JP2005311198A - 露光装置、合焦位置検出装置及びそれらの方法、並びにデバイス製造方法 - Google Patents
露光装置、合焦位置検出装置及びそれらの方法、並びにデバイス製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】反射型原板1を保持して駆動するする原板ステージ10と、基板2を保持して駆動する基板ステージ12と、反射型原板1のパターンを基板2に投影する投影光学系3と、基板ステージ12に設けられた基準部材13に形成されているフォーカスマークを原板ステージ10に設けられた基準部材11に形成されている反射面を介して計測光により照明して評価する評価器5と、評価器5による評価結果に基づいて投影光学系3の合焦位置を検出するための制御器9とを備える。制御器9は、投影光学系3の合焦位置を検出する際に、原板ステージ10を計測光の光軸AXMに沿って移動させるとともに計測光が基準部材13に入射するように基板ステージ12を投影光学系3の光軸AXWとほぼ垂直な方向に移動させる。
【選択図】図3
Description
図3は、本発明の第1実施形態の露光装置の概略構成を示す図である。反射型レチクル(反射型原板)1は、照明光学系4によって照明され、そのパターンは、投影光学系3によって、レジストが塗布されたウエハ(基板)2に投影され転写される。評価器5は、レチクル(原板)1、更には投影光学系3を介してウエハステージ(基板ステージ)12に設けられた基準部材13に形成されたフォーカスマーク(第1光学要素)を非露光光(計測光)で照明し評価する。評価器5は、投影光学系3の側方に配置され、レチクルステージ(原板ステージ)10に設けられた基準部材に形成された反射面(第2光学要素)11に向けて所定の光路上に計測光を出射し、基準部材11を介して基準部材13に形成されたフォーカスマークを照明する照明器6、リレーレンズ等により評価器5の合焦位置を変更する合焦位置変更器7、イメージセンサ等の受光器8等を有する。
図5は、本発明の第2実施形態の露光装置の概略構成を示す図である。反射型レチクル1は、照明光学系4によって照明され、そのパターンは、投影光学系3によって、レジストが塗布されたウエハ2上に投影され転写される。レチクルステージ10は、レチクル1を保持して3次元方向に移動可能に構成され、スリット形状のフォーカスマーク(第2光学要素)を有する基準部材11を備えている。ウエハステージ12は、ウエハ2を保持して3次元方向に移動可能に構成され、スリット形状のフォーカスマーク(第1光学要素)を有する基準部材13と、基準部材13の下部に配置された光量センサ等の受光器8を備えている。
第1及び第2実施形態では、レチクルステージ10の基準部材11及びウエハステージ12の基準部材13に設けられた反射面又はフォーカスマークを使用して合焦位置を検出したが、必ずしも各基準部材を使用する必要は無い。例えば、レチクル1及びウエハ2の反射面又はフォーカスマークを用いて合焦位置を検出しても構わない。
次に上記の露光装置を利用した半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図14は、半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。ステップ1(回路設計)では半導体デバイスの回路設計を行なう。ステップ2(マスク作製)では設計した回路パターンに基づいてマスクを作製する。一方、ステップ3(ウエハ製造)ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ4(ウエハプロセス)は前工程と呼ばれ、上記のマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ5(組み立て)は後工程と呼ばれ、ステップ4によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)、パッケージング工程(チップ封入)等の組立て工程を含む。ステップ6(検査)ではステップ5で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これを出荷(ステップ7)する。
2 ウエハ(基板)
3 投影光学系
4 照明光学系
5 評価器
6 照明器
7 合焦位置変更器
8 受光器
9 制御器
10 レチクルステージ(原板ステージ)
11 基準部材
12 ウエハステージ(基板ステージ)
13 基準部材
14 レチクルステージ高さ検出器
15 ウエハステージ高さ検出器
16 計測用照明ユニット
Claims (11)
- 反射型原板を保持して駆動するする原板ステージと、基板を保持して駆動する基板ステージと、前記反射型原板のパターンを前記基板に投影する投影光学系とを有する露光装置であって、
前記基板ステージ又は前記基板に形成されている第1光学要素を前記原板ステージ又は前記反射型原板に形成されている第2光学要素を介して計測光により照明して評価する評価器と、
前記評価器による評価結果に基づいて前記投影光学系の合焦位置を検出するための制御器と、
を備え、前記制御器は、前記投影光学系の合焦位置を検出する際に、前記原板ステージを前記計測光の光軸に沿って移動させるとともに前記計測光が前記第1光学要素に入射するように前記基板ステージを前記投影光学系の光軸とほぼ垂直な方向に移動させることを特徴とする露光装置。 - 前記第1光学要素はマークを含み、前記評価器は前記マークの像のコントラストを検出することを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
- 前記第1光学要素はマークを含み、前記第2光学要素はマークを含み、前記評価器は前記第2光学要素及び前記第1光学要素を介して前記計測光の光量を検出することを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
- 前記評価器は、前記投影光学系の側方に配置された計測用照明器を含み、前記計測用照明器は、前記第2光学要素に入射するように前記計測光を出射することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の露光装置。
- 反射型原板を保持して駆動するする原板ステージと、基板を保持して駆動する基板ステージと、前記反射型原板のパターンを前記基板に投影する投影光学系とを有する露光装置に組み込まれる合焦位置検出装置であって、
前記基板ステージ又は前記基板に形成されている第1光学要素を前記原板ステージ又は前記反射型原板に形成されている第2光学要素を介して計測光により照明して評価する評価器と、
前記評価器による評価結果に基づいて前記投影光学系の合焦位置を検出するための制御器と、
を備え、前記制御器は、前記投影光学系の合焦位置を検出する際に、前記原板ステージを前記計測光の光軸に沿って移動させるとともに前記計測光が前記第1光学要素に入射するように前記基板ステージを前記投影光学系の光軸とほぼ垂直な方向に移動させることを特徴とする合焦位置検出装置。 - 前記第1光学要素はマークを含み、前記評価器は前記マークの像のコントラストを検出することを特徴とする請求項5に記載の合焦位置検出装置。
- 前記第1光学要素はマークを含み、前記第2光学要素はマークを含み、前記評価器は前記第2光学要素及び前記第1光学要素を介して前記計測光の光量を検出することを特徴とする請求項5に記載の合焦位置検出装置。
- 前記評価器は、前記投影光学系の側方に配置された計測用照明器を含み、前記計測用照明器は、前記第2光学要素に入射するように前記計測光を出射することを特徴とする請求項5乃至請求項7のいずれか1項に記載の合焦位置検出装置。
- 反射型原板を保持して駆動するする原板ステージと、基板を保持して駆動する基板ステージと、前記反射型原板のパターンを前記基板に投影する投影光学系とを有する露光装置において前記投影光学系の合焦位置を検出する合焦位置検出方法であって、
前記原板ステージを前記計測光の光軸に沿って移動させるとともに前記計測光が前記第1光学要素に入射するように前記基板ステージを前記投影光学系の光軸とほぼ垂直な方向に移動させる移動工程と、
前記基板ステージ又は前記基板に形成されている第1光学要素を前記原板ステージ又は前記反射型原板に形成されている第2光学要素を介して計測光により照明して評価する評価工程と、
前記移動工程で前記原板ステージ及び前記基板ステージを移動させる度に前記評価工程を実施して得られる評価結果に基づいて前記投影光学系の合焦位置を算出する算出工程と、
を含むことを特徴とする合焦位置検出方法。 - 反射型原板を保持して駆動するする原板ステージと、基板を保持して駆動する基板ステージと、前記反射型原板のパターンを前記基板に投影する投影光学系とを有する露光装置による露光方法であって、
前記原板ステージを前記計測光の光軸に沿って移動させるとともに前記計測光が前記第1光学要素に入射するように前記基板ステージを前記投影光学系の光軸とほぼ垂直な方向に移動させる移動工程と、
前記基板ステージ又は前記基板に形成されている第1光学要素を前記原板ステージ又は前記反射型原板に形成されている第2光学要素を介して計測光により照明して評価する評価工程と、
前記移動工程で前記原板ステージ及び前記基板ステージを移動させる度に前記評価工程を実施して得られる評価結果に基づいて前記投影光学系の合焦位置を算出する算出工程と、
前記算出工程で算出された合焦位置に基づいて前記基板ステージを移動させる合焦工程と、
前記反射型原板のパターンを前記投影光学系を介して前記基板に投影し転写する転写工程と、
を含むことを特徴とする露光方法。 - デバイス製造方法であって、
感光剤が塗布された基板に請求項10に記載の露光方法に従って原板のパターンを転写する工程と、
前記基板を現像する工程と、
を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
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