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JP2023039136A - Exposure device, exposure method, and article manufacturing method - Google Patents

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JP2023039136A JP2021146151A JP2021146151A JP2023039136A JP 2023039136 A JP2023039136 A JP 2023039136A JP 2021146151 A JP2021146151 A JP 2021146151A JP 2021146151 A JP2021146151 A JP 2021146151A JP 2023039136 A JP2023039136 A JP 2023039136A
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substrate
optical system
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projection optical
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聖二 山口
Seiji Yamaguchi
詠史 稲村
Eiji Inamura
渉 木島
Wataru Kijima
瞭 早迫
Ryo Sosako
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

To achieve both highly-accurate positioning and high productivity.SOLUTION: An exposure device includes a first measurement part for detecting an original plate mark and a first mark, a second measurement part for detecting a second mark, a storage part for storing a difference between the position of the first mark obtained by detecting the first mark by the first measurement part when a projection optical system is in a first state, and the position of the first mark obtained by detecting the first mark by the first measurement part when the projection optical system is in a second state different from the first state, and a control part for controlling positioning between the original plate and a shot region of a substrate, wherein the control part acquires a detection result obtained by performing detection of the original plate mark by the first measurement part, detection of the first mark by the first measurement part and detection of the second mark by the second measurement part in parallel, when the projection optical system is in the first state, and controls positioning between the original plate and the shot region of the substrate on the basis of the detection result and the difference when the projection optical system is in the second state.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、露光装置、露光方法、及び物品の製造方法に関する。 The present invention relates to an exposure apparatus, an exposure method, and an article manufacturing method.

液晶パネルや有機ELパネル等のフラットパネルや、半導体デバイスの製造には、マスクなどの原版のパターンを、レジストが塗布されたガラスプレートやウエハなどの基板に転写する露光装置が用いられる。このような露光装置では、基板上のショット領域に、原版のパターンを高い精度で位置合わせすることが求められるとともに、高い生産性を実現することが求められている。 2. Description of the Related Art In the manufacture of flat panels such as liquid crystal panels and organic EL panels and semiconductor devices, an exposure apparatus is used to transfer a pattern of an original plate such as a mask onto a substrate such as a glass plate or wafer coated with a resist. Such an exposure apparatus is required to align the pattern of the original with a shot area on the substrate with high accuracy, and to achieve high productivity.

特許文献1には、高い精度での位置合わせと高い生産性を両立することを目的とした内容が開示されている。具体的には、露光装置の投影光学系を介して基板上のマークを検出する計測部と、露光装置の投影光学系を介さずに基板上のマークを検出する計測部とで、並行してマーク検出をする手法が開示されている。 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-200002 discloses a content aimed at achieving both high-precision alignment and high productivity. Specifically, a measurement unit that detects the marks on the substrate via the projection optical system of the exposure apparatus and a measurement unit that detects the marks on the substrate without the projection optical system of the exposure apparatus are operated in parallel. A technique for mark detection is disclosed.

特開2014-160780号公報JP 2014-160780 A

しかしながら、特許文献1に開示されている手法を用いる際に、投影光学系の状態の変更を伴う場合、上記2つの計測部を併用してマークを検出できなくなるおそれがある。例えば、露光光のエネルギー分布や波長を変更した際に、投影光学系の光学部材の位置を変更する場合がある。そのような場合には、上記2つの計測部の少なくとも一方で基板上のマークを計測視野内に収めることができなくなるおそれがある。即ち、投影光学系の状態が変更されると、上記2つの計測部で並行してマーク検出をすることができなくなり、高い精度での位置合わせと高い生産性の両立が困難になるおそれがある。 However, if the state of the projection optical system is changed when using the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200010, there is a possibility that the marks cannot be detected using both of the above-described two measurement units. For example, when the energy distribution or wavelength of exposure light is changed, the positions of the optical members of the projection optical system may be changed. In such a case, at least one of the two measurement units may not be able to fit the mark on the substrate within the measurement field of view. That is, if the state of the projection optical system is changed, the two measurement units cannot detect the marks in parallel, and it may become difficult to achieve both high-precision alignment and high productivity. .

そこで、本発明は、高い精度での位置合わせと高い生産性を両立するために有利な露光装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an exposure apparatus that is advantageous in achieving both high-precision alignment and high productivity.

上記目的を達成するために、本発明の一側面としての露光装置は、投影光学系を介して原版のパターンを基板のショット領域に転写する露光装置であって、前記原版上に形成された原版マークを検出し、且つ前記投影光学系を介して、前記基板上に形成された第1マークを検出する第1計測部と、前記投影光学系を介さずに、前記第1マークとは異なる前記基板上に形成された第2マークを検出する第2計測部と、前記投影光学系が第1状態である場合に前記第1計測部で前記第1マークを検出して得られる前記第1マークの位置と、前記投影光学系が前記第1状態とは異なる第2状態である場合に前記第1計測部で前記第1マークを検出して得られる前記第1マークの位置との差分を記憶する記憶部と、前記原版と前記基板のショット領域との位置合わせを制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記投影光学系が前記第1状態であるとき、前記第1計測部による前記原版マークの検出と、前記第1計測部による前記第1マークの検出と、前記第2計測部による前記第2マークの検出と、を並行して行うことにより得られる検出結果を取得し、前記投影光学系が前記第2状態であるとき、前記検出結果と前記差分とに基づいて、前記原版と前記基板のショット領域との位置合わせを制御することを特徴とする。 To achieve the above object, an exposure apparatus as one aspect of the present invention is an exposure apparatus for transferring a pattern of an original onto a shot area of a substrate via a projection optical system, wherein the original is formed on the original. a first measurement unit that detects a mark and detects a first mark formed on the substrate via the projection optical system; a second measuring unit that detects a second mark formed on a substrate; and the first mark obtained by detecting the first mark with the first measuring unit when the projection optical system is in the first state. and the position of the first mark obtained by detecting the first mark with the first measuring unit when the projection optical system is in a second state different from the first state. and a controller for controlling alignment between the original and the shot area of the substrate, wherein the controller controls the first measurement when the projection optical system is in the first state. detection of the original mark by the unit, detection of the first mark by the first measurement unit, and detection of the second mark by the second measurement unit in parallel. and, when the projection optical system is in the second state, alignment between the original and the shot area of the substrate is controlled based on the detection result and the difference.

本発明によれば、高い精度での位置合わせと高い生産性を両立するために有利な露光装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an exposure apparatus that is advantageous in achieving both high-precision alignment and high productivity.

露光装置の構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram showing the configuration of an exposure apparatus; FIG. アライメントマークの位置と2つの計測部の視野範囲との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the position of an alignment mark and the visual field ranges of two measurement units; 第1実施形態における計測結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result in 1st Embodiment. 第1実施形態におけるアライメントの手順を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing alignment procedures in the first embodiment. 第2実施形態における計測結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result in 2nd Embodiment. 第2実施形態におけるアライメントの手順を示すフローチャートである。9 is a flowchart showing alignment procedures in the second embodiment.

以下に、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。尚、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。 Preferred embodiments of the present invention are described in detail below with reference to the accompanying drawings. In addition, in each figure, the same reference numerals are given to the same members, and redundant explanations are omitted.

<第1実施形態>
本実施形態における露光装置の構成、及び本実施形態におけるアライメント方法について説明する。本実施形態における露光装置は、半導体デバイスや、フラットパネルディスプレイ(FPD)などのデバイスを製造する際のリソグラフィ工程に用いられる装置である。露光装置は、原版(マスク)のパターンをレジストが塗布された基板(ガラスプレート)に転写することで、基板のショット領域に潜像パターンを形成する。本実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置について説明するが、これに限らず、ステップ・アンド・リピート方式等他の露光方式であっても良い。
<First Embodiment>
The configuration of the exposure apparatus according to this embodiment and the alignment method according to this embodiment will be described. The exposure apparatus in this embodiment is an apparatus used in a lithography process when manufacturing devices such as semiconductor devices and flat panel displays (FPDs). The exposure apparatus forms a latent image pattern in a shot area of the substrate by transferring a pattern of an original (mask) onto a substrate (glass plate) coated with a resist. In this embodiment, a step-and-scan type exposure apparatus will be described, but the present invention is not limited to this, and other exposure methods such as a step-and-repeat type may be used.

図1を参照して、本実施形態における露光装置100の構成について説明する。図1(a)は、本実施形態における露光装置100の全体構成を示す概略図である。本実施形態では、基板5aが載置される面をXY平面とし、XY平面に垂直な方向をZ方向として座標系を定義する。露光装置100は、照明光学系1と、アライメント計測部2(第1計測部)と、原版ステージ3bと、投影光学系4と、基板ステージ5bと、制御部8と、記憶部9と、オフアクシス計測部91、92(第2計測部)とを含みうる。 The configuration of an exposure apparatus 100 according to this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1A is a schematic diagram showing the overall configuration of an exposure apparatus 100 according to this embodiment. In this embodiment, a coordinate system is defined with the surface on which the substrate 5a is placed as the XY plane and the direction perpendicular to the XY plane as the Z direction. The exposure apparatus 100 includes an illumination optical system 1, an alignment measurement unit 2 (first measurement unit), an original stage 3b, a projection optical system 4, a substrate stage 5b, a control unit 8, a storage unit 9, an off Axis measurement units 91 and 92 (second measurement units) may be included.

図1(b)は、照明光学系1の構成を示す図である。照明光学系1は、光源11と、楕円鏡12と、第1コンデンサレンズ13と、フライアイレンズ14と、絞り切り替え機構15と、平面鏡16と、第2コンデンサレンズ17と、開口幅調整機構18、結像光学系19、とを含む。光源11は、例えば、水銀ランプや集積させた固体発光素子である。楕円鏡12は、光源11からの光束を効率良く導くための反射鏡である。フライアイレンズ14は、光源11から出射される光を均一化する。 FIG. 1B is a diagram showing the configuration of the illumination optical system 1. As shown in FIG. The illumination optical system 1 includes a light source 11, an elliptical mirror 12, a first condenser lens 13, a fly-eye lens 14, an aperture switching mechanism 15, a plane mirror 16, a second condenser lens 17, and an aperture width adjustment mechanism 18. , an imaging optical system 19, and the like. The light source 11 is, for example, a mercury lamp or an integrated solid state light emitting device. The elliptical mirror 12 is a reflecting mirror for efficiently guiding the luminous flux from the light source 11 . The fly-eye lens 14 homogenizes the light emitted from the light source 11 .

絞り切り替え機構15には、絞りを複数枚(例えば、2枚の絞り)搭載可能である。例えば、絞り切り替え機構15を回転させることで、搭載されている絞り15a、15bを移動させ、光源11からの光束が通過する光路上に任意の絞りを配置させることができる。絞り切り替え機構15に搭載される絞りは、適宜変更することが可能であり、例えば、露光装置100の設置時に様々な絞りをテストし、絞り切り替え機構15に搭載する絞りをユーザが決定しても良い。絞り切り替え機構15の配置は、制御部8により制御され、光路上に配置される絞りを変更することで、基板5aに照明される光源分布を変更することができる。絞り15a、15bは、例えば、円形状や輪帯形状の開口を有する絞りであり、露光プロセスに応じて適宜変更されうる。 A plurality of diaphragms (for example, two diaphragms) can be mounted on the diaphragm switching mechanism 15 . For example, by rotating the diaphragm switching mechanism 15, the mounted diaphragms 15a and 15b can be moved, and an arbitrary diaphragm can be arranged on the optical path through which the light flux from the light source 11 passes. The aperture mounted on the diaphragm switching mechanism 15 can be changed as appropriate. For example, the user can test various diaphragms when installing the exposure apparatus 100 and determine the diaphragm mounted on the diaphragm switching mechanism 15. good. The arrangement of the diaphragm switching mechanism 15 is controlled by the controller 8, and by changing the diaphragm arranged on the optical path, the light source distribution illuminating the substrate 5a can be changed. The diaphragms 15a and 15b are, for example, diaphragms having circular or ring-shaped apertures, and can be appropriately changed according to the exposure process.

スリット18は、原版3aの照明範囲(即ち、原版3aを照明するスリット光の断面形状)を規定する。スリット18は、例えば、X方向に長い矩形や円弧状の開口を有する視野絞りであり、フライアイレンズ14のフーリエ変換面に配置される。結像光学系19は、スリット18によって規定されたスリット光により、投影光学系4の物体面に位置する原版3aを照明するように複数の光学部材(例えば、反射鏡)が配置されている。 The slit 18 defines the illumination range of the original 3a (that is, the cross-sectional shape of the slit light that illuminates the original 3a). The slit 18 is, for example, a field stop having a rectangular or arcuate opening elongated in the X direction and arranged on the Fourier transform plane of the fly-eye lens 14 . The imaging optical system 19 has a plurality of optical members (for example, reflecting mirrors) arranged so that the original 3a positioned on the object plane of the projection optical system 4 is illuminated with slit light defined by the slit 18 .

図1(c)は、投影光学系4の構成を示す図である。投影光学系4は、第1平行平板41aや第2平行平板41b(補正部材)、第1平面鏡42、第2平面鏡45、凸面鏡44及び凹面鏡43を含むように構成されており、照明光学系1により照明される原版3aのパターンの像を基板5aに投影する。第1平行平板41aや第2平行平板41bは、位置や角度を調整することで、投影光学系4で発生する収差を補正する(低減する)役割を果たす。投影光学系4を構成する光学部材(例えば、第1平行平板41a又は第2平行平板41b)の位置及び姿勢は、制御部8により制御される。投影光学系4を構成する光学部材の位置及び姿勢の制御は、露光装置100の設置時や、露光装置100のメンテナンス時に、投影光学系4の収差が低減するように調整されうる。 FIG. 1(c) is a diagram showing the configuration of the projection optical system 4. As shown in FIG. The projection optical system 4 includes a first parallel plate 41a, a second parallel plate 41b (correction member), a first plane mirror 42, a second plane mirror 45, a convex mirror 44 and a concave mirror 43. The image of the pattern of the original 3a illuminated by is projected onto the substrate 5a. The first parallel plate 41a and the second parallel plate 41b play a role of correcting (reducing) aberrations generated in the projection optical system 4 by adjusting their positions and angles. A controller 8 controls the positions and attitudes of the optical members (for example, the first parallel plate 41 a or the second parallel plate 41 b ) that make up the projection optical system 4 . The control of the positions and orientations of the optical members that make up the projection optical system 4 can be adjusted during installation of the exposure apparatus 100 and maintenance of the exposure apparatus 100 so as to reduce the aberration of the projection optical system 4 .

図1(a)の説明に戻る。原版3a及び基板5aは、原版ステージ3b及び基板ステージ5bによってそれぞれ保持されており、投影光学系4を介して光学的にほぼ共役な位置(投影光学系4の物体面及び像面)に配置される。投影光学系4は、例えば、複数のミラーによって構成されるミラープロジェクション方式の投影光学系であり、所定の投影倍率(例えば、等倍や1/2倍)を有し、原版3aに形成されたパターンを基板5aに投影する。 Returning to the description of FIG. The original 3a and the substrate 5a are held by an original stage 3b and a substrate stage 5b, respectively, and are arranged at optically substantially conjugate positions (object plane and image plane of the projection optical system 4) via the projection optical system 4. be. The projection optical system 4 is, for example, a mirror projection type projection optical system configured by a plurality of mirrors, has a predetermined projection magnification (for example, 1:1 or 1/2), and is formed on the original 3a. A pattern is projected onto the substrate 5a.

原版ステージ3b及び基板ステージ5bは、XY平面上を移動可能であり、投影光学系4の光軸方向(Z方向)に直交する方向(例えば、Y方向)に、互いに同期しながら、投影光学系4の投影倍率に応じた速度比で走査する。これにより、原版3aに形成されたパターンを基板5a上におけるショット領域に転写することができる。この動作を走査露光とも称する。基板ステージ5bをステップ移動させながら、基板5a上における複数のショット領域のそれぞれについて走査露光を順次繰り返すことにより、1枚の基板5a上における複数のショット領域を露光する処理を完了することができる。基板5a上の各ショット領域に原版3aのパターンを転写する際には、当該ショット領域と原版3aとの位置合わせが行われる。位置合わせを行うために、アライメント計測部2及びオフアクシス計測部91、92を用いて、アライメント計測が実行される。 The original stage 3b and the substrate stage 5b are movable on the XY plane, and are synchronous with each other in a direction (eg, Y direction) orthogonal to the optical axis direction (Z direction) of the projection optical system 4. Scanning is performed at a speed ratio corresponding to the projection magnification of 4. As a result, the pattern formed on the original plate 3a can be transferred to the shot area on the substrate 5a. This operation is also called scanning exposure. By sequentially repeating scanning exposure for each of the plurality of shot areas on the substrate 5a while stepping the substrate stage 5b, the process of exposing the plurality of shot areas on one substrate 5a can be completed. When the pattern of the original 3a is transferred to each shot area on the substrate 5a, the shot area and the original 3a are aligned. Alignment measurement is performed using the alignment measurement unit 2 and off-axis measurement units 91 and 92 for alignment.

アライメント計測部2は、照明光学系1と原版3aとの間に配置される。少なくとも1つのアライメントスコープを含む。アライメント計測部2は、基板5a上に形成されたアライメントマーク(第1マーク)と原版3a上に形成されたアライメントマーク(原版マーク)とを投影光学系4を介して同時に観察する。 The alignment measurement unit 2 is arranged between the illumination optical system 1 and the original 3a. At least one alignment scope is included. The alignment measurement unit 2 simultaneously observes the alignment mark (first mark) formed on the substrate 5a and the alignment mark (original mark) formed on the original 3a through the projection optical system 4. FIG.

オフアクシス計測部91、92は、投影光学系4と基板5aとの間に配置される。オフアクシス計測部91、92は、少なくとも1つのオフアクシススコープを含む。オフアクシス計測部91、92は、基板5a上に形成されたアライメントマーク(第2マーク)を観察する。オフアクシス計測部91、92は、アライメント計測部2とオフアクシス計測部91、92とで計測されるマークの位置を較正する情報(ベースライン)を用いて、各マークの基板上における位置(基板5a上における位置)を計測することができる。 The off-axis measurement units 91 and 92 are arranged between the projection optical system 4 and the substrate 5a. The off-axis measurement units 91 and 92 include at least one off-axis scope. The off-axis measurement units 91 and 92 observe alignment marks (second marks) formed on the substrate 5a. The off-axis measurement units 91 and 92 use information (baseline) for calibrating the positions of the marks measured by the alignment measurement unit 2 and the off-axis measurement units 91 and 92 to determine the position of each mark on the substrate (substrate 5a) can be measured.

アライメント計測部2及びオフアクシス計測部91、92でマークを検出するにあたり、基板5aを露光する際に用いられる光と同じ波長の光を用いてしまうと、基板5aが露光(塗布されたレジストが感光)されてしまう。そこで、アライメント計測部2及びオフアクシス計測部91、92には、基板5aを露光する際に用いられる光とは異なる波長を有する光、即ち、非露光光が用いられる。 When the alignment measurement unit 2 and the off-axis measurement units 91 and 92 detect the marks, if the light having the same wavelength as the light used for exposing the substrate 5a is used, the substrate 5a may be exposed (the resist applied may be damaged). exposed to light). Therefore, the alignment measurement unit 2 and the off-axis measurement units 91 and 92 use light having a wavelength different from that of the light used when exposing the substrate 5a, that is, non-exposure light.

制御部8は、アライメント計測部2及びオフアクシス計測部91、92により計測された各マークの位置に基づいて、ショット領域の形状情報を取得する。そして、制御部8は、取得した形状情報に基づいて原版ステージ3bや基板ステージ5bの位置及び駆動速度、投影光学系4の投影倍率を制御しながら、基板5aの走査露光を行う。この動作をアライメント補正とも称する。以下では、アライメント計測及びアライメント補正を、単にアライメントと呼ぶ。 The control unit 8 acquires shape information of the shot area based on the positions of the marks measured by the alignment measurement unit 2 and the off-axis measurement units 91 and 92 . Then, the control unit 8 performs scanning exposure of the substrate 5a while controlling the positions and driving speeds of the original stage 3b and the substrate stage 5b and the projection magnification of the projection optical system 4 based on the acquired shape information. This operation is also called alignment correction. Alignment measurement and alignment correction are hereinafter simply referred to as alignment.

図2は、本実施形態におけるアライメント方法を説明するための図である。図2(a)は、基板5a上におけるアライメントマークの位置を示す図である。図2(b)は、原版3a上におけるアライメントマークの位置を示す図である。図2(c)は、アライメント計測部2及びオフアクシス計測部91、92が基板5a上のマークを検出できる検出視野範囲を示す図である。 FIG. 2 is a diagram for explaining the alignment method in this embodiment. FIG. 2(a) is a diagram showing the positions of the alignment marks on the substrate 5a. FIG. 2(b) is a diagram showing the positions of the alignment marks on the original plate 3a. FIG. 2(c) is a diagram showing a detection visual field range in which the alignment measurement unit 2 and the off-axis measurement units 91 and 92 can detect marks on the substrate 5a.

基板5aは、図2(a)に示すように、複数のショット領域51を含み、各ショット領域51の周辺には、例えば、6つのマーク511~516が形成されている。原版3aは、図2(b)に示すように、基板5a上の各ショット領域51に転写されるパターンが形成された領域31を含む。領域31の周辺には、例えば、各ショット領域51の周辺に形成された6つのマーク511~516に対応するように、6つのマーク311~316が形成されている。 As shown in FIG. 2A, the substrate 5a includes a plurality of shot areas 51, and around each shot area 51, for example, six marks 511-516 are formed. As shown in FIG. 2B, the original plate 3a includes regions 31 in which patterns to be transferred to shot regions 51 on the substrate 5a are formed. Six marks 311 to 316 are formed around the area 31 so as to correspond to the six marks 511 to 516 formed around each shot area 51, for example.

また、アライメント計測部2は、例えば、2つのアライメントスコープ2a、2bを含みうる。オフアクシス計測部91、92は、例えば、それぞれ2つのオフアクシススコープ91a、91b、及び92a、92bを含みうる。各アライメントスコープ及び各オフアクシススコープは、基板上における1つのショット領域51の周囲に設けられた複数のマークをそれぞれ並行して検出するように配置されている。尚、本実施形態において、アライメント計測部2により検出されるマークと、オフアクシス計測部91、92により検出されるマークは、それぞれ別のマークである。 Also, the alignment measurement unit 2 can include, for example, two alignment scopes 2a and 2b. The off-axis measurement units 91, 92 may include, for example, two off-axis scopes 91a, 91b and 92a, 92b, respectively. Each alignment scope and each off-axis scope are arranged so as to detect, in parallel, a plurality of marks provided around one shot area 51 on the substrate. In this embodiment, the marks detected by the alignment measurement unit 2 and the marks detected by the off-axis measurement units 91 and 92 are different marks.

例えば、アライメントスコープ2aは、原版上のマーク312と基板上のマーク512とを投影光学系4を介して検出し、アライメントスコープ2bは、原版上のマーク315と基板上のマーク515とを投影光学系4を介して検出する。ここで、アライメントスコープ2a、2bにより検出される基板上のマーク(マーク512、515)は、第1マークと称される。 For example, the alignment scope 2a detects the mark 312 on the original and the mark 512 on the substrate via the projection optical system 4, and the alignment scope 2b detects the mark 315 on the original and the mark 515 on the substrate with the projection optical system. Detected via system 4. Here, the marks (marks 512 and 515) on the substrate detected by the alignment scopes 2a and 2b are called first marks.

一方で、各オフアクシススコープ91a、91b、92a及び92bは、原版上のマークと投影光学系4とを介さずに基板上のマークを検出する。例えば、オフアクシススコープ91aは基板上のマーク513を、オフアクシススコープ91bは基板上のマーク516を、オフアクシススコープ92aは基板上のマーク511を、オフアクシススコープ92bは基板上のマーク514をそれぞれ観察する。そして、オフアクシス計測部91及び92は、各オフアクシススコープにより観察された基板上のマーク(マーク511、513、514及び516)において、基板上における位置を検出する。ここで、オフアクシススコープ91a、91b、92a及び92bにより観察される基板上のマーク(マーク511、513、514及び516)は、第2マークと称される。 On the other hand, the off-axis scopes 91a, 91b, 92a, and 92b detect marks on the substrate without going through the marks on the original and the projection optical system 4. FIG. For example, off-axis scope 91a sees mark 513 on the board, off-axis scope 91b sees mark 516 on the board, off-axis scope 92a sees mark 511 on the board, and off-axis scope 92b sees mark 514 on the board. Observe. Then, the off-axis measurement units 91 and 92 detect the positions on the substrate of the marks (marks 511, 513, 514 and 516) on the substrate observed by each off-axis scope. Here, the marks on the substrate (marks 511, 513, 514 and 516) observed by the off-axis scopes 91a, 91b, 92a and 92b are called second marks.

制御部8は、アライメント計測部2により計測された第1マークの位置(基板上における位置)と、オフアクシス計測部91及び92により検出された第2マークの位置(基板上における位置)と、に基づいてショット領域51の形状情報を取得する。そして、取得した形状情報に基づいて、原版ステージ3bや基板ステージ5bの位置及び駆動速度、投影光学系4の投影倍率を制御部8により制御しながら、ショット領域51の走査露光が行われる。ここで、ショット領域51の形状情報とは、例えば、ショット領域51における回転成分や、シフト成分、倍率成分、直交度成分などが含まれる。また、シフト成分、倍率成分及び直交度成分は、X方向の成分とY方向の成分とをそれぞれ含みうる。 The control unit 8 controls the position of the first mark (position on the substrate) measured by the alignment measurement unit 2, the position of the second mark (position on the substrate) detected by the off-axis measurement units 91 and 92, and The shape information of the shot area 51 is acquired based on. Scanning exposure of the shot area 51 is performed while the controller 8 controls the positions and driving speeds of the original stage 3b and the substrate stage 5b and the projection magnification of the projection optical system 4 based on the acquired shape information. Here, the shape information of the shot area 51 includes, for example, a rotation component, a shift component, a magnification component, an orthogonality component, and the like in the shot area 51 . Also, the shift component, magnification component, and orthogonality component can each include an X-direction component and a Y-direction component.

また、基板5a上のマーク511、513、514、516をアライメント計測部2及びオフアクシス計測部91、92の両方で計測することにより、上記のベースラインを計測することができる。計測されたベースラインは、後続の計測におけるエラー判定や露光時の補正量算出に用いることができる。ベースラインは、露光により生じる熱などの影響によって経時的に変動するおそれがある。ベースラインの変動が生じてしまうと、オフアクシス計測部91、92により検出された第2マークの位置計測に誤差が含まれることとなり、位置合わせ精度(アライメント精度)が低下してしまう。そこで、本実施形態の露光装置100は、定期的にベースラインを補正することにより、第2マークの位置における誤差を低減することができる。 Further, by measuring the marks 511, 513, 514, and 516 on the substrate 5a with both the alignment measuring section 2 and the off-axis measuring sections 91 and 92, the baseline can be measured. The measured baseline can be used for error determination in subsequent measurements and for calculation of correction amounts during exposure. The baseline may fluctuate over time due to the effects of heat generated by exposure. If the baseline fluctuates, the position measurement of the second marks detected by the off-axis measurement units 91 and 92 will include an error, and the positioning accuracy (alignment accuracy) will decrease. Therefore, the exposure apparatus 100 of this embodiment can reduce the error in the position of the second mark by periodically correcting the baseline.

上記で説明したように、アライメント計測部2及びオフアクシス計測部91、92を併用して基板5a上のマーク511~516を検出することで、アライメント計測部2のみでマーク511~516を検出するよりも短い時間で位置計測を行うことができる。以下では、そのような計測方法をハイブリッド計測とも称する。ハイブリッド計測は、アライメント計測部2(第1計測部)によるマーク512、515(第1マーク)の検出、及びオフアクシス計測部91、92(第2計測部)によるマーク511、513、514、516(第2マーク)の検出を並行して行うことができる。そのため、アライメント計測にかかる時間を短縮し、アライメント精度を落とすことなくスループットを向上することができる。 As described above, the alignment measurement unit 2 and the off-axis measurement units 91 and 92 are used together to detect the marks 511 to 516 on the substrate 5a, so that the alignment measurement unit 2 alone detects the marks 511 to 516. Position measurement can be performed in a shorter time. In the following, such a measurement method is also referred to as hybrid measurement. Hybrid measurement includes detection of marks 512 and 515 (first mark) by the alignment measurement unit 2 (first measurement unit) and marks 511, 513, 514 and 516 by the off-axis measurement units 91 and 92 (second measurement unit). (Second mark) can be detected in parallel. Therefore, the time required for alignment measurement can be shortened, and the throughput can be improved without lowering the alignment accuracy.

次に、投影光学系4の状態と、アライメント計測部2及びオフアクシス計測部91、92によるマーク計測とにおける関係性について、図3を参照しながら説明する。図3は、投影光学系4の状態が異なるときのアライメント計測部2及びオフアクシス計測部91、92の基板上における検出視野を示した図である。 Next, the relationship between the state of the projection optical system 4 and mark measurement by the alignment measurement unit 2 and the off-axis measurement units 91 and 92 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram showing detection fields on the substrate of the alignment measurement unit 2 and off-axis measurement units 91 and 92 when the state of the projection optical system 4 is different.

図3(a)は、ハイブリッド計測が可能な、投影光学系4の状態(以下では、第1状態と呼ぶ)であるときのアライメント計測部2及びオフアクシス計測部91、92の検出視野と、原版3a上及び基板5a上のマークとを示す。投影光学系4が第1状態であるとき、アライメント計測部2及びオフアクシス計測部91、92がそれぞれ原版3a上及び基板5a上の第1マーク(マーク512、515)を、その検出視野内に収めることができる状態となっている。これにより、アライメント計測部2はアライメントスコープ2a、2bにおいて、それぞれの検出視野2av及び2bvに、原版3a上のマーク312、315と、基板5a上の第1マークを収めることができる。即ち、アライメント計測部2とオフアクシス計測部91、92とで、マーク511~516を同時に検出可能である。 FIG. 3A shows the detection fields of the alignment measurement unit 2 and the off-axis measurement units 91 and 92 when the projection optical system 4 is in a state (hereinafter referred to as a first state) in which hybrid measurement is possible, Marks on the original 3a and on the substrate 5a are shown. When the projection optical system 4 is in the first state, the alignment measurement unit 2 and the off-axis measurement units 91 and 92 respectively locate the first marks (marks 512 and 515) on the original 3a and the substrate 5a within their detection fields. It is in a state where it can be accommodated. As a result, the alignment measurement unit 2 can fit the marks 312 and 315 on the original plate 3a and the first mark on the substrate 5a in the respective detection fields 2av and 2bv of the alignment scopes 2a and 2b. That is, the alignment measurement unit 2 and the off-axis measurement units 91 and 92 can simultaneously detect the marks 511 to 516 .

また、アライメントスコープ2a、2bによる第1マークの検出と同時に、オフアクシス計測部91、92は、その検出視野91av、91bv、92av及び92bvに第2マーク(マーク511、513、514及び516)をそれぞれ収めることができる。投影光学系4が第1状態であるときは、アライメント計測部2及びオフアクシス計測部91、92を併用して第1マーク及び第2マークを検出することが可能である。 At the same time that the alignment scopes 2a and 2b detect the first marks, the off-axis measurement units 91 and 92 place second marks (marks 511, 513, 514 and 516) in their detection visual fields 91av, 91bv, 92av and 92bv. each can be accommodated. When the projection optical system 4 is in the first state, the alignment measuring section 2 and the off-axis measuring sections 91 and 92 can be used together to detect the first and second marks.

一方、投影光学系4の状態が変わることで、ハイブリッド計測ができなくなってしまう場合がある。露光装置100は、露光プロセスに応じて露光に用いる絞りを変更する運用がされうる。例えば、露光に用いる絞りを、絞り15aから絞り15bに変更した場合に、投影光学系4の収差が低減する投影光学系4の光学部品の位置や姿勢が変化してしまう。そのため、投影光学系4の光学部品の位置や姿勢を絞りの種類によって変化させる必要がある。 On the other hand, hybrid measurement may become impossible due to a change in the state of the projection optical system 4 . The exposure apparatus 100 can be operated to change the aperture used for exposure according to the exposure process. For example, when the diaphragm used for exposure is changed from the diaphragm 15a to the diaphragm 15b, the positions and attitudes of the optical components of the projection optical system 4 that reduce the aberration of the projection optical system 4 change. Therefore, it is necessary to change the positions and attitudes of the optical components of the projection optical system 4 according to the type of diaphragm.

投影光学系4の光学部品とは、例えば、第1平行平板41a及び第2平行平板41bであり、制御部8は、絞りの種類の変更に伴い、第1平行平板41a及び第2平行平板41bの位置及び姿勢のうち少なくとも一方を変更させる。投影光学系4の光学部品は、第1平行平板41a及び第2平行平板41b以外でも良く、第1平面鏡42、凹面鏡43、第2平面鏡45、凸面鏡44、及び図1(c)に不図示の投影光学系4内のその他の光学部品でも良い。また、投影光学系4の光学部品の位置や姿勢を変更する理由は、絞りの変更以外の理由でも良く、その他の理由により投影光学系4の光学部品の位置や姿勢が変更されても良い。本実施形態では、露光に用いる絞りが絞り15aである場合の投影光学系4の状態を第1状態とし、露光に用いる絞りが絞り15bに変更された場合の投影光学系4の状態を、以下では、ハイブリッド計測が不可能な第2状態と呼ぶ。また、絞り15aを用いた露光モードを第1露光モードと呼び、絞り15bを用いた露光モードを第2露光モードと呼ぶ。 The optical components of the projection optical system 4 are, for example, the first parallel plate 41a and the second parallel plate 41b. change at least one of the position and posture of The optical components of the projection optical system 4 may be other than the first parallel plate 41a and the second parallel plate 41b. Other optical components in the projection optical system 4 may be used. The position and orientation of the optical components of the projection optical system 4 may be changed for reasons other than the change of the diaphragm, or the positions and orientations of the optical components of the projection optical system 4 may be changed for other reasons. In this embodiment, the state of the projection optical system 4 when the diaphragm used for exposure is the diaphragm 15a is defined as the first state, and the state of the projection optical system 4 when the diaphragm used for exposure is changed to the diaphragm 15b is described below. Now, this state is called a second state in which hybrid measurement is impossible. An exposure mode using the diaphragm 15a is called a first exposure mode, and an exposure mode using the diaphragm 15b is called a second exposure mode.

本実施形態において、第1状態における光学部材(例えば、第1平行平板41a及び第2平行平板41b)の位置を第1位置と呼ぶ。また、第2状態における光学部材(例えば、第1平行平板41a及び第2平行平板41b)の位置を第2位置と呼ぶ。また、第1状態と第2状態とで、投影光学系4の複数の光学部材の位置及び姿勢のうち少なくとも一方が変更されていても良い。 In this embodiment, the position of the optical member (for example, the first parallel plate 41a and the second parallel plate 41b) in the first state is called the first position. Also, the position of the optical member (for example, the first parallel plate 41a and the second parallel plate 41b) in the second state is called the second position. At least one of the positions and orientations of the plurality of optical members of the projection optical system 4 may be changed between the first state and the second state.

本実施形態において、第1状態は、オフアクシス計測部91、92の検出視野内に第2マーク(マーク511、513、514及び516)が位置するとき、アライメント計測部2の検出視野内に第1マーク(マーク512、515)が位置する状態である。また、第2状態は、オフアクシス計測部91、92の検出視野内に第2マーク(マーク511、513、514及び516)が位置するとき、アライメント計測部2の検出視野内に第1マーク(マーク512、515)が位置しない状態である。 In this embodiment, the first state is when the second marks (marks 511 , 513 , 514 and 516 ) are positioned within the detection visual fields of the off-axis measurement units 91 and 92 , and the second marks are within the detection visual fields of the alignment measurement unit 2 . 1 marks (marks 512 and 515) are positioned. In the second state, when the second marks (marks 511 , 513 , 514 and 516 ) are positioned within the detection fields of the off-axis measurement units 91 and 92 , the first marks ( marks 512, 515) are not positioned.

図3(b)は、投影光学系4が第1状態とは異なる第2状態であるときのアライメント計測部2及びオフアクシス計測部91、92の検出視野と、原版3a上及び基板5a上のマークとを示す。第2状態においては、アライメントスコープ2a、2bでは、基板5a上の第1マーク(マーク512、515)が検出視野内に収まらない状態で計測される。 FIG. 3B shows the detection fields of the alignment measurement unit 2 and the off-axis measurement units 91 and 92 and the detection fields on the original 3a and the substrate 5a when the projection optical system 4 is in a second state different from the first state. Mark and indicate. In the second state, the alignment scopes 2a and 2b measure the first marks (marks 512 and 515) on the substrate 5a outside the detection field.

これは、投影光学系4の状態が変更され、アライメント計測部2から出射された光の光路がずれてしまい、投影光学系4を介する原版上のマーク312、315と、第1マーク(マーク512、515)の対応位置がずれてしまったためである。オフアクシス計測部91、92は、投影光学系4の状態の変化による影響を受けないため、基板5a上のマークを検出視野91av、91bv、92av、92bvに収めることができる。 This is because the state of the projection optical system 4 is changed, the optical path of the light emitted from the alignment measurement unit 2 is shifted, and the marks 312 and 315 on the original via the projection optical system 4 and the first mark (mark 512 , 515) are shifted. Since the off-axis measurement units 91 and 92 are not affected by changes in the state of the projection optical system 4, the marks on the substrate 5a can be contained within the detection visual fields 91av, 91bv, 92av and 92bv.

図3(c)は、図3(b)と同様に、投影光学系4が第2状態であるときの図である。図3(c)は、図3(b)の状態から、アライメント計測部2が原版3a上のマークと基板5a上のマークを検出視野2av及び2bvに収まるように基板ステージ5bを駆動させた様子を示す図である。図3(c)のように基板ステージ5bを駆動させても、オフアクシス計測部91、92が第2マーク(マーク511、513、514及び516)をそれぞれの検出視野91av、91bv、92av、92bvに収めることができなくなってしまう。即ち、投影光学系4が第2状態であるとき、アライメント計測部2とオフアクシス計測部91、92とで、マーク511~516を同時に検出することが不可能となり、ハイブリッド計測を行うことができず、スループットを向上させることが困難となりうる。 FIG. 3(c) is a diagram when the projection optical system 4 is in the second state, like FIG. 3(b). FIG. 3(c) shows a state in which the alignment measurement unit 2 drives the substrate stage 5b from the state shown in FIG. It is a figure which shows. Even if the substrate stage 5b is driven as shown in FIG. can no longer be accommodated. That is, when the projection optical system 4 is in the second state, the alignment measurement unit 2 and the off-axis measurement units 91 and 92 cannot simultaneously detect the marks 511 to 516, and hybrid measurement can be performed. However, it can be difficult to improve throughput.

そこで、本実施形態では、第2状態におけるハイブリッド計測を行う代わりに、第2状態で計測される結果を予測する。例えば、露光装置の設置時やメンテナンス時に第1状態におけるハイブリッド計測を行った第1マーク(マーク512、515)の計測結果を記憶部9に記憶させておく。また、露光装置の設置時やメンテナンス時に第2状態におけるハイブリッド計測を行った第1マーク(マーク512、515)の計測結果を記憶部9に記憶させておく。記憶部は、第1状態における第1マークの位置と第2状態における第1マークの位置との差分を記憶しておく(この工程を記憶工程とも呼ぶ)。その差分と、露光時の第1状態におけるハイブリッド計測を行った第1マーク(マーク512、515)の計測結果とに基づいて、露光時の第2状態における第1マークの位置を予測する。これにより、第2状態においても、アライメント精度を落とすことなく第1マーク(マーク512、515)を計測することができる。 Therefore, in the present embodiment, instead of performing hybrid measurement in the second state, the result of measurement in the second state is predicted. For example, the measurement results of the first marks (marks 512 and 515) obtained by hybrid measurement in the first state during installation or maintenance of the exposure apparatus are stored in the storage unit 9 . Also, the measurement results of the first marks (marks 512 and 515) obtained by the hybrid measurement in the second state during installation or maintenance of the exposure apparatus are stored in the storage unit 9. FIG. The storage unit stores the difference between the position of the first mark in the first state and the position of the first mark in the second state (this step is also called a storage step). Based on the difference and the measurement results of the first marks (marks 512 and 515) obtained by hybrid measurement in the first state during exposure, the position of the first mark in the second state during exposure is predicted. As a result, even in the second state, the first marks (marks 512 and 515) can be measured without degrading the alignment accuracy.

第1状態における第1マークの位置と第2状態における第1マークの位置との差分は、例えば、基板ステージ5bの移動量に基づいて算出される。第2状態における第1マークを検出する際の基板ステージ5bの位置は、第1状態における第1マークを検出する際の基板ステージ5bの位置から第1マークを検出できる位置へと移動する必要がある。そのため、基板ステージ5bの移動量に基づいて、第1状態における第1マークの位置と第2状態における第1マークの位置との差分を算出することができる。 The difference between the position of the first mark in the first state and the position of the first mark in the second state is calculated, for example, based on the amount of movement of the substrate stage 5b. The position of the substrate stage 5b when detecting the first mark in the second state needs to be moved from the position of the substrate stage 5b when detecting the first mark in the first state to a position where the first mark can be detected. be. Therefore, the difference between the position of the first mark in the first state and the position of the first mark in the second state can be calculated based on the amount of movement of the substrate stage 5b.

本実施形態における位置合わせ及び露光の処理について、図4を参照しながら説明する。図4は、本実施形態におけるアライメント計測及びアライメント補正の手順を示すフローチャートである。図4に示す各工程は、制御部8により露光装置100の各部が制御されることにより実行される。尚、図4では、投影光学系4の光学部材として、第1平行平板41a及び第2平行平板41bの位置及び姿勢のうち少なくとも一方を変更させる例について説明するが、光学部材は第1平行平板41a及び第2平行平板41b以外の部材であっても良い。 Alignment and exposure processing in this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flow chart showing the procedure of alignment measurement and alignment correction in this embodiment. Each step shown in FIG. 4 is executed by controlling each part of the exposure apparatus 100 by the controller 8 . Note that FIG. 4 illustrates an example in which at least one of the positions and orientations of the first parallel plate 41a and the second parallel plate 41b is changed as the optical member of the projection optical system 4, but the optical member is the first parallel plate. A member other than the 41a and the second parallel plate 41b may be used.

ステップS401では、第1平行平板41a及び第2平行平板41bが第1位置に位置するように、制御部8が第1平行平板41a及び第2平行平板41bの位置及び姿勢のうち少なくとも一方を制御する。 In step S401, the control unit 8 controls at least one of the positions and orientations of the first parallel plate 41a and the second parallel plate 41b so that the first parallel plate 41a and the second parallel plate 41b are positioned at the first position. do.

ステップS402では、制御部8がアライメント計測部2及びオフアクシス計測部91、92を併用して基板5a上の第1マーク及び第2マークを検出するハイブリッド計測を実行するよう制御する(計測工程)。本実施形態において、ハイブリッド計測によって取得された基板5a上の複数のマークの位置情報の検出結果は後のステップS404で用いられる。 In step S402, the control unit 8 performs control so that the alignment measurement unit 2 and the off-axis measurement units 91 and 92 are used together to perform hybrid measurement for detecting the first and second marks on the substrate 5a (measurement step). . In this embodiment, the detection result of the positional information of the plurality of marks on the substrate 5a acquired by the hybrid measurement is used in step S404 later.

ステップS403では、第1平行平板41a及び第2平行平板41bが第2位置に位置するように、制御部8が第1平行平板41a及び第2平行平板41bの位置及び姿勢のうち少なくとも一方を制御する(変更工程)。 In step S403, the control unit 8 controls at least one of the positions and orientations of the first parallel plate 41a and the second parallel plate 41b so that the first parallel plate 41a and the second parallel plate 41b are positioned at the second position. (change process).

ステップS404では、ステップS402で取得した検出結果と、記憶部9に記憶されている差分と、に基づいて、第1平行平板41a及び第2平行平板41bが第2位置に位置しているときの基板5a上の第1マーク及び第2マークの位置を制御部8が算出する。 In step S404, based on the detection result obtained in step S402 and the difference stored in the storage unit 9, the first parallel plate 41a and the second parallel plate 41b are located at the second position. The controller 8 calculates the positions of the first mark and the second mark on the substrate 5a.

ステップS405では、ステップS404で算出したアライメント補正の補正量に基づいて、アライメント補正(即ち、走査露光)を実行するよう制御部8が露光装置100の各部を制御する。具体的には、原版ステージ3bや基板ステージ5bの位置及び駆動速度、投影光学系4の投影倍率を制御部8により制御しながら、ショット領域51の走査露光が行われる(制御工程)。 In step S405, the control unit 8 controls each unit of the exposure apparatus 100 to perform alignment correction (that is, scanning exposure) based on the correction amount of alignment correction calculated in step S404. Specifically, scanning exposure of the shot area 51 is performed while controlling the position and driving speed of the original stage 3b and the substrate stage 5b and the projection magnification of the projection optical system 4 by the controller 8 (control step).

尚、本実施形態では、露光装置100の設置時やメンテナンス時に、あらかじめ第1平行平板41a及び第2平行平板41bが第1位置から第2位置に駆動する駆動量を算出しておくことが望ましい。また、当該駆動量から、アライメント計測部2及びオフアクシス計測部91、92の少なくとも一方においてマークの検出位置のずれ量を算出しておくことが望ましい。また、第1平行平板41a及び第2平行平板41bの駆動量を算出しなくとも良い。 In this embodiment, it is desirable to calculate in advance the amount of driving the first parallel plate 41a and the second parallel plate 41b from the first position to the second position when the exposure apparatus 100 is installed or maintained. . Moreover, it is desirable to calculate the deviation amount of the mark detection position in at least one of the alignment measurement unit 2 and the off-axis measurement units 91 and 92 from the driving amount. Further, it is not necessary to calculate the driving amounts of the first parallel plate 41a and the second parallel plate 41b.

尚、投影光学系4の状態を切り替えて、基板上マーク512及び515と原版上マーク312及び315の相対的な位置計測を行うのではなく、投影光学系4の各状態について光学設計値から計測結果を予測しても良い。その予測結果の差を用いることで投影光学系4の状態の違いによる位置計測結果の差を算出しても良い。 Instead of switching the state of the projection optical system 4 and measuring the relative positions of the marks 512 and 515 on the substrate and the marks 312 and 315 on the original, each state of the projection optical system 4 is measured from the optical design values. You can predict the result. By using the difference in the prediction result, the difference in the position measurement result due to the difference in the state of the projection optical system 4 may be calculated.

本実施形態では、ハイブリッド計測が不可能な投影光学系4の状態(第2状態)であっても、ハイブリッド計測が可能な投影光学系4の状態(第1状態)でハイブリッド計測を行うことで、アライメント補正の精度を低下させることなく高い生産性を実現できる。 In this embodiment, even in the state (second state) of the projection optical system 4 in which hybrid measurement is impossible, hybrid measurement can be performed in the state (first state) of the projection optical system 4 in which hybrid measurement is possible. , high productivity can be realized without lowering the accuracy of alignment correction.

<第2実施形態>
本実施形態では、オフアクシス計測部91、92が駆動可能である例について説明する。尚、露光装置100の構成については、第1実施形態と同様であるため説明を省略する。また、本実施形態で言及しない事項については、第1実施形態に従う。
<Second embodiment>
In this embodiment, an example in which the off-axis measurement units 91 and 92 are drivable will be described. Since the configuration of the exposure apparatus 100 is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted. Also, items not mentioned in this embodiment follow the first embodiment.

本実施形態における、投影光学系4の状態と、アライメント計測部2及びオフアクシス計測部91及び92によるマーク計測とにおける関係性について、図5を参照しながら説明する。図5(a)は、第1平行平板41a及び第2平行平板41bが第2位置にあるとともにオフアクシス計測部91及び92が駆動前の状態における、アライメント計測部2及びオフアクシス計測部91、92と、原版3a及び基板5a上のマーク位置を示す。アライメント計測部2が原版3a上のマーク312及び315と基板5a上のマーク512及び515を検出視野2av及び2bvに収めることができるように基板ステージ5bを駆動した状態である。図5(a)の状態において、オフアクシス計測部91及び92は検出視野91av、91bv、92av、92bv内に基板5a上のマークを収めることができない。 The relationship between the state of the projection optical system 4 and mark measurement by the alignment measurement unit 2 and the off-axis measurement units 91 and 92 in this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5A shows the alignment measuring unit 2, the off-axis measuring unit 91, and the first parallel plate 41a and the second parallel plate 41b at the second position and before the off-axis measuring units 91 and 92 are driven. 92, mark positions on the original 3a and the substrate 5a. The alignment measurement unit 2 drives the substrate stage 5b so that the marks 312 and 315 on the original plate 3a and the marks 512 and 515 on the substrate 5a can be included in the detection fields 2av and 2bv. In the state of FIG. 5A, the off-axis measurement units 91 and 92 cannot fit the marks on the substrate 5a within the detection visual fields 91av, 91bv, 92av, and 92bv.

そこで、オフアクシス計測部91、92を検出視野91av、91bv、92av、92bv内に基板5a上のマークを収めることができるように駆動させる。図5(b)は、凹面鏡が第2位置にあるとともにオフアクシス計測部91及び92が駆動後の状態における、アライメント計測部2及びオフアクシス計測部91、92と、原版3a及び基板5a上のマーク位置を示す。これにより、基板5a上のマーク511、513、514、516をオフアクシス計測部91、92で計測することができる。 Therefore, the off-axis measurement units 91 and 92 are driven so that the marks on the substrate 5a can be contained within the detection visual fields 91av, 91bv, 92av and 92bv. FIG. 5B shows the alignment measuring unit 2, the off-axis measuring units 91 and 92, the original plate 3a, and the substrate 5a after the concave mirror is at the second position and the off-axis measuring units 91 and 92 have been driven. Indicates mark position. As a result, the marks 511, 513, 514 and 516 on the substrate 5a can be measured by the off-axis measurement units 91 and 92. FIG.

このように、オフアクシス計測部91及び92を駆動させることで、アライメント計測部2は原版3a上のマーク312及び315と基板5a上のマーク512及び515を検出視野2av及び2bvに収めることができる。即ち、アライメント計測部2とオフアクシス計測部91、92とで、ハイブリッド計測を実行することができる。 By driving the off-axis measurement units 91 and 92 in this manner, the alignment measurement unit 2 can place the marks 312 and 315 on the original 3a and the marks 512 and 515 on the substrate 5a within the detection visual fields 2av and 2bv. . That is, hybrid measurement can be performed by the alignment measurement unit 2 and the off-axis measurement units 91 and 92 .

本実施形態における位置合わせ及び露光の処理について、図6を参照しながら説明する。図6は、本実施形態におけるアライメント計測及びアライメント補正の手順を示すフローチャートである。図6に示す各工程は、制御部8により露光装置100の各部が制御されることにより実行される。尚、図6では、投影光学系4の光学部材として、凹面鏡43の位置及び姿勢のうち少なくとも一方を変更させる例について説明するが、光学部材は凹面鏡43以外の部材であっても良い。 Alignment and exposure processing in this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flow chart showing the procedure of alignment measurement and alignment correction in this embodiment. Each step shown in FIG. 6 is executed by controlling each part of the exposure apparatus 100 by the controller 8 . Note that FIG. 6 illustrates an example in which at least one of the position and orientation of the concave mirror 43 is changed as an optical member of the projection optical system 4, but the optical member may be a member other than the concave mirror 43.

ステップS601では、第1平行平板41a及び第2平行平板41bが第2位置に位置するように、制御部8が第1平行平板41a及び第2平行平板41bの位置及び姿勢のうち少なくとも一方を制御する。 In step S601, the control unit 8 controls at least one of the positions and orientations of the first parallel plate 41a and the second parallel plate 41b so that the first parallel plate 41a and the second parallel plate 41b are positioned at the second position. do.

ステップS602では、制御部8がオフアクシス計測部91、92を計測可能位置へと駆動させるよう制御する(駆動工程)。これにより、第1平行平板41a及び第2平行平板41bが第2位置に位置している場合でも、ハイブリッド計測を実行することが可能になる。 In step S602, the control unit 8 controls to drive the off-axis measuring units 91 and 92 to the measurable position (driving step). This makes it possible to perform hybrid measurement even when the first parallel plate 41a and the second parallel plate 41b are positioned at the second position.

ステップS603では、制御部8がアライメント計測部2及びオフアクシス計測部91、92を併用して基板5a上の第1マーク及び第2マークを検出するハイブリッド計測を実行するよう制御する(計測工程)。 In step S603, the control unit 8 performs control to perform hybrid measurement for detecting the first and second marks on the substrate 5a using both the alignment measurement unit 2 and the off-axis measurement units 91 and 92 (measurement process). .

ステップS604では、ステップS604でハイブリッド計測を行った計測結果に基づいて、アライメント補正の補正量を制御部8が算出する。 In step S604, the control unit 8 calculates a correction amount for alignment correction based on the measurement result of hybrid measurement in step S604.

ステップS605では、制御部8がステップS604で算出したアライメント補正の補正量に基づいて、アライメント補正(即ち、走査露光)を実行するよう制御部8が露光装置100の各部を制御する(制御工程)。具体的には、原版ステージ3bや基板ステージ5bの位置及び駆動速度、投影光学系4の投影倍率を制御部8により制御しながら、ショット領域51の走査露光が行われる。 In step S605, the control unit 8 controls each unit of the exposure apparatus 100 to perform alignment correction (that is, scanning exposure) based on the correction amount of the alignment correction calculated by the control unit 8 in step S604 (control process). . Specifically, scanning exposure of the shot area 51 is performed while controlling the positions and driving speeds of the original stage 3b and the substrate stage 5b and the projection magnification of the projection optical system 4 by the controller 8 .

本実施形態では、オフアクシス計測部91、92をハイブリッド計測可能な位置へと駆動させることでハイブリッド計測が可能になり、アライメント補正の精度を低下させることなく高い生産性を実現できる。 In the present embodiment, driving the off-axis measurement units 91 and 92 to positions where hybrid measurement is possible enables hybrid measurement, and high productivity can be achieved without lowering the accuracy of alignment correction.

<物品の製造方法の実施形態>
本発明の実施形態にかかる物品の製造方法は、例えば、フラットパネルディスプレイ(FPD)を製造するのに好適である。本実施形態の物品の製造方法は、基板上に塗布された感光剤に上記の露光装置による露光で潜像パターンを形成し、露光基板を得る工程(露光工程)と、かかる工程で潜像パターンが形成された露光基板を現像し、現像基板を得る工程(現像工程)とを含む。更に、かかる製造方法は、他の周知の工程(酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等)を含む。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも1つにおいて有利である。
<Embodiment of method for manufacturing article>
A method for manufacturing an article according to an embodiment of the present invention is suitable for manufacturing a flat panel display (FPD), for example. The method for manufacturing an article according to the present embodiment includes a step of obtaining an exposed substrate by forming a latent image pattern on a photosensitive agent applied on a substrate by exposure using the above-described exposure device (exposure step); is developed to obtain a developed substrate (development step). In addition, such manufacturing methods include other well-known steps (oxidation, deposition, deposition, doping, planarization, etching, resist stripping, dicing, bonding, packaging, etc.). The article manufacturing method of the present embodiment is advantageous in at least one of article performance, quality, productivity, and production cost compared to conventional methods.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, it goes without saying that the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes are possible within the scope of the gist.

2 第1計測部
3a 原版
4 投影光学系
5b 基板
8 制御部
9 記憶部
51 ショット領域
91、92 第2計測部
100 露光装置
512、515 マーク(第1マーク)
511、513、514、516 マーク(第2マーク)
2 First measuring unit 3a Original plate 4 Projection optical system 5b Substrate 8 Control unit 9 Storage unit 51 Shot area 91, 92 Second measuring unit 100 Exposure device 512, 515 Mark (first mark)
511, 513, 514, 516 marks (second marks)

Claims (16)

投影光学系を介して原版のパターンを基板のショット領域に転写する露光装置であって、
前記原版上に形成された原版マークを検出し、且つ前記投影光学系を介して、前記基板上に形成された第1マークを検出する第1計測部と、
前記投影光学系を介さずに、前記第1マークとは異なる前記基板上に形成された第2マークを検出する第2計測部と、
前記投影光学系が第1状態である場合に前記第1計測部で前記第1マークを検出して得られる前記第1マークの位置と、前記投影光学系が前記第1状態とは異なる第2状態である場合に前記第1計測部で前記第1マークを検出して得られる前記第1マークの位置との差分を記憶する記憶部と、
前記原版と前記基板のショット領域との位置合わせを制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記投影光学系が前記第1状態であるとき、前記第1計測部による前記原版マークの検出と、前記第1計測部による前記第1マークの検出と、前記第2計測部による前記第2マークの検出と、を並行して行うことにより得られる検出結果を取得し、
前記投影光学系が前記第2状態であるとき、前記検出結果と前記差分とに基づいて、前記原版と前記基板のショット領域との位置合わせを制御することを特徴とする露光装置。
An exposure apparatus for transferring a pattern of an original onto a shot area of a substrate via a projection optical system,
a first measuring unit that detects an original mark formed on the original and detects a first mark formed on the substrate via the projection optical system;
a second measurement unit that detects a second mark formed on the substrate that is different from the first mark without the projection optical system;
A position of the first mark obtained by detecting the first mark with the first measuring unit when the projection optical system is in the first state, and a second state in which the projection optical system is different from the first state. a storage unit that stores a difference from the position of the first mark obtained by detecting the first mark with the first measurement unit when the
a control unit that controls alignment between the original and the shot area of the substrate;
has
The control unit
When the projection optical system is in the first state, the first measurement unit detects the original mark, the first measurement unit detects the first mark, and the second measurement unit detects the second mark. Acquire the detection results obtained by performing the detection of and in parallel,
An exposure apparatus, wherein when the projection optical system is in the second state, alignment between the original and the shot area of the substrate is controlled based on the detection result and the difference.
前記第1状態は、前記投影光学系における光学部材の位置が第1位置に配置されている状態であり、
前記第2状態は、前記光学部材の位置が前記第1位置とは異なる第2位置に配置される状態であることを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
the first state is a state in which the position of the optical member in the projection optical system is arranged at a first position;
2. An exposure apparatus according to claim 1, wherein said second state is a state in which said optical member is arranged at a second position different from said first position.
前記制御部は、露光モードの変更に基づいて、前記光学部材を前記第1位置から前記第2位置へと駆動させることを特徴とする請求項2に記載の露光装置。 3. An exposure apparatus according to claim 2, wherein said controller drives said optical member from said first position to said second position based on a change in exposure mode. 前記露光モードの変更は、前記原版に露光光を照明する照明光学系における視野絞りの変更であることを特徴とする請求項3に記載の露光装置。 4. An exposure apparatus according to claim 3, wherein the change of the exposure mode is a change of a field stop in an illumination optical system that illuminates the original with exposure light. 前記露光モードが第1露光モードであるとき、前記光学部材が前記第1位置に配置され、
前記露光モードが第2露光モードであるとき、前記光学部材が前記第2位置に配置されることを特徴とする請求項3又は4に記載の露光装置。
when the exposure mode is the first exposure mode, the optical member is arranged at the first position;
5. An exposure apparatus according to claim 3, wherein said optical member is arranged at said second position when said exposure mode is a second exposure mode.
前記差分は、前記光学部材が前記第1位置から前記第2位置へと駆動した駆動量に基づいて算出されることを特徴とする請求項2乃至5のいずれか1項に記載の露光装置。 6. An exposure apparatus according to any one of claims 2 to 5, wherein the difference is calculated based on the amount of driving of the optical member from the first position to the second position. 前記光学部材は、凹面鏡を含むことを特徴とする請求項2乃至6のいずれか1項に記載の露光装置。 7. An exposure apparatus according to claim 2, wherein said optical member includes a concave mirror. 前記光学部材は、前記投影光学系で発生する収差を変更する補正部材を含むことを特徴とする請求項2乃至6のいずれか1項に記載の露光装置。 7. An exposure apparatus according to any one of claims 2 to 6, wherein said optical member includes a correction member for changing aberrations generated in said projection optical system. 前記光学部材は、凸面鏡を含むことを特徴とする請求項2乃至6のいずれか1項に記載の露光装置。 7. An exposure apparatus according to claim 2, wherein said optical member includes a convex mirror. 前記第1状態は、前記第2計測部の検出視野内に前記第2マークが位置するとき、前記第1計測部の検出視野内に前記第1マークが位置する状態であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の露光装置。 The first state is a state in which the first mark is positioned within the detection visual field of the first measuring section when the second mark is positioned within the detection visual field of the second measuring section. An exposure apparatus according to any one of claims 1 to 9. 前記第2状態は、前記第2計測部の検出視野内に前記第2マークが位置するとき、前記第1計測部の検出視野内に前記第1マークが位置しない状態であることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の露光装置。 The second state is a state in which the first mark is not positioned within the detection visual field of the first measurement section when the second mark is positioned within the detection visual field of the second measurement section. An exposure apparatus according to any one of claims 1 to 10. 前記基板を保持して移動可能な基板ステージを更に有し、
前記差分は、前記基板ステージの移動量に基づいて算出されることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の露光装置。
further comprising a substrate stage capable of holding and moving the substrate;
12. The exposure apparatus according to any one of claims 1 to 11, wherein the difference is calculated based on the amount of movement of the substrate stage.
投影光学系を介して原版のパターンを基板のショット領域に転写する露光装置であって、
前記原版上に形成された原版マークを検出し、且つ前記投影光学系を介して、前記基板上に形成された第1マークを検出する第1計測部と、
前記投影光学系を介さずに、前記第1マークとは異なる前記基板上に形成された第2マークを検出する第2計測部と、
前記基板を保持して移動可能な基板ステージと、
前記原版と前記基板の各ショット領域との位置合わせを行う制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記投影光学系における状態の変化に応じて、前記第1計測部の検出視野内に前記第1マークが位置し、且つ前記第2計測部の検出視野内に前記第2マークが位置するように、前記第2計測部及び前記基板ステージを駆動させ、
前記第1計測部による前記原版マークの検出と、前記第1計測部による前記第1マークの検出と、前記第2計測部による前記第2マークの検出と、を並行して行うことにより得られる検出結果に基づいて、前記原版と前記基板の各ショット領域との位置合わせを行うことを特徴とする露光装置。
An exposure apparatus for transferring a pattern of an original onto a shot area of a substrate via a projection optical system,
a first measuring unit that detects an original mark formed on the original and detects a first mark formed on the substrate via the projection optical system;
a second measurement unit that detects a second mark formed on the substrate that is different from the first mark without the projection optical system;
a substrate stage capable of holding and moving the substrate;
a control unit that aligns the original with each shot area of the substrate;
has
The control unit
The first mark is positioned within the detection field of view of the first measurement unit and the second mark is positioned within the detection field of view of the second measurement unit according to a change in the state of the projection optical system. , driving the second measurement unit and the substrate stage,
obtained by concurrently performing the detection of the original mark by the first measurement unit, the detection of the first mark by the first measurement unit, and the detection of the second mark by the second measurement unit. An exposure apparatus that aligns the original with each shot area of the substrate based on a detection result.
原版上に形成された原版マークを検出し、且つ投影光学系を介して、基板上に形成された第1マークを検出する第1計測部と、
前記投影光学系を介さずに、前記第1マークとは異なる前記基板上に形成された第2マークを検出する第2計測部と、を有する露光装置で前記投影光学系を介して原版のパターンを基板のショット領域に転写する露光方法であって、
前記投影光学系が第1状態である場合に前記第1計測部で前記第1マークを検出して得られる前記第1マークの位置と、前記投影光学系が前記第1状態とは異なる第2状態である場合に前記第1計測部で前記第1マークを検出して得られる前記第1マークの位置との差分を記憶する記憶工程と、
前記投影光学系が前記第1状態であるときにおいて、前記第1計測部による前記原版マークの検出と、前記第1計測部による前記第1マークの検出と、前記第2計測部による前記第2マークの検出と、を並行して行うことにより得られる検出結果を取得する計測工程と、
前記投影光学系の状態を、前記第1状態から前記第2状態に変更する変更工程と、
前記投影光学系が前記第2状態であるとき、前記検出結果と前記差分とに基づいて、前記原版と前記基板のショット領域との位置合わせを制御する制御工程と、
を含むことを特徴とする露光方法。
a first measuring unit that detects an original mark formed on the original and detects a first mark formed on the substrate via a projection optical system;
and a second measurement unit that detects a second mark formed on the substrate, which is different from the first mark, without going through the projection optical system. is transferred onto the shot area of the substrate,
A position of the first mark obtained by detecting the first mark with the first measuring unit when the projection optical system is in the first state, and a second state in which the projection optical system is different from the first state. a storage step of storing a difference from the position of the first mark obtained by detecting the first mark with the first measurement unit when the state is the state;
When the projection optical system is in the first state, the first measurement unit detects the original mark, the first measurement unit detects the first mark, and the second measurement unit detects the second mark. a measurement step of obtaining detection results obtained by performing mark detection in parallel;
a changing step of changing the state of the projection optical system from the first state to the second state;
a control step of controlling alignment between the original and a shot area of the substrate based on the detection result and the difference when the projection optical system is in the second state;
An exposure method comprising:
原版上に形成された原版マークを検出し、且つ投影光学系を介して、基板上に形成された第1マークを検出する第1計測部と、
前記投影光学系を介さずに、前記第1マークとは異なる前記基板上に形成された第2マークを検出する第2計測部と、
前記基板を保持して移動可能な基板ステージと、を有する露光装置で前記投影光学系を介して前記原版のパターンを基板のショット領域に転写する露光方法であって、
前記投影光学系における状態の変化に応じて、前記第1計測部の検出視野内に前記第1マークが位置し、且つ前記第2計測部の検出視野内に前記第2マークが位置するように、前記第2計測部及び前記基板ステージを駆動させる駆動工程と、
前記第1計測部による前記原版マークの検出と、前記第1計測部による前記第1マークの検出と、前記第2計測部による前記第2マークの検出と、を並行して行うことにより得られる検出結果に基づいて、前記原版と前記基板の各ショット領域との位置合わせを行う制御工程と、
を含むことを特徴とする露光方法。
a first measuring unit that detects an original mark formed on the original and detects a first mark formed on the substrate via a projection optical system;
a second measurement unit that detects a second mark formed on the substrate that is different from the first mark without the projection optical system;
An exposure method for transferring a pattern of the original onto a shot area of the substrate via the projection optical system in an exposure apparatus having a substrate stage capable of holding and moving the substrate, the exposure method comprising:
The first mark is positioned within the detection field of view of the first measurement unit and the second mark is positioned within the detection field of view of the second measurement unit according to a change in the state of the projection optical system. , a driving step of driving the second measuring unit and the substrate stage;
obtained by concurrently performing the detection of the original mark by the first measurement unit, the detection of the first mark by the first measurement unit, and the detection of the second mark by the second measurement unit. a control step of aligning the original and each shot area of the substrate based on the detection result;
An exposure method comprising:
請求項1乃至13のいずれか1項に記載の露光装置を用いて基板を露光し、露光基板を得る露光工程と、
前記露光基板を現像し、現像基板を得る工程と、を含み、
前記現像基板から物品を製造することを特徴とする物品の製造方法。
an exposure step of obtaining an exposed substrate by exposing a substrate using the exposure apparatus according to any one of claims 1 to 13;
developing the exposed substrate to obtain a developed substrate,
A method for producing an article, comprising producing an article from the developed substrate.
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