y+ys2’)、(x+xs3’,y+ys3’)とする。As shown in FIG. 13, when the frame-shaped area WA1 on the wafer W is located across the frame-shaped areas MA1 and MA3, the measurement included in the set of measurement points on the frame-shaped area WA1. Let the point be S s '. In FIG. 13, among the measurement points S s ′, the measurement point at the upper right vertex of the frame-like region MA1 (referred to as measurement point S 1 ′) and the measurement point at the upper side of the frame-like region MA3 (measurement point S 2). 'And a measurement point (measurement point S 3 ') on the right side of the frame-like region MA3 are representatively shown. When the position coordinates of the center point of the area IA ′ at this time are (x, y), the position coordinates of the respective measurement points S 1 ′ to S 3 ′ are (x + x s1 ′, y + y s1 ′), ( x + xs2 ′, y + ys2 ′) and (x + xs3 ′, y + ys3 ′).
図14(A)には、この計測点S1’、S2’、S3’でのウエハWの面位置の計測値の一例が、模式的に示されている。この計測点S1',S2',S3’でのウエハWの面位置の計測値をそれぞれhs1'(x+xs1’,y+ys1’)、hs2'(x+xs2’,y+ys2’)、hs3'(x+xs3’,y+ys3’)とする。図14(A)には、この3つの計測点S1’,S2’,S3’の計測点での面位置の計測値hs1'(x+xs1’,y+ys1’)、hs2'(x+xs2’,y+ys2’)、hs3'(x+xs3’,y+ys3')によって規定される、平面p(x,y;hsj’(x+xsj’,y+ysj’))も示されている。FIG. 14A schematically shows an example of measurement values of the surface position of the wafer W at the measurement points S 1 ′, S 2 ′, S 3 ′. The measured values of the surface position of the wafer W at the measurement points S 1 ′, S 2 ′, S 3 ′ are h s1 ′ (x + x s1 ′, y + y s1 ′) and h s2 ′ (x + x s2 ′, y + y s2 ′), respectively. ), H s3 ′ (x + x s3 ′, y + y s3 ′). FIG. 14A shows the measured values h s1 ′ (x + x s1 ′, y + y s1 ′) and h s2 ′ of the surface position at the three measurement points S 1 ′, S 2 ′, S 3 ′. (X + x s2 ′, y + y s2 ′), h s3 ′ (x + x s3 ′, y + y s3 ′), the plane p (x, y; h sj ′ (x + x sj ′, y + y sj ′)) is also shown. ing.
図14(B)には、ウエハW上の領域IA’の中心に対応する枠状領域MA2の計測点で計測されたウエハWの面位置hs(x,y)が示されている。また、図14(C)では、この面位置hs(x,y)と、その地点での平面pの差T(x,y)が示されている。この差T(x、y)は、次式で表される。FIG. 14B shows the surface position h s (x, y) of the wafer W measured at the measurement point of the frame-shaped region MA2 corresponding to the center of the region IA ′ on the wafer W. FIG. 14C shows the difference T (x, y) between the surface position h s (x, y) and the plane p at that point. This difference T (x, y) is expressed by the following equation.
ウエハステージWSTがさらに移動し、図15に示されるように、ウエハW上の枠状領域WA1が枠状領域MA1と一致した場合を考える。枠状領域MA1の計測点の集合をSsj’’とする。主制御装置20は、このときの露光領域IAの中心の位置座標を(x,y)としたときに、枠状領域MA1のうち、位置座標がそれぞれ(x+xs1’,y+ys1’)、(x+xs2’,y+ys2’)、(x+xs3’,y+ys3’)となる計測点S1’’、S2’’、S3’’を探索する。そして、面位置計測装置60から送られてくる計測点S1’’、S2’’、S3’’でのウエハWの面位置hs1''(x+xs1',y+ys1')、hs2''(x+xs2',y+ys2')、hs3''(x+xs3',y+ys3')を取得する。図16(A)には、この3つの計測点S1’’、S2’’、S3’’での面位置の計測値によって形成されるウエハWの概略平面q(x,y;hsj’’(x+xsj',y+ysj'))が示されている。主制御装置20は、これら3つの計測点S1’’、S2’’、S3’’での計測値より、この平面qを算出する。Consider the case where wafer stage WST further moves and frame-like area WA1 on wafer W coincides with frame-like area MA1 as shown in FIG. A set of measurement points in the frame-like region MA1 is set as S sj ″. When the position coordinate of the center of the exposure area IA at this time is (x, y), the
平面p、qは、ウエハW上の3つの同一の地点で計測されたウエハWの面位置の計測値であるので、露光領域IAの中心におけるウエハWの面位置を推定しようとする場合には、この平面p,qを重ね合わせて考えれば良い。具体的には、次式を用いて、ウエハW上の領域IA’の中心における平面pからの差T(x,y)を平面qに加算すれば、その値が示す位置をウエハWの面位置の推定値とすることができる。 Since the planes p and q are measured values of the surface position of the wafer W measured at three identical points on the wafer W, the surface position of the wafer W at the center of the exposure area IA is to be estimated. The planes p and q may be superposed. Specifically, if the difference T (x, y) from the plane p at the center of the area IA ′ on the wafer W is added to the plane q using the following equation, the position indicated by the value is the surface of the wafer W. It can be an estimated value of the position.
なお、本第2の実施形態では、ウエハWのレベリング制御も行うため、露光領域IAの中心(領域IA’の中心)の面位置だけでなく、露光領域IA内の他の地点におけるウエハWの面位置も推定する。図17(A)には、露光領域IAの4隅の点のうち1点(x+Δx,y+Δy)に対応する計測点での計測値hs(x+Δx,y+Δy)が示されていいる。主制御装置20では、次式を用いて、ウエハW上の領域IA’の地点における平面pと計測値hs(x+Δx,y+Δy)との差T(x,y,Δx,Δy)を算出し、不図示の記憶装置に格納する。In the second embodiment, since leveling control of the wafer W is also performed, not only the surface position of the center of the exposure area IA (the center of the area IA ′) but also the wafer W at other points in the exposure area IA. The surface position is also estimated. FIG. 17A shows the measurement value h s (x + Δx, y + Δy) at a measurement point corresponding to one point (x + Δx, y + Δy) among the four corner points of the exposure area IA. The
主制御装置20では、露光領域IAの四隅のうち他の3点についても、上記式(8)を用いて、ウエハWの面位置の推定を行い、露光領域IAの中心及び四隅のウエハWの推定された面位置が投影光学系PLの最良結像面に焦点深度内で一致するように、ウエハステージ駆動部WSCを構成するアクチュエータ41A〜41Cを駆動することにより、ウエハW(ウエハステージWST)のオートフォーカス・レベリング制御を行う。
The
なお、本第2の実施形態では、平面p,qの算出を、3つの計測点での計測結果より求めるかのように説明したが、実際には、4点以上の計測点を用いて平面p、qを算出するようにしてもよい。この場合には、それらの計測点の計測結果に基づいて、統計的に(例えば最小二乗近似などの手法により)平面p,qを求めるようにしてもよい。これは、T(x,y)、T(x+Δx,y+Δy)に基づいて、露光領域IAに対応するウエハWの推定面位置を算出する場合も同様である。 In the second embodiment, the calculation of the planes p and q has been described as if they were obtained from the measurement results at three measurement points. However, in reality, the planes are measured using four or more measurement points. p and q may be calculated. In this case, the planes p and q may be obtained statistically (for example, by a method such as least square approximation) based on the measurement results of those measurement points. The same applies to the case where the estimated surface position of the wafer W corresponding to the exposure area IA is calculated based on T (x, y) and T (x + Δx, y + Δy).
以上詳細に述べたように、本第2の実施形態によれば、面位置計測装置60の複数の計測点が、露光領域IAを三重に囲っており、その三重に配置された計測点によりウエハWの異なる位置での面位置を同時に計測することができるので、ウエハWの表面の3次元的なデータを取得することができる。したがって、上記第1の実施形態とは異なり、ウエハステージWSTの剛性が比較的弱くてその歪みが大きく、ウエハ干渉計18XY、18Zの計測値の計測点と、面位置計測装置60の計測点、すなわちウエハWの表面との位置関係の変動が無視できない場合であっても、ウエハWの面形状を精度良く計測することができる。
As described above in detail, according to the second embodiment, the plurality of measurement points of the surface
また、本第2の実施形態によれば、面位置計測装置60の複数の計測点は、露光領域IAの外側を囲む枠状領域MA1と、枠状領域MA1の外側を囲む枠状領域MA2と、枠状領域MA2の外側を囲む枠状領域MA3とにそれぞれ配置されている。そして、露光領域IAを基準とするXY平面内の任意の方向で、枠状領域MA2のその方向に関するサイズが露光領域IAのその方向に関するサイズ以上であり、枠状領域MA2の一部と露光領域IAとを重ね合わせた場合に、枠状領域MA1及び枠状領域MA3に含まれる同一直線上にない少なくとも3つの計測点が、枠状領域MA1の計測点と重なるように、面位置計測装置60の複数の計測点が配置されている。このようにすれば、露光領域IAに到達するウエハW上のある領域周辺の3次元的な面形状を、枠状領域MA1、MA2、MA3の計測点の計測結果から必ず求めておくことができるので、現在の枠状領域MA1の計測点で計測されたウエハWの面位置の計測値から、露光領域IAに一致するウエハW上の領域の面位置を推定することができる。
Further, according to the second embodiment, the plurality of measurement points of the surface
なお、本第2の実施形態においても、面位置計測装置60の計測結果を、計測の際のウエハステージWSTの加速度や、計測に要した時間などの信頼性を考慮して補正するようにしてもよいことは勿論である。例えば、ウエハW上の同じ地点を、複数の異なる計測点で計測する場合には、その計測値の信頼性に基づく重み付け平均によりその地点の面位置を算出することが可能である。
Also in the second embodiment, the measurement result of the surface
なお、本第2の実施形態では、枠状領域MA1,MA3の計測点の配置間隔を同じDとしたが、例えば、計測点の配置を図18に示されるようなものとすることもできる。図18では、枠状領域MA3における計測点が、白丸と黒丸とで示されている。すなわち、この例では、枠状領域MA3の計測点の配置密度が疎となっており、実質的に連続でなく孤立するように配置されている。このような配置であっても、露光領域IAと枠状領域MA2の一部と重ね合わせた場合に、同一直線上にない枠状領域MA1上の少なくとも3つの計測点とそれぞれ一致する、枠状領域MA1及び枠状領域MA3上の少なくとも3つの計測点が存在するようになる。この観点からすれば、さらに、図18に白丸で示される計測点も省略することができる。しかしながら、枠状領域MA1の計測点は、枠状領域MA3と同じように疎に配置することは望ましくない。ウエハステージWSTの移動方向によって、平面qを算出するための計測点が変動するので、枠状領域MA1内では、計測点を実質的に連続に配置しておくほうが望ましい。 In the second embodiment, the arrangement interval of the measurement points in the frame-like regions MA1 and MA3 is the same D. However, for example, the arrangement of the measurement points may be as shown in FIG. In FIG. 18, the measurement points in the frame-shaped region MA3 are indicated by white circles and black circles. That is, in this example, the arrangement density of the measurement points in the frame-shaped region MA3 is sparse, and the measurement points are arranged so that they are not substantially continuous but isolated. Even in such an arrangement, when the exposure area IA and a part of the frame-shaped area MA2 are overlapped with each other, the frame-shaped pattern coincides with at least three measurement points on the frame-shaped area MA1 that are not on the same straight line. There are at least three measurement points on the area MA1 and the frame-shaped area MA3. From this point of view, measurement points indicated by white circles in FIG. 18 can also be omitted. However, it is not desirable to arrange the measurement points of the frame-like region MA1 sparsely like the frame-like region MA3. Since the measurement points for calculating the plane q vary depending on the moving direction of the wafer stage WST, it is desirable to arrange the measurement points substantially continuously in the frame-like region MA1.
また、図19に示されるように、露光装置100が、ステップ・アンド・スキャン方式でなく、一括露光を行うステップ・アンド・リピート方式の露光装置であった場合には、露光領域IAが大面積となるため、枠状領域MA2の幅をさらに広げる必要がある。
As shown in FIG. 19, when the
このように、露光領域IAを三重に囲むように複数の計測点を配置することによって、ウエハWの面形状を先読みして、ウエハの面位置制御を行うことが可能であるが、このような計測点の三重配置は、様々な変形が可能である。図20には、その計測点の三重配置の変形例が示されている。この配置では、2番目に大きい枠状領域MA2では、その大きさが露光領域IAが完全に含まれるような大きさとはなっておらず、枠状領域MA1、MA3と同様に、露光領域IAを一重に囲むように、計測点が配置されている。このようにすれば、計測点が配置されている領域の面積を小さくすることができるので、面位置計測装置60を小型化し、ハードウエアの制約を低減化することができる。
As described above, by arranging a plurality of measurement points so as to surround the exposure area IA in a triple manner, it is possible to pre-read the surface shape of the wafer W and control the surface position of the wafer. Various modifications can be made to the triple arrangement of measurement points. FIG. 20 shows a modification of the triple arrangement of the measurement points. In this arrangement, the size of the second largest frame-shaped area MA2 is not such that the exposure area IA is completely included. Like the frame-shaped areas MA1 and MA3, the exposure area IA is not formed. Measurement points are arranged so as to surround them in a single layer. In this way, since the area of the region where the measurement points are arranged can be reduced, the surface
X軸方向に関し、露光領域IAの中心を基準として、枠状領域MA1までの距離をa1とし、枠状領域MA2までの距離をa2とし、枠状領域MA3までの距離をa3とする。また、Y軸方向に関し、露光領域IAの中心を基準として、枠状領域MA1までの距離をb1とし、枠状領域MA2までの距離をb2とし、枠状領域MA3までの距離をb3とする。この場合、a1〜a3、b1〜b3の関係を次式のように規定する。Relates the X-axis direction, with respect to the center of exposure area IA, the distance to the frame-shaped area MA1 and a 1, a distance to the frame-shaped area MA2 as a 2, a distance to the frame-like area MA3 with a 3 . Also relates to the Y-axis direction, with respect to the center of exposure area IA, the distance to the frame-shaped area MA1 and b 1, a distance to the frame-shaped area MA2 and b 2, the distance to the frame-like area MA3 b 3 And In this case, the relationship between a 1 to a 3 and b 1 to b 3 is defined as follows:
このように配置された複数の計測点の下、ウエハステージWSTの移動に伴い、上記第1の実施形態と同様に、ウエハWの地点(xi,yi)が計測点に一致している場合には、その地点(xi,yi)の面位置を計測する。この時点で同時に計測されるウエハW上の複数の地点の面位置の計測値をそれぞれht(xi,yi)とする。主制御装置20は、このようにして同時に計測された複数の地点(xi,yi)の面位置の計測値ht(xi,yi)を不図示の記憶装置に格納する。As the wafer stage WST moves under the plurality of measurement points arranged in this manner, the point (x i , y i ) of the wafer W coincides with the measurement point as in the first embodiment. In this case, the surface position of the point (x i , y i ) is measured. The measured values of the surface positions at a plurality of points on the wafer W that are simultaneously measured at this time are represented by h t (x i , y i ), respectively. The
ただし、上記第1の実施形態とは異なり、少なくとも4つの計測点において、同時にウエハWの面位置を計測可能でない場合には、主制御装置20は、その計測値を、ウエハWの面形状の算出には用いないこととする。3つの計測点しか同時に得られなかった場合には、後述する計測結果の接続を行うことができないからである。例えば、図20に示されるような計測点の配置の場合では、領域MA3の一辺の計測点と、領域MA2の少なくとも1つの計測点とで、ウエハの面位置の計測が可能となった時点で計測を開始するようにすれば、必ず4点以上の計測点の面位置の計測値を得ることができる。
However, unlike the first embodiment, when the surface position of the wafer W cannot be measured at the same time at at least four measurement points, the
図21(A)、図21(B)には、複数の計測点のうちの枠状領域MA1〜MA3の一部が拡大されて示され、領域MA1〜MA3についてそれぞれ計測点が3つずつ示されている。図21(A)では、ウエハステージWSTがある位置に位置しているときに、領域MA1〜MA3の3つの計測点において計測されたウエハWの地点(xi,yi)が白丸で示されている。これらの地点の位置座標を(xi,yi)(iは、自然数)とする。主制御装置20は、この白丸で示される地点の面位置の計測値ht(xi,yi)を、不図示の記憶装置に格納する。図22には、この面位置の計測値ht(xi,yi)によって形成される面の一例が示されている。21A and 21B show a part of the frame-like areas MA1 to MA3 among a plurality of measurement points in an enlarged manner, and three measurement points are shown for each of the areas MA1 to MA3. Has been. In FIG. 21A, when the wafer stage WST is located at a certain position, the points (x i , y i ) of the wafer W measured at the three measurement points in the areas MA1 to MA3 are indicated by white circles. ing. The position coordinates of these points are assumed to be (x i , y i ) (i is a natural number). The
この後、ウエハステージWSTが−Y方向にTbだけ移動したとする。図21(B)では、ウエハステージWSTの移動後に、枠状領域MA1〜MA3の3つの計測点において計測されるウエハW上の地点が×で示されている。この地点を(xi’,yi’)とする。主制御装置20は、これら×で示される地点の面位置の計測値ht+1(xi’,yi’)を、記憶装置に格納する。Thereafter, the wafer stage WST is to moved by T b in the -Y direction. In FIG. 21B, points on the wafer W measured at three measurement points in the frame-like regions MA1 to MA3 after the movement of the wafer stage WST are indicated by x. Let this point be (x i ', y i ').
なお、図21(B)では、図21(A)で計測された地点(xi,yi)を、そのまま丸で示している。図22(B)に示されるように、ウエハステージWSTが計測点が配置された領域間のY軸方向の間隔TbだけY軸方向に移動しているので、丸と×との両方で示される地点がある。すなわち、地点(xi,yi)と、地点(xi’,yi’)との中には、共通の地点が存在する。しかも、これらの地点は、直線上にない少なくとも3つの地点を含んでいる。そこで、図21(A)で計測された地点(xi,yi)の面位置の計測結果と、図21(B)で計測された地点(xi’,yi’)の面位置の計測結果とを接続し、1つの面位置の計測結果として連結することができる。図22では、図21(A)に示される地点(xi,yi)での計測値ht(xi,yi)によって形成される面と、図21(B)に示される地点(xi’,yi’)での計測値ht+1(xi’,yi’)によって形成される面とが模式的に示されている。図22に示されるように、地点(xi,yi)と、地点(xi’,yi’)のうちの共通の地点において計測される面位置の計測値が同じになるように、例えば、丸点で形成される面に、×点で形成される面を合わせることによって、それらの連結面を形成することができる。Note that in FIG. 21B, the points (x i , y i ) measured in FIG. 21A are indicated by circles as they are. As shown in FIG. 22 (B), since the wafer stage WST is moved in the Y-axis direction interval T b in the Y-axis direction between are arranged measurement points region, indicated by both the circle and × There is a point. That is, a common point exists between the point (x i , y i ) and the point (x i ′, y i ′). Moreover, these points include at least three points that are not on a straight line. Therefore, the measurement result of the surface position of the point (x i , y i ) measured in FIG. 21A and the surface position of the point (x i ′, y i ′) measured in FIG. Measurement results can be connected and linked as a measurement result of one surface position. In FIG. 22, the surface formed by the measured values h t (x i , y i ) at the point (x i , y i ) shown in FIG. 21A and the point ( x i ', y i') measured value at h t + 1 (x i ' , y i' is the plane formed by) are shown schematically. As shown in FIG. 22, the measurement values of the surface positions measured at a common point among the point (x i , y i ) and the point (x i ′, y i ′) are the same. For example, the connecting surfaces can be formed by matching the surface formed by the dots with the surface formed by the round dots.
このように、ウエハステージWSTの移動に伴い、同一地点の面位置が、複数の異なる計測点で計測されることになるので、同一直線上にない少なくとも3つの地点での計測結果がある場合には、それらの計測結果を接続し、連結することができる。この接続の結果得られる連結面をウエハWの面形状マップとすれば、計測点が配置された領域を通過したウエハWの領域の面形状マップを作成することが可能となる。 As described above, as the wafer stage WST moves, the surface position at the same point is measured at a plurality of different measurement points. Therefore, when there are measurement results at at least three points that are not on the same straight line. Can connect and link those measurement results. If the connecting surface obtained as a result of this connection is a surface shape map of the wafer W, a surface shape map of the region of the wafer W that has passed through the region where the measurement points are arranged can be created.
この面形状マップを作成する際の、主制御装置20の処理手順について説明する。主制御装置20では、同時に計測された4点以上のウエハWの面位置の計測結果を取得した場合には、記憶装置に、少なくとも3つの共通な地点での面位置の計測結果を含むマップがすでに格納されているか否かを調べる。そして、主制御装置20は、そのようなマップがない場合には、今回取得された計測結果の集合(これを小マップとする)を新たなマップとして記憶装置するが、少なくとも3つの共通な地点での面位置の計測結果を含むマップが存在した場合には、そのマップを読み出し、そのマップと今回取得された小さいマップとを接続し、その接続により作成されたウエハWの面形状マップを記憶装置に格納する。
The processing procedure of the
図23には、このような計測結果の面の接続により作成されたウエハWの面形状マップH(xi,yi)、H’(xi’,yi’)の一例が示されている。2つの面形状マップH(xi,yi)、H’(xi’,yi’)の各地点のX軸及びY軸方向の間隔は、計測点領域MA1〜MA3のX軸及びY軸方向の間隔Ta,Tbに依存する。このように、仮に、ウエハW全面を面位置計測装置60により計測すれば、幾つかの面形状マップを作成することができ、それらの面形状マップは、結果的に、計測点領域MA1〜MA3の間隔Ta,Tbによって規定される面形状マップとなる。FIG. 23 shows an example of the surface shape maps H (x i , y i ) and H ′ (x i ′, y i ′) of the wafer W created by connecting the surfaces of such measurement results. Yes. The intervals in the X-axis and Y-axis directions at the points of the two surface shape maps H (x i , y i ) and H ′ (x i ′, y i ′) It depends on the axial distances T a and T b . As described above, if the entire surface of the wafer W is measured by the surface
また、図23には、面位置計測装置60の計測点領域MA1も示されている。図23では、領域MA1で計測される地点が、面形状マップH’(xi’,yi’)でなく、面形状マップH(xi,yi)に対応しているので、主制御装置20では、面形状マップH(xi,yi)を記憶装置から読み出し、この面形状マップH(xi,yi)を用いて、ウエハWの面位置を推定し、その面位置のフォーカス/レベリング制御を行う。ウエハWが移動し、計測点領域MA1に対応する地点が、面形状マップH’(xi’,yi’)上の地点となれば、今度は、記憶装置から面形状マップH’(xi’,yi’)を読み出して用いればよい。FIG. 23 also shows a measurement point area MA1 of the surface
なお、この場合にも、面位置計測装置の計測点は、露光旅域IAを囲むように配置されているので、ウエハステージWSTの進行方向に沿って面形状マップ(小マップ)を接続していくことができる。従って、ウエハステージWSTの進行方向に関わらず、露光前に、露光対象のウエハWの面位置を必ず推定することができるようになる。 Also in this case, since the measurement points of the surface position measuring device are arranged so as to surround the exposure travel area IA, a surface shape map (small map) is connected along the traveling direction of the wafer stage WST. I can go. Therefore, the surface position of the wafer W to be exposed can always be estimated before the exposure regardless of the traveling direction of the wafer stage WST.
なお、この計測点領域間の距離Ta,Tbは、小さければ小さいほど、面位置計測装置60のサイズを小さくすることができるのでハードウエア構成上有利であるとともに、きめ細かな面形状マップを作成することができるようになる。しかしながら、上述した小さいマップの接続により面形状マップを作成していく方法では、その接続による誤差が累積していくことも考えられるため、これらの誤差の許容値なども考慮して計測点領域の距離を決定するのが望ましい。Note that the smaller the distances T a and T b between the measurement point regions, the smaller the size of the surface
以上述べたように、図20に示されるような計測点配置を有する面位置計測装置では、ウエハステージWSTの剛性に関わらず、ウエハWの面形状を精度良く計測することができる。何故ならば、ここでは、同一直線上にない3つの計測点の計測値を用いて、計測結果同士の接続を行って面形状マップを作成しているため、上記ウエハステージWSTのZ位置、ピッチング量、ローリング量を考慮する必要がないからである。 As described above, the surface position measurement apparatus having the measurement point arrangement as shown in FIG. 20 can accurately measure the surface shape of wafer W regardless of the rigidity of wafer stage WST. This is because the surface shape map is created by connecting the measurement results using the measurement values of three measurement points that are not on the same straight line, so that the Z position and pitching of the wafer stage WST are generated. This is because it is not necessary to consider the amount and rolling amount.
しかしながら、面形状マップを求める際に、ウエハステージWSTのピッチング量、ローリング量が制御されており、ウエハステージWST(Z・レベリングステージWS2)の傾斜が0であることとすれば、面位置計測装置60の計測点数を削減することも可能である。 However, when determining the surface shape map, if the pitching amount and rolling amount of wafer stage WST are controlled and the inclination of wafer stage WST (Z / leveling stage WS2) is zero, the surface position measuring device It is also possible to reduce the number of 60 measurement points.
図24(A)には、このようなケースで可能な面位置計測装置60の計測点の配置が示されている。図24(A)に示されるように、面位置計測装置60の複数の計測点は、露光領域IAの周囲を二重に囲むように配置されている。すなわち、複数の計測点は、露光領域IAを囲む第1の枠状領域としての枠状領域MA1’、枠状領域MA1’の外側を囲む第2の枠状領域としての枠状領域MA2’とにそれぞれ配置されている。枠状領域MA2’においては、計測点は、図2(A)に示される計測点領域MAと同様に、所定間隔Dで1列に配置されているが、枠状領域MA1’は、ある程度の幅を有しているため、その領域内において、複数の計測点がマトリクス状に均等に配置されている。枠状領域MA1’での計測点の所定間隔はDでなくても良い。
FIG. 24A shows the arrangement of measurement points of the surface
また、枠状領域MA1’の枠の幅は、露光領域IAの大きさに対応している。すなわち、露光領域IAから見て、枠状領域MA1’の+X側、−X側に位置する辺のX軸方向に関する幅は、露光領域IAのX軸方向の幅以上となっており、露光領域IAから見て、枠状領域MA1’の+Y側、−Y側に位置する辺のY軸方向に関する幅は、露光領域IAのY軸方向の幅以上となっている。すなわち、枠状領域MA1’は、露光領域IAを規準とするXY平面内の任意の方向で、枠状領域MA1’のその方向に関する大きさが、露光領域IAのその方向に関する大きさ以上となるように設定されている。このように規定することにより、ウエハステージWSTがいずれの方向に移動しても、露光領域IAに到達するウエハW上の領域は、必ず、枠状領域MA1’内に同時に含まれるようになる。 Further, the frame width of the frame-shaped area MA1 'corresponds to the size of the exposure area IA. That is, when viewed from the exposure area IA, the width in the X-axis direction of the side located on the + X side and the −X side of the frame-shaped area MA1 ′ is equal to or larger than the width in the X-axis direction of the exposure area IA. As viewed from IA, the width of the side located on the + Y side and the −Y side of the frame-shaped region MA1 ′ in the Y-axis direction is equal to or greater than the width of the exposure region IA in the Y-axis direction. That is, the frame-shaped area MA1 ′ is an arbitrary direction in the XY plane with the exposure area IA as a reference, and the size of the frame-shaped area MA1 ′ in the direction is greater than or equal to the size of the exposure area IA in the direction. Is set to By defining in this way, regardless of the direction of wafer stage WST, the area on wafer W that reaches exposure area IA is always included in frame-shaped area MA1 '.
図24(A)には、枠状領域MA2’の一部と一致し、枠状領域MA1’と同じサイズのウエハWの枠状領域WA1が太い点線で示されている。さらに、この枠状領域MA1’に対する露光領域IAの位置関係と同様の位置関係を、枠状領域WA1に対し有するウエハW上の領域IA’を仮定する。図24(A)では、この領域IA’が、細い点線で示されている。図24(A)に示されるように、領域IA’と枠状領域MA1’とを重ね合わせたときに、枠状領域WA1が枠状領域MA1’の一部と一致するようになる。このことは、領域IA’を、図24(A)に示される位置以外で、枠状領域MA1’の一部に含まれるようにした場合でも同様である。すなわち、領域IA’を、枠状領域MA1’の一部に一致するように配置すれば、枠状領域MA2’上の計測点は、枠状領域MA1’の一部の計測点と一致するようになる。 In FIG. 24A, the frame-shaped area WA1 of the wafer W that coincides with a part of the frame-shaped area MA2 'and has the same size as the frame-shaped area MA1' is indicated by a thick dotted line. Further, it is assumed that the area IA ′ on the wafer W has the same positional relationship as that of the exposure area IA with respect to the frame-shaped area MA1 ′. In FIG. 24A, this region IA 'is indicated by a thin dotted line. As shown in FIG. 24A, when the area IA 'and the frame-shaped area MA1' are overlapped, the frame-shaped area WA1 coincides with a part of the frame-shaped area MA1 '. This is the same even when the region IA 'is included in a part of the frame-shaped region MA1' other than the position shown in FIG. That is, if the region IA ′ is arranged so as to coincide with a part of the frame-like region MA1 ′, the measurement points on the frame-like region MA2 ′ may coincide with some measurement points of the frame-like region MA1 ′. become.
したがって、ここでは、図24(A)に示されるような位置に領域IA’が位置しているときに、枠状領域MA2’上の計測点及び枠状領域MA1’内に含まれる領域IA’と一致する計測点でのウエハWの面位置を計測する。図24(C)には、枠状領域MA1’上の計測点Ss'での計測値hs'(x+xs',y+ys')が示されている。主制御装置20は、領域IA’の中心に対応する枠状領域MA1’内の計測点での面位置の計測値hs(x,y)を取得し、hs'(x+xs',y+ys')とhs(x,y)との差T(x,y)を求める。Therefore, here, when the region IA ′ is located at the position shown in FIG. 24A, the measurement point on the frame-like region MA2 ′ and the region IA ′ included in the frame-like region MA1 ′. The surface position of the wafer W at the measurement point coinciding with is measured. FIG. 24C shows the measurement value h s ′ (x + x s ′, y + y s ′ ) at the measurement point S s ′ on the frame-shaped region MA1 ′. The
図24(D)には、ウエハW上の領域IA’が露光領域IAに移動したときの様子が示されている。主制御装置20は、図24(C)に示される計測値を計測した計測点Ss'に対応する枠状領域MA1’上の計測点Ss''を探索し、計測点での面位置の計測値hs''(x+xs',y+ys')を取得する。そして、主制御装置20は、この計測値hs''(x+xs',y+ys')をT(x,y)に加算することにより、露光領域IAの中心のウエハWの面位置を推定することができる。FIG. 24D shows a state where the area IA ′ on the wafer W has moved to the exposure area IA.
図25(A)には、計測点の二重配置の変形例が示されている。この計測点配置では、内側の枠状の計測点領域MA1’が、露光領域IA全体をカバーする大きさとはなっておらず、枠状の計測点領域MA2’と同様に、露光領域IAを一重に囲むように計測点が配置されている。 FIG. 25A shows a modification of the double arrangement of measurement points. In this measurement point arrangement, the inner frame-shaped measurement point area MA1 ′ does not have a size that covers the entire exposure area IA, and, like the frame-shaped measurement point area MA2 ′, the exposure area IA is single-layered. Measurement points are arranged to surround
X軸方向に関し、露光領域IAの中心を基準として、枠状領域MA1’までの距離をa1とし、枠状領域MA2’までの距離をa2とする。また、Y軸方向に関し、露光領域IAの中心を基準として、枠状領域MA1’までの距離をb1とし、枠状領域MA2’までの距離をb2とする。a1はa2−a1の整数倍、b1はb2−b1の整数倍の関係となるように規定されている。 With respect to the X-axis direction, with reference to the center of the exposure area IA, the distance to the frame-shaped area MA1 'is a1, and the distance to the frame-shaped area MA2' is a2. Further, with respect to the Y-axis direction, the distance to the frame-shaped area MA1 'is b1, and the distance to the frame-shaped area MA2' is b2, with the center of the exposure area IA as a reference. It is defined that a1 is an integer multiple of a2-a1, and b1 is an integer multiple of b2-b1.
複数の計測点をこのように配置しても、ウエハステージWST(Z・レベリングステージWS2)の傾斜が0であることが保証されている場合には、計測結果の接続を行うことにより、ウエハWの面形状マップを作成することができる。例えば、図25(B)に示されるように、少なくとも1つの同一地点の面位置情報を含む2つの計測結果が存在する場合には、その地点における2つの計測値を一致させることにより、それぞれの計測結果を接続することができる。 Even if a plurality of measurement points are arranged in this way, if it is guaranteed that the inclination of wafer stage WST (Z / leveling stage WS2) is zero, wafer W can be obtained by connecting measurement results. A surface shape map can be created. For example, as shown in FIG. 25 (B), when there are two measurement results including surface position information of at least one same point, the two measurement values at that point are matched to each other. Measurement results can be connected.
また、上記各実際形態では、ウエハWの面形状マップを作成するためのウエハWの面位置を計測する計測装置が、投影光学系PLの視野を囲むように配置された複数の計測点を有する面位置計測装置60のみであったが、その他に、ウエハWの面位置を計測する計測装置を備えていても良い。例えば、アライメント検出系ASを囲むように複数の計測点が配置された計測装置又はフィゾー干渉計によりウエハWの面形状を計測する計測装置を備え、露光前に、その計測装置でウエハWの面形状を計測するようにしても良い。この場合には、投影光学系PLの視野を囲む面位置計測装置60の計測点配置は、図26に示されるようにすることもできる。これによれば、面位置計測装置60の複数の計測点は、露光領域IAを中心として、放射状に8点だけ配置されている。他の計測装置で、すでにウエハWの面形状を計測し、面形状マップを作成していれば、面位置計測装置60の計測点に対応する地点の面位置と、露光領域IAに一致する地点の面位置の位置関係が既知となるので、露光時に、面位置計測装60の各計測点で計測されるウエハWの面位置の計測結果から、露光領域IAと一致するウエハWの面位置を推定することができ、ウエハWの表面を、投影光学系PLの最良結像面に焦点深度内で合わせることが可能となる。露光領域IAに対応するウエハWの面位置の推定方法は、上記第2の実施形態における面位置の推定方法と同じとすることができる。
Further, in each of the above-described actual embodiments, the measurement device that measures the surface position of the wafer W for creating the surface shape map of the wafer W has a plurality of measurement points arranged so as to surround the field of view of the projection optical system PL. Although only the surface
ところで、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置においては、スキャン方向(Y軸方向)には露光領域IAの幅が短いため、この方向のレベリング要求精度が非スキャン方向に比べ高くない場合もある。したがって、この場合には、露光中に、X軸方向に関するウエハWの面位置のレベリング制御を行うだけとすることもできる。 By the way, in the step-and-scan type exposure apparatus, since the width of the exposure area IA is short in the scanning direction (Y-axis direction), the leveling requirement accuracy in this direction may not be higher than that in the non-scanning direction. Therefore, in this case, it is possible to perform only leveling control of the surface position of the wafer W in the X-axis direction during exposure.
図27(A)には、このときの面位置計測装置60の計測点の配置例が示されている。図27(A)に示されるように、これらの計測点は、露光領域IAを実質的に囲む枠状の計測点領域MA上に配置されている。この計測点領域MAは、スキャン方向(Y’軸方向)に沿った計測点列が形成された2つの領域(MAY1,MAY2とする)と、X’軸方向に沿った計測点列が形成された2つの領域(MAX1,MAX2とする)とで、露光領域IAを、実質的に囲んでいる。領域MAY1,MAY2は、露光領域IAの中心を基準として、X軸方向に関し、距離aの位置にそれぞれ配設されており、領域MAX1,MAX2は、露光領域IAの中心を基準として、距離bの位置にそれぞれ配設されている。
FIG. 27A shows an arrangement example of measurement points of the surface
この配置におけるウエハWの面形状の計測及び面位置の調整方法について説明する。図27(A)では、次の露光対象のショット領域SAが点線で示されている。すなわち、ここでは、ショット領域SAを露光するために、領域MAX1,MAX2の計測点の計測結果に基づいて、ウエハWの面形状マップを作成する。 A method of measuring the surface shape of the wafer W and adjusting the surface position in this arrangement will be described. In FIG. 27A, the next shot area SA to be exposed is indicated by a dotted line. That is, here, in order to expose the shot area SA, a surface shape map of the wafer W is created based on the measurement results of the measurement points in the areas MAX1 and MAX2.
なお、この領域MAX1,MAX2のX軸方向の長さは、2a’(a’>a)であり、Y’軸に対し、線対称に配置されている。この領域MAX1,MAX2の中心の位置を(x’,y’)とすると、領域MAX1、MAX2の計測点の位置座標(x,y)は、x∈(x’−a’+a,x’+a’−a),y=y’となる。 The lengths of the regions MAX1 and MAX2 in the X-axis direction are 2a ′ (a ′> a), and are arranged in line symmetry with respect to the Y ′ axis. Assuming that the center position of the areas MAX1 and MAX2 is (x ′, y ′), the position coordinates (x, y) of the measurement points in the areas MAX1 and MAX2 are x∈ (x′−a ′ + a, x ′ + a). '-A), y = y'.
図27(A)に示される状態では、ショット領域SAの一部が、領域MAX1上にあるので、その一部の面位置を、その領域MAX1上にある複数の計測点によって計測することができる。図27(A)では、その領域MAX1上にあり、ショット領域SAの一部で、露光領域IAの中心を通過するウエハW上の点が黒丸で示されている。また、この点から、X軸方向に距離aだけ離れた領域MAX1上の2つの点が、白丸で示されている。主制御装置20は、この黒丸で示された計測点でのウエハWの面位置の計測値h(x,y)と、白丸で示された2つの計測点でのウエハWの面位置の計測値h(x−a,y)、h(x+a,y)とを取得し、次式を計算する。
In the state shown in FIG. 27A, since a part of the shot area SA is on the area MAX1, the surface position of the part can be measured by a plurality of measurement points on the area MAX1. . In FIG. 27A, a point on the wafer W that is on the area MAX1 and passes through the center of the exposure area IA in a part of the shot area SA is indicated by a black circle. In addition, two points on the region MAX1 that are separated from this point by a distance a in the X-axis direction are indicated by white circles. The
なお、露光領域IAに一致するウエハ面のX軸方向のレベリング制御を行うため、黒丸で示される点(x、y)から、X軸方向にΔxだけ離れた地点での面位置も計測しておき、次式を用いて、その計測点での面位置の計測値h(x+Δx)と、白丸で示される計測点での面位置の計測値の平均との差T(x,y,Δx)も算出しておく。 Note that in order to perform leveling control in the X-axis direction of the wafer surface that coincides with the exposure area IA, the surface position at a point separated by Δx in the X-axis direction from the point (x, y) indicated by the black circle is also measured. Then, using the following equation, the difference T (x, y, Δx) between the measured value h (x + Δx) of the surface position at the measurement point and the average of the measured values of the surface position at the measurement points indicated by white circles. Also calculate.
そして、ウエハステージWSTの移動により、計測されたウエハW上の領域が、図27(B)に示されるように、露光領域IAに差し掛かったとする。主制御装置20は、このときY(Y’)位置が露光領域IAと同じである領域MAY1,MAY2上の計測点でのウエハWの面位置を計測し、その計測値の平均に、T(x,y)、T(x,y,Δx)を加算することにより、それぞれの地点(x、y)、(x+Δx,y)でのウエハWの面位置を推定し、この推定面位置を用いて、ウエハWの面位置のX軸方向のレベリング制御を行う。
Then, it is assumed that the measured area on the wafer W reaches the exposure area IA as shown in FIG. 27B due to the movement of the wafer stage WST. At this time,
同様に、ウエハステージWSTの進行方向が+Y方向であり、ショット領域SAが露光領域IAに対し、−Y方向から進入してくる場合には、計測点領域MAX2において、ショット領域内のX軸方向に関する面形状を計測するようにすれば、上述と同様なウエハWの面位置制御を実現することができる。 Similarly, when the advancing direction of wafer stage WST is the + Y direction and shot area SA enters exposure area IA from the −Y direction, in measurement point area MAX2, the X-axis direction in the shot area If the surface shape is measured, the same surface position control of the wafer W as described above can be realized.
ところで、この配置では、露光領域IAの中心からの計測点領域MAのX軸に平行な辺までの距離bを、スキャン露光時のウエハステージWSTの助走距離より短くなるように規定している。このようにすれば、1つのショット領域を走査露光する際に、ウエハステージWSTをその走査開始位置に位置させた状態で、露光対象のショット領域SAを、計測点領域MAの外部に位置させることができるようになるので、領域MAX1、MAX2のいずれかで、ショット領域SA内でのウエハWの面位置のX軸方向の傾斜を必ず計測できるようになる。 By the way, in this arrangement, the distance b from the center of the exposure area IA to the side parallel to the X axis of the measurement point area MA is defined to be shorter than the run distance of the wafer stage WST at the time of scan exposure. In this way, when scanning and exposing one shot area, the shot area SA to be exposed is positioned outside the measurement point area MA with the wafer stage WST positioned at the scanning start position. Therefore, it becomes possible to always measure the inclination of the surface position of the wafer W in the shot area SA in the X-axis direction in either of the areas MAX1 and MAX2.
また、例えば、複数のショット領域を交互スキャン(例えば、ウエハステージWSTを+Y方向に走査してあるショット領域をスキャン露光した後に、隣接するショット領域を、ウエハステージWSTを−Y方向に移動してスキャン露光する方法)する際には、ウエハステージWSTが、加速開始後には、露光領域IAに対し、斜め方向から侵入してくる場合もあるが、計測点領域MAX1,MAX2は、X軸方向に拡張されているので、そのショット領域を確実に捉えることができ、そのショット領域内のウエハWのX軸方向の面形状を計測することができる。 Further, for example, a plurality of shot areas are alternately scanned (for example, after scanning exposure of a shot area in which the wafer stage WST is scanned in the + Y direction), the wafer stage WST is moved in the −Y direction in the adjacent shot area. When performing the scanning exposure), the wafer stage WST may enter the exposure area IA from an oblique direction after the start of acceleration, but the measurement point areas MAX1 and MAX2 are in the X-axis direction. Since it is expanded, the shot area can be reliably captured, and the surface shape in the X-axis direction of the wafer W in the shot area can be measured.
また、このように領域MAX1,MAX2をX軸方向に拡張しておけば、ショット領域SAのスキャン露光中に、ショット領域SAに隣接するショット領域での面形状も事前に計測しておくことができる。特にa’−aをショット領域のX軸方向の幅と同じにしておけば、隣接するショット領域全体の面形状を事前計測しておくことが可能である。その意味では、a’は大きければ大きい程よい。なお、このような事前計測を行う場合にも、上記第1の実施形態と同様に、計測値の信頼性などを考慮するようにすることができる。 If the areas MAX1 and MAX2 are expanded in the X-axis direction in this way, the surface shape in the shot area adjacent to the shot area SA can be measured in advance during the scan exposure of the shot area SA. it can. In particular, if a′-a is made the same as the width of the shot area in the X-axis direction, the surface shape of the entire adjacent shot area can be measured in advance. In that sense, the larger a ', the better. In addition, when performing such prior measurement, it is possible to consider the reliability of the measurement value and the like as in the first embodiment.
また、領域MAX1,MAX2と平行に、これらの領域と同じような、面位置を計測可能な計測点領域を、等間隔に3本(Y軸方向両端に3本ずつで計6本)配置すれば、上記第2の実施形態と同様に、Y軸方向のウエハWの面位置のレベリング制御も可能となる。 In parallel with the areas MAX1 and MAX2, three measurement point areas capable of measuring the surface position are arranged at regular intervals (6 in total, three at each end in the Y-axis direction). For example, similarly to the second embodiment, leveling control of the surface position of the wafer W in the Y-axis direction can be performed.
なお、上記第1、第2の実施形態では、露光領域IAを完全に囲むように、計測点S1〜Snを配置したが、本発明はこれには限られない。例えば、図28(A)、図28(B)に示されるように、露光領域IAを挟んで対向する2つの辺上に、計測点を配置するようにしてもよい。図28(A)に示される配置例では、X1(以下、Xとする)軸方向に延びる計測点領域MAが、露光領域IAから見て、スキャン方向(すなわちウエハWが移動する方向)であるY1(Y)軸方向の両側(すなわち、露光領域IAを挟んで、その+Y側、−Y側)にそれぞれ配置されている。また、図28(B)に示される配置例では、Y軸方向に延びる計測点領域MAが、露光領域IAから見て、X軸方向に露光領域IAを挟むように、その+X側、−X側にそれぞれ配置されている。In the above-described first and second embodiments, so as to completely surround the exposure area IA, it was arranged measurement points S 1 to S n, the present invention is not limited thereto. For example, as shown in FIGS. 28A and 28B, measurement points may be arranged on two sides facing each other across the exposure area IA. In the arrangement example shown in FIG. 28A, a measurement point area MA extending in the X 1 (hereinafter referred to as X) axial direction is viewed in the scanning direction (that is, the direction in which the wafer W moves) as viewed from the exposure area IA. They are arranged on both sides in a certain Y 1 (Y) axis direction (that is, on the + Y side and the −Y side across the exposure area IA). In the arrangement example shown in FIG. 28B, the measurement point area MA extending in the Y-axis direction is viewed from the exposure area IA so that the exposure area IA is sandwiched in the X-axis direction. It is arranged on each side.
このように、計測点S1〜Snを、図28(A)、図28(B)に示されるように配置しても、上述した実施形態と同様に、面位置計測装置の計測結果からウエハWの面形状マップを作成することできるのは勿論である。なお、図2(A)の計測点配置と照らし合わせると、図28(A)、図28(B)に示される計測点配置は、矩形枠(図2(A)での計測点領域MA)の4辺のうち、対向する2辺に配置された計測点であるとみなすこともできる。Thus, the measurement points S 1 to S n, FIG. 28 (A), be arranged as shown in FIG. 28 (B), similarly to the embodiment described above, from the measurement results of the surface position measuring device Of course, a surface shape map of the wafer W can be created. 2A, the measurement point arrangement shown in FIG. 28A and FIG. 28B is a rectangular frame (measurement point region MA in FIG. 2A). Of these four sides, it can also be regarded as measurement points arranged on two opposite sides.
また、図29(A)に代表して示されるように、矩形枠(図2(A)での計測点領域MA)の4辺のうち、3辺に計測点を配置するようにしてもよい。なお、図29(A)に示されるように露光領域IAの+Y側、−Y側、+X側に計測点列を設けるのではなく、露光領域IAの+Y側、−Y側、−X側、露光領域IAの+Y側、−Y側、+X側、露光領域IAの−Y側、+X側、−X側に計測点列を設けてもよいことは勿論である。 Further, as representatively shown in FIG. 29A, measurement points may be arranged on three sides of the four sides of the rectangular frame (measurement point region MA in FIG. 2A). . Note that, as shown in FIG. 29A, measurement point sequences are not provided on the + Y side, −Y side, and + X side of the exposure area IA, but on the + Y side, −Y side, −X side of the exposure area IA, It goes without saying that measurement point sequences may be provided on the + Y side, −Y side, + X side of the exposure area IA, and on the −Y side, + X side, and −X side of the exposure area IA.
さらに、別の例として、矩形枠(図2(A)での計測点領域MA)の4辺のうち、互いに直交する2つの辺上に、計測点を配置してもよい。 As another example, measurement points may be arranged on two sides orthogonal to each other among four sides of a rectangular frame (measurement point region MA in FIG. 2A).
また、図29(B)に示される例では、露光領域IAに対する−Y(−Y1)側に計測点を、Y軸方向に等間隔に配置された3つのX線分上に配置している。露光領域IAの−Y側に計測点列を配置したのは、この方向に、アライメント系ASの検出中心FXが位置しており、アライメント動作や露光動作が行われる間に、露光領域IAの+Y側、+X側、−X側に計測点列を配置するよりも、各計測点がウエハWの面を捉える確率が高いためである。なお、このことは、露光領域IAの+Y側、+X側、−X側に複数の計測点列を配置することを妨げるものではない。また、計測点列の数は、3つより多くてもよいし、1つでも2つでもよい。計測点列の間隔は、等間隔でなくてもよい。In the example shown in FIG. 29B, measurement points are arranged on three X-ray segments arranged at equal intervals in the Y-axis direction on the −Y (−Y 1 ) side with respect to the exposure area IA. Yes. The reason why the measurement point sequence is arranged on the −Y side of the exposure area IA is that the detection center FX of the alignment system AS is positioned in this direction, and + Y of the exposure area IA is performed during the alignment operation and the exposure operation. This is because the probability that each measurement point captures the surface of the wafer W is higher than the arrangement of measurement point sequences on the side, + X side, and −X side. This does not prevent the arrangement of a plurality of measurement point sequences on the + Y side, + X side, and −X side of the exposure area IA. Further, the number of measurement point sequences may be more than three, or may be one or two. The intervals between the measurement point sequences need not be equal.
また、上記各実施形態は、いずれもワーキングディスタンスが短く、投影光学系PLの視野や露光領域IAに一致するウエハWの面位置を直接計測することができない場合について説明したが、これらの領域に位置するウエハWの面位置を直接計測することができる場合には、図30(A)、図30(B)のように複数の計測点を配置することもできる。 In each of the above embodiments, the working distance is short, and the case where the surface position of the wafer W that coincides with the field of view of the projection optical system PL and the exposure area IA cannot be directly measured has been described. In the case where the surface position of the positioned wafer W can be directly measured, a plurality of measurement points can be arranged as shown in FIGS. 30 (A) and 30 (B).
図30(A)では、X軸方向に延びる5本の計測点配置領域が設けられている。この5本の計測点領域をそれぞれMA1〜MA5とする。このようにすれば、例えばスキャン中のウエハステージWSTの進行方向が−Y方向であった場合、例えば、領域MA1、MA2、MA3でそれぞれウエハWの面位置を計測し、計測点領域MA1,MA3での計測結果に対する計測点領域MA2での計測結果の相対的関係を検出しておく。そして、この面形状が計測されたウエハWの領域が計測点領域MA1、MA2、MA3に進むようになると、前述の計測結果の相対的関係と、このときの計測点領域MA2、MA4の計測結果とを用いて、領域MA3に対応する、すなわち露光領域IAに対応するウエハWの面位置を推定することができるようになるので、その推定結果に基づいて、面位置を調整することができる。 In FIG. 30A, five measurement point arrangement areas extending in the X-axis direction are provided. These five measurement point regions are designated as MA1 to MA5, respectively. In this way, for example, when the advancing direction of wafer stage WST being scanned is the -Y direction, for example, the surface positions of wafer W are measured in areas MA1, MA2, and MA3, and measurement point areas MA1 and MA3 are measured. The relative relationship of the measurement result in the measurement point area MA2 with respect to the measurement result in is detected. When the area of the wafer W on which the surface shape is measured proceeds to the measurement point areas MA1, MA2, and MA3, the relative relationship between the measurement results described above and the measurement results of the measurement point areas MA2 and MA4 at this time. Can be used to estimate the surface position of the wafer W corresponding to the area MA3, that is, corresponding to the exposure area IA, and the surface position can be adjusted based on the estimation result.
なお、図30(A)に示される配置では、Y軸方向両端の計測点配置領域を除く3本の配置領域MA2〜MA4は、露光対象のショット領域SAnに隣接するショット領域SAn-1、SAn+1をカバーするように、X軸方向に延長されている。このようにすれば、次に露光対象となるショット領域SAn-1、SAn+1に対応するウエハWの面形状を、ショット領域SAの露光中に計測することができるようになる。図30(B)に示されるように、ウエハ干渉計18XY、18Zの計測結果を考慮すれば、領域MA3だけが隣接するショット領域をカバーするようになっていても良いことは勿論である。Incidentally, FIG. 30 in the arrangement shown in (A), Y-axis direction the three placement area MA2~MA4 excluding the measurement point arrangement region of both ends, the shot area SA n-1 adjacent to the shot area SA n subject to exposure , SA n + 1 is extended in the X-axis direction. In this way, the surface shape of the wafer W corresponding to the next shot areas SA n−1 and SA n + 1 to be exposed can be measured during the exposure of the shot area SA. As shown in FIG. 30B, when the measurement results of the wafer interferometers 18XY and 18Z are taken into consideration, it is a matter of course that only the area MA3 may cover the adjacent shot area.
なお、上記各実施形態では、枠状の計測点配置領域は、すべての長方形の外縁枠状であったが、これには限られず、露光領域を実質的に囲んでいればどのような形状の枠であってもよく、例えば、輪状又は多角形状であってもよい。しかしながら、辺で支えられる長方形状の枠を選択した方が主制御装置20における演算が容易になるなどの種々の利点がある。
In each of the above-described embodiments, the frame-shaped measurement point arrangement region is an all-outer rectangular frame shape, but is not limited to this, and any shape can be used as long as it substantially surrounds the exposure region. It may be a frame, for example, a ring shape or a polygonal shape. However, selecting the rectangular frame supported by the side has various advantages such as easier calculation in the
また、上記第1の実施形態では、ウエハWの面位置の計測中に、ウエハステージWSTのZ位置は一定であり、ピッチング量θx、ローリング量θyともに0に制御された状態であるとしたが、ウエハ干渉計18XY、18Zによって計測された基準Z位置からのずれや、ピッチング量θx、ローリング量θyなどをキャンセルするようにしてもよい。 In the first embodiment, during the measurement of the surface position of the wafer W, the Z position of the wafer stage WST is constant, and both the pitching amount θx and the rolling amount θy are controlled to 0. The deviation from the reference Z position measured by the wafer interferometers 18XY and 18Z, the pitching amount θx, the rolling amount θy, and the like may be canceled.
なお、面位置計測装置60の計測点の配置は、上記各実施形態で述べたように、様々な配置が可能であるが、この配置は、ウエハステージWSTの剛性などによる、ウエハ干渉計18XY,18Zで計測されるウエハステージWSTと、面位置計測装置60での計測されるウエハWの面位置との関係により適宜選択されるのが望ましい。ここで、ウエハ干渉計18XY,18Zで計測される計測値の誤差モデルは、次式のように表すことができる。
Various arrangements of measurement points of the surface
ここで、2次以上の成分r(x,y)≒0とみなせるが、他の成分を0とみなすことができない場合には、面位置計測装置の配置を、上記第2の実施形態で説明したような三重配置とするのが望ましい。また、1次以上の成分を0とみなせるが、0次成分を0とみなすことができない場合には、図24(A)、図24(B)に示されるような配置とするのが望ましい。また、0次成分までも0とみなすことができる場合には、上記第1の実施形態に示されるような配置とするのが望ましい。 Here, the second-order or higher-order component r (x, y) can be regarded as 0, but the other components cannot be regarded as 0, the arrangement of the surface position measuring device will be described in the second embodiment. Such a triple arrangement is desirable. Further, when the first-order or higher order component can be regarded as 0 but the 0th-order component cannot be regarded as 0, it is desirable to arrange as shown in FIGS. 24 (A) and 24 (B). In addition, when even the 0th-order component can be regarded as 0, it is desirable to arrange as shown in the first embodiment.
なお、どのような計測点配置を採用しても、ウエハWの面位置を計測可能な状態であれば、事前計測をする方が望ましい。このようにすれば、ウエハW上の所定の地点を複数回計測することができるので面位置の計測精度が向上し、上記第1の実施形態で述べたような、信頼性に基づく重み付け平均による面位置算出やキャリブレーションが可能となる。 Regardless of the measurement point arrangement, it is preferable to perform pre-measurement as long as the surface position of the wafer W can be measured. In this way, since a predetermined point on the wafer W can be measured a plurality of times, the surface position measurement accuracy is improved, and the weighted average based on reliability as described in the first embodiment is used. Surface position calculation and calibration are possible.
また、上記各実施形態では、アクチュエータ41A〜41Cの駆動によるZ・レベリンステージWS2の姿勢制御により、ウエハWの面位置を制御したが、これに限らず、投影光学系PLの位置を制御するようにしても良い。
In the above embodiments, the surface position of the wafer W is controlled by the attitude control of the Z / levelin stage WS2 by driving the
また、上記各実施形態では、局所液浸法を採用した露光装置について説明したが、本発明は、先玉と露光面との間を液体で浸すことのない標準的な露光装置にも適用することができるのは勿論である。投影光学系のNAが大きく、ワーキングディスタンスを小さく取る必要のある露光装置であれば、好適に適用することができる。 In each of the above-described embodiments, the exposure apparatus employing the local liquid immersion method has been described. However, the present invention is also applicable to a standard exposure apparatus that does not immerse the front lens and the exposure surface with liquid. Of course you can. The present invention can be suitably applied to any exposure apparatus that requires a large projection optical system NA and requires a small working distance.
また、上記各実施形態では、ウエハWの面形状情報として、離散値的な面形状マップH(xi,yi)に基づいてウエハWの面位置を制御するものとしたが、隣接する地点(xi,yi)間を補間することにより、XY平面内における連続値的な面形状マップH(x,y)を作成し、その面形状マップH(xi,yi)に基づいて、ウエハWの面位置を制御するようにしてもよい。Further, in each of the above embodiments, the surface position of the wafer W is controlled based on the discrete surface shape map H (x i , y i ) as the surface shape information of the wafer W. By interpolating between (x i , y i ), a continuous value surface shape map H (x, y) in the XY plane is created, and based on the surface shape map H (x i , y i ) The surface position of the wafer W may be controlled.
なお、上記各実施形態では、液体として超純水(水)を用いるものとしたが、本発明がこれに限定されないことは勿論である。液体としては、化学的に安定で、照明光ILの透過率が高く安全な液体、例えばフッ素系不活性液体を使用しても良い。このフッ素系不活性液体としては、例えばフロリナート(米国スリーエム社の商品名)が使用できる。このフッ素系不活性液体は冷却効果の点でも優れている。また、液体として、照明光ILに対する透過性があってできるだけ屈折率が高く、また、投影光学系やウエハ表面に塗布されているフォトレジストに対して安定なもの(例えばセダー油等)を使用することもできる。また、F2レーザを光源とする場合は、フォンブリンオイルを選択すれば良い。In each of the above embodiments, ultrapure water (water) is used as the liquid, but the present invention is not limited to this. As the liquid, a safe liquid that is chemically stable and has a high transmittance of the illumination light IL, such as a fluorine-based inert liquid, may be used. As this fluorinated inert liquid, for example, Fluorinert (trade name of 3M, USA) can be used. This fluorine-based inert liquid is also excellent in terms of cooling effect. In addition, a liquid that is transmissive to the illumination light IL and has a refractive index as high as possible, and is stable with respect to the projection optical system and the photoresist applied to the wafer surface (eg, cedar oil) is used. You can also. Further, when the F 2 laser is used as the light source, fomblin oil may be selected.
また、上記各実施形態で、回収された液体を再利用するようにしても良く、この場合は回収された液体から不純物を除去するフィルタを液体回収装置、又は回収管等に設けておくことが望ましい。 In each of the above embodiments, the recovered liquid may be reused. In this case, a filter that removes impurities from the recovered liquid may be provided in the liquid recovery device, the recovery pipe, or the like. desirable.
なお、上記各実施形態では、投影光学系PLの最も像面側の光学素子が先玉91であるものとしたが、その光学素子は、レンズに限られるものではなく、投影光学系PLの光学特性、例えば収差(球面収差、コマ収差等)の調整に用いる光学プレート(平行平面板等)であっても良いし、単なるカバーガラスであっても良い。投影光学系PLの最も像面側の光学素子(上記各実施形態では先玉91)は、照明光ILの照射によってレジストから発生する飛散粒子又は液体中の不純物の付着等に起因して液体(上記各実施形態では水)に接触してその表面が汚れることがある。このため、その光学素子は、鏡筒40の最下部に着脱(交換)自在に固定することとし、定期的に交換することとしても良い。
In each of the embodiments described above, the optical element closest to the image plane of the projection optical system PL is the
このような場合、液体に接触する光学素子がレンズであると、その交換部品のコストが高く、かつ交換に要する時間が長くなってしまい、メンテナンスコスト(ランニングコスト)の上昇やスループットの低下を招く。そこで、液体と接触する光学素子を、例えば先玉91よりも安価な平行平面板とするようにしても良い。
In such a case, if the optical element in contact with the liquid is a lens, the cost of the replacement part is high and the time required for the replacement becomes long, leading to an increase in maintenance cost (running cost) and a decrease in throughput. . Therefore, the optical element that comes into contact with the liquid may be a plane parallel plate that is cheaper than the
また、上記各実施形態において、液体(水)を流す範囲はレチクルのパターン像の投影領域(照明光ILの照射領域)の全域を覆うように設定されていれば良く、その大きさは任意で良いが、流速、流量等を制御する上で、照射領域よりも少し大きくしてその範囲をできる限り小さくしておくことが望ましい。 In each of the above embodiments, the range in which the liquid (water) flows may be set so as to cover the entire projection area of the reticle pattern image (irradiation area of the illumination light IL), and the size thereof is arbitrary. Although it is good, in controlling the flow velocity, flow rate, etc., it is desirable to make the range as small as possible by making it slightly larger than the irradiation region.
なお、複数のレンズから構成される投影光学系、投影ユニットPUを露光装置本体に組み込み、更に、投影ユニットPUに液体給排ユニット32及び面位置計測装置60を取り付ける。その後、光学調整をするとともに、多数の機械部品からなるレチクルステージやウエハステージWSTを露光装置本体に取り付けて配線や配管を接続し、更に総合調整(電気調整、動作確認等)をすることにより、上記各実施形態の露光装置を製造することができる。なお、露光装置の製造は温度及びクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
A projection optical system composed of a plurality of lenses and a projection unit PU are incorporated in the exposure apparatus main body, and the liquid supply /
また、上記各実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置に本発明が適用された場合について説明したが、本発明の適用範囲がこれに限定されないことは勿論である。すなわちステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置にも本発明は好適に適用できる。また、ショット領域とショット領域とを合成するステップ・アンド・スティッチ方式の縮小投影露光装置における露光にも本発明を好適に適用することができる。また、ウエハステージを2基備えたツインステージ型の露光装置にも適用できる。 In each of the above embodiments, the case where the present invention is applied to a scanning exposure apparatus such as a step-and-scan method has been described. However, the scope of the present invention is of course not limited thereto. That is, the present invention can be suitably applied to a step-and-repeat reduction projection exposure apparatus. The present invention can also be suitably applied to exposure in a step-and-stitch reduction projection exposure apparatus that combines a shot area and a shot area. The present invention can also be applied to a twin stage type exposure apparatus having two wafer stages.
露光装置の用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置や、有機EL、薄膜磁気ヘッド、撮像素子(CCD等)、マイクロマシン及びDNAチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、EUV露光装置、X線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。 The use of the exposure apparatus is not limited to the exposure apparatus for semiconductor manufacturing, but for example, an exposure apparatus for liquid crystal that transfers a liquid crystal display element pattern to a square glass plate, an organic EL, a thin film magnetic head, an image sensor (CCD, etc.), micromachines, DNA chips and the like can also be widely applied to exposure apparatuses. Further, in order to manufacture reticles or masks used in not only microdevices such as semiconductor elements but also light exposure apparatuses, EUV exposure apparatuses, X-ray exposure apparatuses, electron beam exposure apparatuses, etc., glass substrates or silicon wafers, etc. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern.
また、上記各実施形態の露光装置の光源は、ArFエキシマレーザ光源に限らず、KrFエキシマレーザ光源、F2レーザ光源などのパルスレーザ光源や、g線(波長436nm)、i線(波長365nm)などの輝線を発する超高圧水銀ランプなどを用いることも可能である。また、DFB半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム(又はエルビウムとイッテルビウムの両方)がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。また、投影光学系の倍率は縮小系のみならず等倍および拡大系のいずれでも良い。The light source of the exposure apparatus of each of the above embodiments is not limited to an ArF excimer laser light source, but a pulse laser light source such as a KrF excimer laser light source or an F 2 laser light source, g-line (wavelength 436 nm), i-line (wavelength 365 nm). It is also possible to use an ultra-high pressure mercury lamp that emits such bright lines. In addition, a single wavelength laser beam oscillated from a DFB semiconductor laser or fiber laser is amplified by a fiber amplifier doped with, for example, erbium (or both erbium and ytterbium), and a nonlinear optical crystal is obtained. It is also possible to use harmonics that have been converted into ultraviolet light. The magnification of the projection optical system may be not only a reduction system but also an equal magnification or an enlargement system.
また、上記各実施形態では、露光装置の照明光ILとしては波長100nm以上の光に限らず、波長100nm未満の光を用いても良いことはいうまでもない。例えば、近年、70nm以下のパターンを露光するために、SORやプラズマレーザを光源として、軟X線領域(例えば5〜15nmの波長域)のEUV(Extreme Ultraviolet)光を発生させるとともに、その露光波長(例えば13.5nm)の下で設計されたオール反射縮小光学系、及び反射型マスクを用いたEUV露光装置の開発が行われている。この装置においては、円弧照明を用いてマスクとウエハを同期走査してスキャン露光する構成が考えられる。 In each of the above embodiments, the illumination light IL of the exposure apparatus is not limited to light with a wavelength of 100 nm or more, and it is needless to say that light with a wavelength of less than 100 nm may be used. For example, in recent years, in order to expose a pattern of 70 nm or less, EUV (Extreme Ultraviolet) light in a soft X-ray region (for example, a wavelength region of 5 to 15 nm) is generated using an SOR or a plasma laser as a light source, and its exposure wavelength Development of an EUV exposure apparatus using an all-reflection reduction optical system designed under (for example, 13.5 nm) and a reflective mask is underway. In this apparatus, a configuration in which scanning exposure is performed by synchronously scanning a mask and a wafer using arc illumination is conceivable.
また、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置にも、本発明は適用できる。なお、電子線露光装置は、ペンシルビーム方式、可変成形ビーム方式、セルプロジェクション方式、ブランキング・アパーチャ・アレイ方式、及びマスク投影方式のいずれであっても良い。例えば、電子線を用いる露光装置では、電磁レンズを備えた光学系が用いられる。 The present invention can also be applied to an exposure apparatus that uses a charged particle beam such as an electron beam or an ion beam. The electron beam exposure apparatus may be any of a pencil beam method, a variable shaped beam method, a cell projection method, a blanking aperture array method, and a mask projection method. For example, in an exposure apparatus that uses an electron beam, an optical system including an electromagnetic lens is used.
半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した実施形態の露光装置によりレチクルのパターンをウエハに転写するステップ、デバイス組み立てステップ(ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む)、検査ステップ等を経て製造される。 For semiconductor devices, the step of designing the function and performance of the device, the step of manufacturing a reticle based on this design step, the step of manufacturing a wafer from a silicon material, and transferring the reticle pattern to the wafer by the exposure apparatus of the above-described embodiment And a device assembly step (including a dicing process, a bonding process, and a packaging process), an inspection step, and the like.
以上述べたように、本発明の露光装置は、半導体素子、液晶表示素子等を製造するためのリソグラフィ工程に適している。 As described above, the exposure apparatus of the present invention is suitable for a lithography process for manufacturing semiconductor elements, liquid crystal display elements, and the like.
Claims (28)
前記物体を保持して前記投影光学系の光軸に直交する2次元面内を移動可能なステージと;
前記投影光学系を介して前記露光光が照射される所定領域の周囲の少なくとも一部に配置された複数の計測点を有し、該複数の計測点のそれぞれにおいて前記投影光学系の光軸に関する物体の面位置情報を計測する第1計測装置と;
前記第1計測装置の計測結果に基づいて、前記物体の面形状情報を算出する算出装置と;
前記ステージの位置情報を計測する第2計測装置と;
前記算出装置の算出結果と前記第2計測装置の計測結果とに基づいて、前記所定領域に対する物体の面位置を制御する制御装置と;を備える露光装置。An exposure apparatus that irradiates exposure light onto the surface of an object via a projection optical system,
A stage capable of holding the object and moving in a two-dimensional plane perpendicular to the optical axis of the projection optical system;
A plurality of measurement points arranged in at least a part of the periphery of the predetermined area irradiated with the exposure light via the projection optical system, and each of the plurality of measurement points relates to an optical axis of the projection optical system; A first measuring device for measuring surface position information of the object;
A calculation device that calculates surface shape information of the object based on a measurement result of the first measurement device;
A second measuring device for measuring position information of the stage;
An exposure apparatus comprising: a control device that controls a surface position of the object with respect to the predetermined region based on a calculation result of the calculation device and a measurement result of the second measurement device.
前記算出装置は、
前記ステージの移動に伴い、異なる計測点で計測される前記物体上の所定の地点での面位置情報に基づいて、前記物体の面形状情報におけるその地点での面位置を算出することを特徴とする露光装置。The exposure apparatus according to claim 1,
The calculation device includes:
In accordance with movement of the stage, based on surface position information at a predetermined point on the object measured at different measurement points, a surface position at that point in the surface shape information of the object is calculated. Exposure equipment.
前記算出装置は、
前記物体上の所定の地点での前記第1計測装置の計測結果のその信頼性に基づく重み付け平均値を、前記物体の面形状情報におけるその地点での面位置として算出することを特徴とする露光装置。The exposure apparatus according to claim 2, wherein
The calculation device includes:
An exposure characterized in that a weighted average value based on the reliability of the measurement result of the first measuring device at a predetermined point on the object is calculated as a surface position at that point in the surface shape information of the object. apparatus.
前記算出装置は、
前記第1計測装置の計測結果の重みを、その計測に要する時間に応じて変更することを特徴とする露光装置。In the exposure apparatus according to claim 3,
The calculation device includes:
An exposure apparatus, wherein the weight of the measurement result of the first measurement apparatus is changed according to the time required for the measurement.
前記算出装置は、
前記第1計測装置の計測結果の重みを、その計測の際の前記ステージの移動加速度に応じて変更することを特徴とする露光装置。In the exposure apparatus according to claim 3,
The calculation device includes:
An exposure apparatus, wherein the weight of the measurement result of the first measurement apparatus is changed according to the moving acceleration of the stage at the time of the measurement.
前記第1計測装置は、
前記複数の計測点のうちの少なくとも1つの計測点に前記物体の所定の地点が位置している場合には、前記少なくとも1つの計測点での前記物体の面位置情報の計測を行うことを特徴とする露光装置。The exposure apparatus according to claim 1,
The first measuring device includes:
When a predetermined point of the object is located at at least one of the plurality of measurement points, surface position information of the object is measured at the at least one measurement point. An exposure apparatus.
前記第1計測装置は、
前記物体上に形成された前記物体の位置合わせ用マークの位置情報の検出の際に、前記物体の面位置情報の計測を行うことを特徴とする露光装置。The exposure apparatus according to claim 6, wherein
The first measuring device includes:
An exposure apparatus that measures surface position information of an object when detecting position information of an alignment mark for the object formed on the object.
前記複数の計測点のうちの所定の計測点で計測された前記物体上の所定の地点の面位置情報と、他の計測点でのその地点での計測結果を含む複数回の計測結果から得られる面位置情報との差に基づいて、前記所定の計測点での較正情報を算出する較正装置をさらに備えることを特徴とする露光装置。The exposure apparatus according to claim 1,
Obtained from a plurality of measurement results including the surface position information of a predetermined point on the object measured at a predetermined measurement point of the plurality of measurement points and the measurement results at that point at other measurement points. An exposure apparatus, further comprising a calibration device that calculates calibration information at the predetermined measurement point based on a difference from the surface position information to be obtained.
前記較正装置は、
前記第1計測装置により前記所定の計測点で前記物体の所定の地点の面位置が計測される際のその計測結果の信頼性を考慮しつつ、前記較正情報を算出することを特徴とする露光装置。The exposure apparatus according to claim 8, wherein
The calibration device comprises:
The exposure is characterized in that the calibration information is calculated in consideration of the reliability of the measurement result when the surface position of the predetermined point of the object is measured at the predetermined measurement point by the first measurement device. apparatus.
前記複数の計測点は、
前記所定領域の周囲を三重に囲むように配置された計測点を含むことを特徴とする露光装置。The exposure apparatus according to claim 1,
The plurality of measurement points are:
An exposure apparatus comprising measurement points arranged to triple surround the predetermined area.
前記複数の計測点は、前記所定領域の外側を囲む第1の枠状領域と、前記第1の枠状領域の外側を囲む第2の枠状領域と、前記第2の枠状領域の外側を囲む第3の枠状領域とにそれぞれ配置され、
前記所定領域を基準とする前記2次元面内の任意の方向で、
前記第2の枠状領域のその方向に関するサイズが前記所定領域のその方向に関するサイズ以上であり、
前記第2の枠状領域の一部と前記所定領域とを重ね合わせた場合に、前記第1の枠状領域及び前記第3の枠状領域に含まれる同一直線上にない少なくとも3つの計測点が、前記第1の枠状領域の計測点と重なるように、前記複数の計測点が配置されていることを特徴とする露光装置。The exposure apparatus according to claim 10, wherein
The plurality of measurement points include a first frame-like region surrounding the outside of the predetermined region, a second frame-like region surrounding the outside of the first frame-like region, and the outside of the second frame-like region And a third frame-like region surrounding each,
In any direction within the two-dimensional plane with respect to the predetermined area,
The size of the second frame-shaped region in the direction is not less than the size of the predetermined region in the direction;
When a part of the second frame-shaped region and the predetermined region are overlapped, at least three measurement points that are not on the same straight line included in the first frame-shaped region and the third frame-shaped region However, the exposure apparatus is characterized in that the plurality of measurement points are arranged so as to overlap with the measurement points of the first frame-like region.
前記第1計測装置は、
前記少なくとも3つの計測点と、前記第2の枠状領域の少なくとも1つの計測点とで、前記物体の面位置情報を同時に計測し、
前記算出装置は、
前記第1計測装置の計測結果に基づいて、前記物体の一部の領域の面形状情報を算出し、
前記制御装置は、
前記ステージの移動により前記物体の一部の領域が前記第1の枠状領域にさしかかったときに、前記第1の枠状領域の計測点のうちの前記少なくとも3つの計測点にそれぞれ対応する計測点での計測結果と、前記物体の一部の領域の面形状情報とに基づいて、前記物体の面位置を制御することを特徴とする露光装置。The exposure apparatus according to claim 11, wherein
The first measuring device includes:
The surface position information of the object is simultaneously measured at the at least three measurement points and at least one measurement point of the second frame-shaped region,
The calculation device includes:
Based on the measurement result of the first measurement device, calculate surface shape information of a partial region of the object,
The controller is
Measurements corresponding to the at least three measurement points of the measurement points of the first frame-shaped region when a partial region of the object approaches the first frame-shaped region due to the movement of the stage. An exposure apparatus that controls a surface position of the object based on a measurement result at a point and surface shape information of a partial region of the object.
前記各枠状領域は、
隣接する枠状領域の間隔が同一で、かつ、前記所定領域の中心と前記第1の枠状領域との距離が、前記間隔の整数倍となるように配置されていることを特徴とする露光装置。The exposure apparatus according to claim 10, wherein
Each of the frame regions is
The exposure is characterized in that the intervals between adjacent frame regions are the same, and the distance between the center of the predetermined region and the first frame region is an integral multiple of the interval. apparatus.
前記算出装置は、
前記ステージの移動前の前記少なくとも4つの計測点での計測結果と、前記ステージの移動後の前記少なくとも4つの計測点での計測結果との中に、前記物体上の同一直線上にない少なくとも3つの地点における面位置情報が含まれていた場合には、前記少なくとも3つの地点の面位置情報を基準として該2つの計測結果をつなぎ合わせることにより、前記物体の面形状情報を算出することを特徴とする露光装置。The exposure apparatus according to claim 13, wherein
The calculation device includes:
Among the measurement results at the at least four measurement points before the movement of the stage and the measurement results at the at least four measurement points after the movement of the stage, at least 3 that are not on the same straight line on the object When the surface position information at one point is included, the surface shape information of the object is calculated by connecting the two measurement results on the basis of the surface position information of the at least three points. An exposure apparatus.
前記複数の計測点は、前記所定領域の周囲を二重に囲むように配置された計測点を含み、
前記算出装置は、
前記第1計測装置の計測結果と、前記第2計測装置によって計測された前記2次元面に対する前記ステージの傾斜情報とに基づいて、前記物体の面形状情報を算出することを特徴とする露光装置。The exposure apparatus according to claim 1,
The plurality of measurement points include measurement points arranged so as to double surround the predetermined area,
The calculation device includes:
An exposure apparatus that calculates surface shape information of the object based on a measurement result of the first measurement device and tilt information of the stage with respect to the two-dimensional surface measured by the second measurement device. .
前記複数の計測点は、前記所定領域の外側を囲む第1の枠状領域と、前記第1の枠状領域の外側を囲む第2の枠状領域とにそれぞれ配置され、
前記所定領域を基準とする前記2次元面内の任意の方向で、
前記第1の枠状領域のその方向のサイズが、前記所定領域のその方向のサイズ以上であり、
前記第1の枠状領域と前記所定領域とを重ね合わせたときに、前記第2の枠状領域における少なくとも1つの計測点が、前記第1の枠状領域の計測点と重なるように、前記複数の計測点が配置されていることを特徴とする露光装置。The exposure apparatus according to claim 15, wherein
The plurality of measurement points are respectively arranged in a first frame-shaped region surrounding the outside of the predetermined region and a second frame-shaped region surrounding the outside of the first frame-shaped region,
In any direction within the two-dimensional plane with respect to the predetermined area,
The size of the first frame-shaped region in the direction is equal to or larger than the size of the predetermined region in the direction;
When the first frame-like region and the predetermined region are overlapped, the at least one measurement point in the second frame-like region overlaps with the measurement point of the first frame-like region. An exposure apparatus comprising a plurality of measurement points.
前記第1計測装置は、
前記第3の枠状領域の少なくとも1つの計測点と、前記第1の枠状領域の少なくとも1つの計測点とで、前記物体の面位置情報を同時に計測し、
前記算出装置は、
前記第1計測装置の計測結果に基づいて、前記物体の一部の領域の面形状情報を算出し、
前記制御装置は、
前記ステージの移動により前記物体の一部の領域が前記第1の枠状領域にさしかかったときに、前記第1の枠状領域の計測点のうちの前記少なくとも1つの計測点にそれぞれ対応する計測点での計測結果と、前記物体の一部の領域の面形状情報とに基づいて、前記物体の面位置を制御することを特徴とする露光装置。The exposure apparatus according to claim 16, wherein
The first measuring device includes:
The surface position information of the object is simultaneously measured at at least one measurement point of the third frame-shaped region and at least one measurement point of the first frame-shaped region,
The calculation device includes:
Based on the measurement result of the first measurement device, calculate surface shape information of a partial region of the object,
The controller is
Measurements corresponding to the at least one measurement point among the measurement points of the first frame-shaped region when a partial region of the object approaches the first frame-shaped region due to the movement of the stage. An exposure apparatus that controls a surface position of the object based on a measurement result at a point and surface shape information of a partial region of the object.
前記所定領域の中心から前記第1の枠状領域までの距離が、前記第1の枠状領域と、第2の枠状領域との間隔の整数倍となるように配置されていることを特徴とする露光装置。The exposure apparatus according to claim 15, wherein
The distance from the center of the predetermined region to the first frame-like region is arranged so as to be an integral multiple of the interval between the first frame-like region and the second frame-like region. An exposure apparatus.
前記算出装置は、
前記ステージの移動前の前記複数の計測点における計測結果と、前記ステージの移動後の前記複数の計測点における計測結果との中に、前記物体上の少なくとも1つの地点における面位置情報が含まれている場合には、前記少なくとも1つの地点の面位置情報を基準として2つの計測結果をつなぎ合わせることにより、前記物体の面形状情報を算出することを特徴とする露光装置。The exposure apparatus according to claim 18, wherein
The calculation device includes:
Surface position information at at least one point on the object is included in the measurement results at the plurality of measurement points before the movement of the stage and the measurement results at the plurality of measurement points after the movement of the stage. In the exposure apparatus, the surface shape information of the object is calculated by connecting two measurement results based on the surface position information of the at least one point.
前記複数の計測点は、
前記露光光を前記物体上に照射する際の前記ステージの移動方向に平行な第1方向に沿った2列の第1の計測点列と、前記第1方向に直交する第2方向に沿った2列の第2の計測点列とで、前記所定領域を実質的に囲むように配置されており、
前記算出装置は、
前記第2計測点列における前記物体の面位置情報に基づいて、前記物体の面形状情報を算出し、
前記制御装置は、
前記ステージの移動により、前記面形状情報に対応する領域が前記所定領域に差し掛かったとき、前記面形状情報と、前記第1方向に関する位置が前記所定領域の中心と同じ前記第1計測点列の計測点での面位置情報とに基づいて、前記物体の面位置を制御することを特徴とする露光装置。The exposure apparatus according to claim 1,
The plurality of measurement points are:
Two rows of first measurement point rows along a first direction parallel to the moving direction of the stage when the exposure light is irradiated onto the object, and a second direction perpendicular to the first direction It is arranged so as to substantially surround the predetermined area with two rows of second measurement point rows,
The calculation device includes:
Calculating surface shape information of the object based on surface position information of the object in the second measurement point sequence;
The controller is
When the region corresponding to the surface shape information approaches the predetermined region due to the movement of the stage, the surface shape information and the position of the first measurement point sequence having the same position in the first direction as the center of the predetermined region An exposure apparatus that controls the surface position of the object based on surface position information at a measurement point.
前記第2方向に関し、
前記所定領域の中心から前記第1計測点列の端の計測点までの距離と、前記所定領域の中心から前記第2計測点列までの距離との差が、前記所定領域の長さと同一となっていることを特徴とする露光装置。The exposure apparatus according to claim 20, wherein
Regarding the second direction,
The difference between the distance from the center of the predetermined region to the measurement point at the end of the first measurement point sequence and the distance from the center of the predetermined region to the second measurement point sequence is the same as the length of the predetermined region. An exposure apparatus characterized by comprising:
前記物体の面形状情報を検出する検出装置をさらに備え、
前記複数の計測点は、前記所定領域を一重に囲むように配置され、
前記制御装置は、
前記算出装置の算出結果と、前記検出装置の検出結果とに基づいて、前記所定領域に対する前記物体の面位置を制御することを特徴とする請求項1に記載の露光装置。The exposure apparatus according to claim 1,
A detector for detecting surface shape information of the object;
The plurality of measurement points are arranged so as to surround the predetermined region in a single layer,
The controller is
The exposure apparatus according to claim 1, wherein the surface position of the object with respect to the predetermined area is controlled based on a calculation result of the calculation apparatus and a detection result of the detection apparatus.
前記複数の計測点は、
前記所定領域を含む矩形の4辺のうちの対向する2辺に配置されている計測点を含むことを特徴とする露光装置。The exposure apparatus according to claim 1,
The plurality of measurement points are:
An exposure apparatus comprising measurement points arranged on two opposite sides of four sides of a rectangle including the predetermined area.
前記対向する2辺は、
前記所定領域から見て、前記露光光の照射時における前記物体の進行方向に配置された辺であることを特徴とする露光装置。The exposure apparatus according to claim 23, wherein
The two opposite sides are
An exposure apparatus, wherein the exposure apparatus is a side arranged in the traveling direction of the object when the exposure light is irradiated as viewed from the predetermined area.
前記複数の計測点は、
前記所定領域から見て、前記露光光の照射時における前記物体の進行方向に直交する方向に配置された辺であることを特徴とする露光装置。The exposure apparatus according to claim 23, wherein
The plurality of measurement points are:
An exposure apparatus, wherein the exposure apparatus is a side arranged in a direction orthogonal to a traveling direction of the object when the exposure light is irradiated as viewed from the predetermined area.
前記複数の計測点は、
前記矩形の4辺のうち、3辺に配置されていることを特徴とする露光装置。The exposure apparatus according to claim 23, wherein
The plurality of measurement points are:
An exposure apparatus, wherein the exposure apparatus is arranged on three sides of the four sides of the rectangle.
前記複数の計測点は、
前記所定領域から見て、一方向に、かつ、平行に並べられた複数の列に配置された計測点を含むことを特徴とする露光装置。The exposure apparatus according to claim 1,
The plurality of measurement points are:
An exposure apparatus comprising measurement points arranged in a plurality of rows arranged in one direction and in parallel as viewed from the predetermined region.
前記物体上に形成された前記物体の位置合わせ用マークを検出するための検出系をさらに備え、
前記複数の計測点の列は、前記所定領域と前記検出系の検出視野との間に配置されていることを特徴とする露光装置。The exposure apparatus according to claim 27, wherein
A detection system for detecting a mark for alignment of the object formed on the object;
The exposure apparatus, wherein the plurality of measurement point rows are arranged between the predetermined region and a detection visual field of the detection system.
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