JP2006120661A - Projection aligner and inspection method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、投影露光装置及び投影露光装置の検査方法に関し、特に、レンズの開口率と絞りの変動を簡易且つ正確に測定できる投影露光装置及び投影露光装置の検査方法に関する。 The present invention relates to a projection exposure apparatus and a projection exposure apparatus inspection method, and more particularly to a projection exposure apparatus and a projection exposure apparatus inspection method that can easily and accurately measure lens aperture ratio and aperture variation.
半導体集積回路装置の製造に際しては、通常、10数工程のフォトリソグラフィ工程が必要とされる。フォトリソグラフィ工程では投影露光装置が用いられ、近年マスク上の微細なパターンを精度良く安定して形成する要求がますます強くなってきている。 In manufacturing a semiconductor integrated circuit device, usually, a photolithography process of 10 or more processes is required. In the photolithography process, a projection exposure apparatus is used, and in recent years, a demand for forming a fine pattern on a mask with high accuracy and stability is increasing.
投影露光装置の性能を決めるのに最も重要なのは、10枚前後のレンズにより構成される投影レンズ系の性能である。特に、投影レンズの開口率(Numerical Aperture:NA)とレンズの絞りσが重要である。すなわち、微細パターンを精度良く安定して形成するためには、投影露光装置の実効的なNA,σの変動が無いように装置管理を実施することが重要になる。 The most important factor in determining the performance of the projection exposure apparatus is the performance of the projection lens system composed of around ten lenses. In particular, the numerical aperture (NA) of the projection lens and the lens aperture σ are important. In other words, in order to form a fine pattern accurately and stably, it is important to carry out apparatus management so that there is no effective NA and σ fluctuation of the projection exposure apparatus.
そのためには、投影露光装置を使用している最中のNA,σの変動を、随時正確に計測することが必要である。これまでは、レチクル裏面にドット、ピンホール、グレーティングピンホールなどのパターンを各NA,σ毎に作成して、そのレチクルパターンをウェーハ上に焼付けるか、ウェーハステージ上の照度分布計で各位置毎の照度を計測する方法で、投影露光装置の実効的なNA,σを計測していた。 For this purpose, it is necessary to accurately measure fluctuations in NA and σ during the use of the projection exposure apparatus. Until now, patterns such as dots, pinholes, and grating pinholes were created for each NA and σ on the backside of the reticle, and the reticle pattern was baked on the wafer, or each position was measured with an illuminance distribution meter on the wafer stage. The effective NA and σ of the projection exposure apparatus are measured by a method of measuring the illuminance for each.
しかしながら、従来の、投影露光装置の実効的なNA,σの計測方法では、各NA,σ毎にレチクルパターンを設計し直してそのレチクルパターンを焼き付ける必要があり、手間がかかり、それゆえ正確さが損なわれる可能性があるという問題があった。 However, in the conventional method for measuring NA and σ of the projection exposure apparatus, it is necessary to redesign the reticle pattern for each NA and σ and to burn the reticle pattern, which is troublesome and hence accurate. There was a problem that could be damaged.
本発明はかかる課題の認識に基づいてなされたものであり、その目的は、レンズの開口率と絞りの変動を簡易且つ正確に測定できる投影露光装置及び投影露光装置の検査方法を提供することにある。 The present invention has been made based on the recognition of such a problem, and an object of the present invention is to provide a projection exposure apparatus and a projection exposure apparatus inspection method that can easily and accurately measure lens aperture ratio and aperture variation. is there.
上記目的を達成するために、本発明の一態様によれば、
フライアイと、
絞りと、
マスキングブレードと、
レンズと、
マスクパターンが形成されているレチクルを保持するレチクルステージと、
前記レチクル上の前記マスクパターンを縮小して投影する縮小投影レンズと、
前記レチクル上の前記マスクパターンが露光されるウェーハステージと、
を備えた投影露光装置であって、
前記絞りの上下の少なくともいずれかに、遮光板を、前記絞りと平行で且つ光束の一部分のみを遮蔽する位置に設置した状態で露光可能としたことを特徴とする投影露光装置が提供される。
In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention,
Fly eye,
Aperture,
A masking blade,
A lens,
A reticle stage for holding a reticle on which a mask pattern is formed;
A reduction projection lens for reducing and projecting the mask pattern on the reticle;
A wafer stage on which the mask pattern on the reticle is exposed;
A projection exposure apparatus comprising:
There is provided a projection exposure apparatus characterized in that exposure can be performed in a state in which a light shielding plate is placed at a position parallel to the diaphragm and shields only a part of a light beam at least above and below the diaphragm.
また、本発明の他の一態様によれば、
フライアイと、
絞りと、
マスキングブレードと、
レンズと、
マスクパターンが形成されているレチクルを保持するレチクルステージと、
前記レチクル上の前記マスクパターンを縮小して投影する縮小投影レンズと、
前記レチクル上の前記マスクパターンが露光されるウェーハステージと、
を備えた投影露光装置であって、
前記絞りの上下の少なくともいずれかに、遮光板を、前記絞りと平行で且つ光束の一部分のみを遮蔽する位置に設置した状態でテレセントリックを計測可能としたことを特徴とする投影露光装置が提供される。
According to another aspect of the present invention,
Fly eye,
Aperture,
A masking blade,
A lens,
A reticle stage for holding a reticle on which a mask pattern is formed;
A reduction projection lens for reducing and projecting the mask pattern on the reticle;
A wafer stage on which the mask pattern on the reticle is exposed;
A projection exposure apparatus comprising:
There is provided a projection exposure apparatus characterized in that telecentricity can be measured in a state where a light shielding plate is installed at a position parallel to the diaphragm and shields only a part of a light beam at least above and below the diaphragm. The
ここで、前記遮光板として、互いに異なる遮光パターンを有する複数の遮蔽板のいずれかを選択可能とできる。 Here, any one of a plurality of shielding plates having different light shielding patterns can be selected as the light shielding plate.
一方、本発明のさらに他の一態様によれば、
フライアイと、絞りと、マスキングブレードと、レンズと、マスクパターンが形成されているレチクルを保持するステージと、前記レチクル上の前記マスクパターンを縮小して投影する縮小投影レンズと、前記レチクル上の前記マスクパターンが露光されるウェーハステージとを有する投影露光装置の検査方法であって、
前記絞りの上下の少なくともいずれかにおいて、前記絞りと平行で且つ光束の一部分のみを遮蔽する位置に遮光板を設置し、テレセントリック値を測定することによって、光学系の開口率と絞りの変化を算出することを特徴とする投影露光装置の検査方法が提供される。
Meanwhile, according to yet another aspect of the present invention,
A fly eye, an aperture, a masking blade, a lens, a stage holding a reticle on which a mask pattern is formed, a reduction projection lens for reducing and projecting the mask pattern on the reticle, and on the reticle An inspection method of a projection exposure apparatus having a wafer stage on which the mask pattern is exposed,
Calculate the aperture ratio of the optical system and the change of the aperture by measuring the telecentric value by installing a light shielding plate at a position that is parallel to the aperture and shields only a part of the light beam at least above and below the aperture. An inspection method for a projection exposure apparatus is provided.
ここで、前記遮光板として、互いに異なる遮光パターンを有する複数の遮蔽板のいずれかを選択可能とできる。 Here, any one of a plurality of shielding plates having different light shielding patterns can be selected as the light shielding plate.
本発明によれば、各NA,σ毎にレチクルを作成し直すことなく、レンズの開口率と絞りの変動を簡易且つ正確に測定できる。 According to the present invention, it is possible to easily and accurately measure lens aperture ratio and aperture variation without recreating a reticle for each NA and σ.
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の実施の形態にかかる投影露光装置の構造を例示する模式図である。
すなわち図1は、遮蔽板10を装置内に挿入した、縮小投影露光装置1の光学系の要部構造を表す。同図に表すように、光源から出た光は、フライアイ11と、絞り12と、マスキングブレード13と、レンズ14と、マスクパターンが形成されたレチクル15と、マスクパターンを縮小して投影する縮小投影レンズ16と、をこの順に通過し、ウェーハ17上に到達する。フォトレジストを塗布したウェーハ17を投影露光装置1にセットし、実際のパターンの数倍の大きさに作られているレチクル15上のマスクパターンを通して縮小投影法で1チップの露光を行い、それが終わると次に進むステップ・アンド・リピート方法により、ウェーハ17の全面を走査する。すなわち、露光は、レチクル15上のパターンを縮小投影レンズ16で縮小して、ウェーハ17上に投影することによって行う。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic view illustrating the structure of a projection exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
That is, FIG. 1 shows the main structure of the optical system of the reduction
本発明の実施の形態にかかる投影露光装置においては、絞り12とマスキングブレード13との間に、遮蔽板10を設ける。同図に表すように、板状の遮蔽板10を絞り12とマスキングブレード13の両方に対して平行に設置する。また、絞り12を通過した光の全面ではなく、一部を遮蔽するように設置する。
In the projection exposure apparatus according to the embodiment of the present invention, the
図2は、本発明の実施の形態にかかる投影露光装置に設けられた遮蔽板の平面構造を例示する模式図である。
同図に表すように、遮蔽板10は長方形の板状であり、絞り12を通過した光束18の、約右半分を遮蔽している。
FIG. 2 is a schematic view illustrating the planar structure of the shielding plate provided in the projection exposure apparatus according to the embodiment of the invention.
As shown in the figure, the
このように、縮小投影露光装置1に遮蔽板10を設けた状態で、テレセントリックをあらかじめ測定する。一般に、遮蔽板10が挿入されていなければ、主光線は光軸19に対して平行であるはずである。しかし、本発明の実施の形態では、絞り12とマスキングブレード13との間に、遮蔽板10を設けているので、主光線20が曲がり、光軸19に対して平行ではなくなる。つまり、テレセントリック値は、傾きを持った値となる。
In this way, telecentricity is measured in advance with the
続いて、縮小投影露光装置1に同じ遮蔽板10を設けたまま、レンズの開口率(NA)と照明系の絞りσとを変化させ、そのテレセントリックを測定する。NAとσとが変化すると、主光線20はさらに曲がり、テレセントリック値も変化する。
Subsequently, with the
図3は、(NA×σ)値とテレセントリック値との関係を表すグラフ図である。すなわち、同図の横軸は(NA×σ)値を表し、縦軸はテレセントリック値を表す。(NA×σ)値の増加に伴い、テレセントリック値も一定の傾きを持って増加していることから、(NA×σ)値とテレセントリック値とは比例関係にあることわかる。 FIG. 3 is a graph showing the relationship between the (NA × σ) value and the telecentric value. That is, the horizontal axis in the figure represents the (NA × σ) value, and the vertical axis represents the telecentric value. As the (NA × σ) value increases, the telecentric value also increases with a certain slope, indicating that the (NA × σ) value and the telecentric value are in a proportional relationship.
すなわち、本発明の実施の形態にかかる投影露光装置においては、モニターしたいNAとσとに設定し、遮蔽板10を挿入した状態で、テレセントリック値を測定する。測定したテレセントリック値を、図3のテレセントリック値と比較することによって、NAとσとの変化をモニターすることが可能となる。このようなテレセントリック値の測定を定期的に行うことによって、NAとσとの変化を簡易的に且つ正確に検知することが可能となる。その結果、投影露光装置の転写性能を安定させることができる。
That is, in the projection exposure apparatus according to the embodiment of the present invention, the NA and σ desired to be monitored are set, and the telecentric value is measured with the
従来の、レチクルを使用して測定する方法では、各NA,σの設定毎にレチクルパターンを設計しなおして作成する必要があった。しかし、本発明の実施の形態にかかる投影露光装置では、各NA,σの設定毎に遮蔽板10を変更する必要が無い。それゆえ、本発明の実施の形態にかかる投影露光装置は、NA,σの変化をモニターする簡便な方法として有効である。
つまり、本発明の投影露光装置によれば、レチクルパターンを設計しなおすことなく、遮蔽板を挿入したまま、NA,σの変化を簡便に検知することができる。その結果、微細パターンを精度よく安定して形成できる。
In the conventional method of measuring using a reticle, it is necessary to redesign and create a reticle pattern for each setting of NA and σ. However, in the projection exposure apparatus according to the embodiment of the present invention, it is not necessary to change the shielding
That is, according to the projection exposure apparatus of the present invention, it is possible to easily detect changes in NA and σ while the shielding plate is inserted without redesigning the reticle pattern. As a result, a fine pattern can be formed accurately and stably.
次に、本発明の第一の実施例として、遮蔽板10を変形した例について説明する。
図4は、本発明の第一の実施例にかかる投影露光装置に設けられた遮蔽板の平面構造を例示する模式図である。同図に表すように、遮蔽板10は長方形だけではなく、様々な形状をとりうる。また、遮蔽板10を設ける位置も、様々な位置であってもよい。
Next, an example in which the
FIG. 4 is a schematic view illustrating the planar structure of the shielding plate provided in the projection exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention. As shown in the figure, the shielding
図4(a)では、遮蔽板10は長方形の板状であり、絞り12を通過した光束18の、約下半分を遮蔽している。このように、遮蔽板10の位置を変更することによって、光束18の、様々な位置でのNA,σの変化を知ることができる。
図4(b)では、遮蔽板10はL字型であり、絞り12を通過した光束18のうち、中心角90度の扇形以外の部分を遮蔽している。
図4(c)では、長方形の板状の遮蔽板10が2枚設けられている。これらの遮蔽板は、間隔を置いて平行に設けられていて、絞り12を通過した光束18の上側と下側を遮蔽している。
図4(d)では、遮蔽板10は長方形の板状であり、絞り12を通過した光束18の、約右半分を遮蔽している。
In FIG. 4A, the shielding
In FIG. 4B, the shielding
In FIG. 4C, two rectangular plate-shaped
In FIG. 4D, the shielding
このように、形状の異なる遮蔽板10をリボルバー式に投影露光装置に取り付けて、それぞれの遮蔽板におけるテレセントリック値を測定することができる。それによって、光束をさまざまに分割して、さまざまな領域のNA,σの変化を知ることができる。
In this way, the shielding
次に、本発明の第二の実施例について説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described.
図5は、本発明の第二の実施例にかかる投影露光装置の断面構造を例示する模式図である。
同図に表したように、本実施例においては、遮蔽板10が、絞り12とフライアイ11との間に設けられている。このように、遮蔽板10を絞り12の前に設置しても、主光線20は光軸に対して平行ではなく曲がるので、そのテレセントリック値からNA,σの変化を知ることができる。すなわち、遮蔽板10を、絞り12とフライアイ11との間に設けても、本発明の実施の形態にかかる投影露光装置と同様の効果が得られる。
FIG. 5 is a schematic view illustrating the cross-sectional structure of the projection exposure apparatus according to the second embodiment of the invention.
As shown in the figure, in the present embodiment, the shielding
次に、本発明の第三の実施例について説明する。すなわち、本発明の実施の形態にかかる投影露光装置におけるテレセントリックの測定方法について説明する。
図6は、本発明の第三の実施例にかかる、投影露光装置におけるテレセントリックの測定方法を説明するための模式図である。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. That is, a telecentric measurement method in the projection exposure apparatus according to the embodiment of the present invention will be described.
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a telecentric measurement method in the projection exposure apparatus according to the third embodiment of the present invention.
本発明の実施の形態にかかる投影露光装置のテレセントリック値を測定するために、まず、レチクルステージに、ライン形状などの位置測定が可能なパターンを設置して、ウェーハステージ上でその投影像のX−Y方向位置を計測できる機構を持たせる。そして、ウェーハステージの照度計を用いて、Focus方向(Z方向)へステージを動かした時の、レチクル上パターン投影像21の位置(X,Y方向)シフト量から、テレセントリックを算出する。
このような方法でテレセントリック値を測定すると、テレセントリック値の算出用合せ測定パターンのウェーハへの焼付け、現像作業と合せ測定器による合せ測定を行わずに、測定とテレセントリック値の算出を投影露光装置内で処理することが可能になる。この機能によりモニターが簡便でモニター時間がさらに短縮される。
In order to measure the telecentric value of the projection exposure apparatus according to the embodiment of the present invention, first, a pattern capable of measuring a position such as a line shape is set on the reticle stage, and the X of the projected image on the wafer stage. -Provide a mechanism capable of measuring the position in the Y direction. Then, using the illuminometer on the wafer stage, the telecentric is calculated from the position (X, Y direction) shift amount of the pattern projection image 21 on the reticle when the stage is moved in the focus direction (Z direction).
When the telecentric value is measured in this way, the measurement and telecentric value calculation can be performed in the projection exposure apparatus without printing the combined measurement pattern for calculating the telecentric value on the wafer and without performing the alignment measurement by the development work and the alignment measuring device. Can be processed. This function simplifies monitoring and further shortens the monitoring time.
また、本発明の実施の形態にかかる投影露光装置のテレセントリック値を測定するために、たとえば、ウェーハ17上にBox in Boxなどの合せ測定ができる形状のマークのレジストパターンをFocus変化させて2重露光を行い、その際のFocus変化量とパターンシフト量の比率から、テレセントリックを算出する方法を用いることもできる。
In addition, in order to measure the telecentric value of the projection exposure apparatus according to the embodiment of the present invention, for example, the resist pattern of a mark having a shape that can be combined and measured, such as Box in Box, is focused on the
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。
しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、本発明の投影露光装置が有するフライアイ、絞り、マスキングブレード、縮小レンズや遮蔽板などの具体的な構造については、当業者が公知の範囲から適宜選択したものも本発明の範囲に包含される。
The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples.
However, the present invention is not limited to these specific examples. For example, specific structures such as a fly eye, a diaphragm, a masking blade, a reduction lens, and a shielding plate included in the projection exposure apparatus of the present invention are appropriately selected from those known by those skilled in the art within the scope of the present invention. Is done.
1 投影露光装置
10 遮蔽板
11 フライアイ
12 絞り
13 マスキングブレード
14 レンズ
15 レチクル
16 縮小投影レンズ
17 ウェーハ
18 光束
19 光軸
20 主光線
21 レチクル上パターン投影像
DESCRIPTION OF
Claims (5)
絞りと、
マスキングブレードと、
レンズと、
マスクパターンが形成されているレチクルを保持するレチクルステージと、
前記レチクル上の前記マスクパターンを縮小して投影する縮小投影レンズと、
前記レチクル上の前記マスクパターンが露光されるウェーハステージと、
を備えた投影露光装置であって、
前記絞りの上下の少なくともいずれかに、遮光板を、前記絞りと平行で且つ光束の一部分のみを遮蔽する位置に設置した状態で露光可能としたことを特徴とする投影露光装置。 Fly eye,
Aperture,
A masking blade,
A lens,
A reticle stage for holding a reticle on which a mask pattern is formed;
A reduction projection lens for reducing and projecting the mask pattern on the reticle;
A wafer stage on which the mask pattern on the reticle is exposed;
A projection exposure apparatus comprising:
A projection exposure apparatus characterized in that exposure can be performed in a state in which a light shielding plate is installed at a position parallel to the diaphragm and shields only a part of a light beam at least above and below the diaphragm.
絞りと、
マスキングブレードと、
レンズと、
マスクパターンが形成されているレチクルを保持するレチクルステージと、
前記レチクル上の前記マスクパターンを縮小して投影する縮小投影レンズと、
前記レチクル上の前記マスクパターンが露光されるウェーハステージと、
を備えた投影露光装置であって、
前記絞りの上下の少なくともいずれかに、遮光板を、前記絞りと平行で且つ光束の一部分のみを遮蔽する位置に設置した状態でテレセントリックを計測可能としたことを特徴とする投影露光装置。 Fly eye,
Aperture,
A masking blade,
A lens,
A reticle stage for holding a reticle on which a mask pattern is formed;
A reduction projection lens for reducing and projecting the mask pattern on the reticle;
A wafer stage on which the mask pattern on the reticle is exposed;
A projection exposure apparatus comprising:
A projection exposure apparatus characterized in that telecentricity can be measured in a state where a light-shielding plate is disposed at least above or below the diaphragm in a position parallel to the diaphragm and shielding only a part of a light beam.
前記絞りの上下の少なくともいずれかにおいて、前記絞りと平行で且つ光束の一部分のみを遮蔽する位置に遮光板を設置し、テレセントリック値を測定することによって、光学系の開口率と絞りの変化を算出することを特徴とする投影露光装置の検査方法。 A fly eye, an aperture, a masking blade, a lens, a stage holding a reticle on which a mask pattern is formed, a reduction projection lens for reducing and projecting the mask pattern on the reticle, and on the reticle An inspection method of a projection exposure apparatus having a wafer stage on which the mask pattern is exposed,
Calculate the aperture ratio of the optical system and the change of the aperture by measuring the telecentric value by installing a light shielding plate at a position that is parallel to the aperture and shields only a part of the light beam at least above and below the aperture. An inspection method for a projection exposure apparatus.
5. The projection exposure apparatus inspection method according to claim 4, wherein one of a plurality of shielding plates having different light shielding patterns can be selected as the light shielding plate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (1)
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CN111025852A (en) * | 2019-10-04 | 2020-04-17 | 苏州源卓光电科技有限公司 | Exposure machine and alignment method thereof |
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2004
- 2004-10-19 JP JP2004303682A patent/JP2006120661A/en active Pending
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