JP2006135055A - Exposure apparatus - Google Patents

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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exposure apparatus which can prevent the lowering of throughput without degrading accuracy as much as possible by controlling timing of preceding processing optimally. <P>SOLUTION: The aligner is provided with a method for alignment where the surface of an object adjacent to an image formation surface of a projection optical system is focused on the focal point of the projection system by using a positional detection means for detecting the plane position on the surface of the object. In this case, the timing of preceding processing prior to alignment is controlled to obtain a setting value that is set in advance during alignment and is necessary to detect the optimal focus surface of the object. Thus, throughput can be improved without affecting measuring accuracy. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体素子製造の分野において、基板表面にレチクル上の回路パターンを繰り返し縮小投影露光するステッパ、スキャナと呼ばれる投影露光装置、および該投影露光装置を用いた投影露光方法、デバイス製造方法に関するもので、特に半導体装置の製造においてウエハ等、パターン構造を有する領域が形成された物体の表面の高さや傾き等の面位置検出をおこなう際に好適に用いられ、高精度な検出が可能になる露光装置に関するものである。   The present invention relates to a stepper that repeatedly reduces and exposes a circuit pattern on a reticle onto a substrate surface in the field of semiconductor element manufacturing, a projection exposure apparatus called a scanner, a projection exposure method using the projection exposure apparatus, and a device manufacturing method. In particular, it is suitable for detecting the surface position such as the height and inclination of the surface of an object in which a region having a pattern structure such as a wafer is formed in the manufacture of a semiconductor device, and enables highly accurate detection. The present invention relates to an exposure apparatus.

最近の半導体素子の製造技術の進展はめざましく、それに伴う微細加工技術の進展も著しい。特に光加工技術は、従来よりサブミクロンの解像力を有する縮小投影露光装置、通称ステッパが主流であり、解像力向上のために開口数(NA)の拡大や、露光波長の短波長化が図られている。   Recent progress in semiconductor device manufacturing technology is remarkable, and the progress of microfabrication technology is also remarkable. In particular, the optical processing technology has been mainly reduced projection exposure equipment with a submicron resolution, commonly called a stepper, and the numerical aperture (NA) has been increased and the exposure wavelength has been shortened to improve resolution. Yes.

さらに現在では露光領域を拡大するために、レンズ系或いはレンズ系とミラー系で構成された縮小走査型の投影露光装置(走査型露光装置)が主流になってきている。   Further, in order to enlarge the exposure area, a reduction scanning projection exposure apparatus (scanning exposure apparatus) composed of a lens system or a lens system and a mirror system has become mainstream.

この走査型の縮小投影露光装置では、回路パターンを有するレチクルが載置されたステージと、パターン転写を行うウエハが載置されたステージの双方を投影光学系の縮小倍率に応じた速度比で相対走査しながら露光を行っている。   In this scanning-type reduction projection exposure apparatus, a stage on which a reticle having a circuit pattern is placed and a stage on which a wafer for pattern transfer is placed are relative to each other at a speed ratio corresponding to the reduction magnification of the projection optical system. Exposure is performed while scanning.

一般に投影光学系の高解像力化を図ろうとNAを高くすると、パターン投影の許容焦点深度が減少し、ウエハ面を投影光学系の合焦位置に合わせる際の精度に対しての要求が厳しくなる。   In general, if the NA is increased to increase the resolution of the projection optical system, the allowable depth of focus for pattern projection is reduced, and the accuracy requirement for aligning the wafer surface with the in-focus position of the projection optical system becomes severe.

従来より、半導体素子製造用の縮小投影型の露光装置では、第1物体としてのレチクルの回路パターンを投影レンズ系により第2物体としてのウエハ上に投影露光するのに先立って、面位置検出装置(オートフォーカス装置、AF装置)を用いてウエハ面の光軸方向の位置を検出して,該ウエハー面を投影レンズの最良結像面に位置するようにしている。   2. Description of the Related Art Conventionally, in a reduction projection type exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device, a surface position detection apparatus prior to projecting and exposing a circuit pattern of a reticle as a first object onto a wafer as a second object by a projection lens system. The position of the wafer surface in the optical axis direction is detected using (autofocus device, AF device), and the wafer surface is positioned at the best image plane of the projection lens.

投影露光装置に用いられるウエハ面の面位置検出機構としては、一般にウエハ面に対して光束を斜入射に入射させて構成される検出機構が使われる。この検出機構では、被検査面であるウエハ面上に複数の光束を照射し、ウエハ面から反射された複数の光束をそれぞれ光電変換素子にて受光し、光電変換素子上での光束の入射位置情報から、ウエハ面のZ方向の位置情報(フォーカス)を検出したり、さらに複数の計測点のフォーカス情報から、ウエハ面の傾き情報(チルト)を検出するといった総合的なウエハ面の面位置情報を計測している。   As a surface position detection mechanism for a wafer surface used in a projection exposure apparatus, a detection mechanism configured by making a light beam incident obliquely on the wafer surface is generally used. In this detection mechanism, a plurality of light beams are irradiated onto the wafer surface, which is the surface to be inspected, and the plurality of light beams reflected from the wafer surface are received by the photoelectric conversion elements, respectively, and the incident position of the light beams on the photoelectric conversion elements Information on the position of the wafer surface in the Z direction (focus), and information on the surface of the wafer surface, such as detecting tilt information (tilt) of the wafer surface from the focus information of a plurality of measurement points. Is measured.

ここで、斜入射光学系を用いる面位置検出機構においては、検出面の反射率が変動して、受光信号が大きすぎたり、逆に小さすぎてS/Nが悪化すると面位置検出精度が悪化するために、露光中に検出面の反射率に応じて投光手段の照射光量や受光手段のゲインを調整(調光)する必要がある。そこで調光のための時間を短縮または一律化して面位置計測時間を一定化し、また面位置検出精度の向上のために計測すべき領域の反射率を事前に計測しておくことで、計測サイクルを一定に管理する方法がある(例えば、特許文献1参照。)。   Here, in the surface position detection mechanism using the oblique incidence optical system, the surface position detection accuracy deteriorates if the reflectance of the detection surface fluctuates and the light reception signal is too large or conversely too small to deteriorate the S / N. Therefore, it is necessary to adjust (light control) the irradiation light amount of the light projecting means and the gain of the light receiving means according to the reflectance of the detection surface during exposure. Therefore, by shortening or uniformizing the time for dimming to make the surface position measurement time constant, and measuring the reflectance of the area to be measured in advance to improve the surface position detection accuracy, the measurement cycle There is a method of managing a certain amount (see, for example, Patent Document 1).

さらに上記検出方法においては、高NA化によってより浅くなったパターン投影の許容焦点深度内に確実にウエハの被露光領域全体を確実に位置づけするために、複数の測定点毎にあらかじめウエハ上のパターン領域内のパターン段差(トポグラフィ)を計測しておき、複数の測定点各々のトポグラフィに起因する計測値の差を求め、逐次ウエハ上の露光領域上にパターン転写を行う際に、各々の測定点の計測値からトポグラフィに起因する計測値の差を補正することで実現している。   Further, in the above detection method, in order to reliably position the entire exposed area of the wafer within the allowable depth of focus of the pattern projection which has become shallower due to the increase in NA, a pattern on the wafer is previously measured at each of a plurality of measurement points. Measure the pattern step (topography) in the area, determine the difference in the measured value due to the topography of each of the multiple measurement points, and then transfer each pattern to the exposure area on the wafer. This is achieved by correcting the difference between the measured values and the measured values caused by the topography.

このような面位置検出機構において検出面の局所的なパターン段差(トポグラフィ)や反射率は、検出面上に形成されたパターン等によって異なる。したがって一般に、面位置検出精度の向上のためにおこなわれる上記のような事前処理(以後、先行処理と記す)は、ウエハの交換等といった露光前の一定間隔毎に行われている。また、面位置検出精度の向上や安定化、スループットの向上のためにこのような先行処理は、上記に記した調光処理やトポグラフィ計測のように、複数の処理が行われることが一般的である。
特開平10−064980号公報
In such a surface position detection mechanism, the local pattern step (topography) and reflectance of the detection surface vary depending on the pattern formed on the detection surface. Therefore, in general, the above pre-processing (hereinafter referred to as pre-processing) performed for improving the surface position detection accuracy is performed at regular intervals before exposure such as wafer replacement. In addition, in order to improve and stabilize the surface position detection accuracy and improve the throughput, such a preceding process is generally performed in a plurality of processes such as the dimming process and the topography measurement described above. is there.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-064980

ところで、露光前に定期的にこれらの処理を行った場合、先行処理に要する時間がスループット低下の原因になるという問題がある。特に、近年の半導体産業においては、高付加価値のシステム・オン・チップ(SOC)のように、少量多品種の製品へと焦点が移ってきており、露光装置においては全体の処理時間に対して、先行処理に要する時間が占める割合が増加してきており、これによるスループットの低下が大きな問題となっている。これを無くすためには、先行処理をできるだけ削減することが望ましいが、単に削減してしまうと、次のような問題が発生する。   By the way, when these processes are periodically performed before exposure, there is a problem that the time required for the preceding process causes a reduction in throughput. In particular, in the recent semiconductor industry, the focus has shifted to a small variety of products such as high-value-added system-on-chip (SOC). As a result, the proportion of time required for the preceding process has increased, and a reduction in throughput due to this has become a major problem. In order to eliminate this, it is desirable to reduce the preceding process as much as possible, but if it is simply reduced, the following problems occur.

すなわち、投光手段の出射光量や受光手段のゲイン調整(調光)が十分に行われないために、面位置計測に要する計測時間や面位置計測精度がばらついてしまい、サーボ系との同期において応答遅れが発生したり、パターン領域内のトポグラフィに起因する誤差によってパターン投影の許容焦点深度内にウエハの被露光領域全体を合わせ込めないことになる。   That is, since the amount of light emitted from the light projecting means and the gain adjustment (dimming) of the light receiving means are not sufficiently performed, the measurement time required for the surface position measurement and the surface position measurement accuracy vary, and in synchronization with the servo system. A response delay occurs, or an error caused by topography in the pattern area cannot fit the entire exposed area of the wafer within the allowable depth of focus of pattern projection.

したがって、スループットを低下させることなく、精度の劣化が発生しないようにウエハ表面のフォーカス(高さ及び傾き)を計測して、そのウエハ面を許容焦点深度内に保持すべくフォーカス補正を行う場合、適したタイミングで露光前の先行測定処理を行い、補正に必要なオフセットを正確に計測する必要がある。しかし、現在これらの先行処理を行うタイミングは経験的に管理されており、それぞれのプロセスに合わせて最適化されているとはいえない。   Therefore, when the focus (height and tilt) of the wafer surface is measured so as not to deteriorate the accuracy without reducing the throughput and the wafer surface is kept within the allowable depth of focus, It is necessary to perform an advance measurement process before exposure at an appropriate timing and accurately measure an offset necessary for correction. However, the timing of performing these prior processes is currently managed empirically, and cannot be said to be optimized for each process.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、先行処理を行うタイミングを最適に管理することで、精度劣化無しにスループット低下を最小限に抑えることのできる露光装置及び方法を提供するものである。   The present invention has been made in view of such problems, and provides an exposure apparatus and method capable of minimizing throughput reduction without degradation in accuracy by optimally managing the timing of performing the preceding process. To do.

上記問題を解決するために、本発明では、投影光学系の結像面近傍に設けた物体面を、該物体面上の面位置を検出する位置検出手段を使用し、該投影光学系の焦点面に合焦する露光方法において、露光時にあらかじめ設定される該物体面の最適フォーカス面の検出に必要な設定値を得るために、露光に先駆けてあらかじめ実行される、先行処理実行のタイミングを、直前或いは以前おこなわれた同一とは異なる先行処理シーケンス中に得られる情報を元に判定することを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, in the present invention, an object plane provided in the vicinity of the image plane of the projection optical system is used as a position detection unit that detects a surface position on the object plane, and the focus of the projection optical system is In the exposure method for focusing on the surface, in order to obtain a setting value necessary for detection of the optimal focus surface of the object surface that is set in advance at the time of exposure, the timing of the preceding processing execution that is executed in advance prior to exposure, The determination is made based on information obtained in a preceding processing sequence different from the same performed immediately before or before.

本発明の好適な実施の形態によれば、前記先行処理とは、物体面の面位置検出のための計測光の光量を調整するための処理、該物体面上のパターン段差(トポグラフィ)を露光前に計測して、トポグラフィに起因する計測値の差をオフセット管理するための処理のような先行処理において、少なくとも1つを含むような先行処理の実行機会を、精度劣化を招くことなく削減できる。   According to a preferred embodiment of the present invention, the preceding process includes a process for adjusting the amount of measurement light for detecting the surface position of the object plane, and exposure of a pattern step (topography) on the object plane. In the preceding process such as the process for measuring the difference between the measured values caused by the topography and managing the offset due to the topography, it is possible to reduce the execution opportunity of the preceding process including at least one without causing deterioration in accuracy. .

本発明の好適な実施の形態によれば、前記先行処理実行のタイミングは、例えばパラメータを任意に設定できる前記露光中の経過時間、被露光物体の延べ露光枚数、延べ露光回数、露光中のエラー発生率、あるいは他処理実行中に計算した被露光物体の反射率変化で与えられる条件のうち、少なくとも1つの項目に基づいて決定する。   According to a preferred embodiment of the present invention, the timing of the preceding process execution includes, for example, an elapsed time during the exposure in which parameters can be arbitrarily set, the total number of exposures of the object to be exposed, the total number of exposures, and an error during exposure. This is determined based on at least one of the conditions given by the occurrence rate or the change in reflectance of the object to be exposed calculated during execution of other processing.

本発明の好適な実施の形態によれば、投影光学系の結像面近傍に設けた物体面を、該物体面を上の面位置を検出する位置検出手段を使用し、該投影光学系の焦点面に合焦する露光方法において、前記先行処理を再実行することなく、前回計測値或いは他処理実行中に取得可能な情報によって、次回露光時中の先行処理結果に基づく補正量、あるいは先行処理再実行タイミングの判定を行う前記パラメータの、少なくとも1つの項目を修正できることを特徴とする。   According to a preferred embodiment of the present invention, the object plane provided in the vicinity of the imaging plane of the projection optical system is used with position detection means for detecting the position of the surface above the object plane, and the projection optical system In the exposure method for focusing on the focal plane, the correction amount based on the result of the preceding process during the next exposure or the preceding amount is obtained based on the information obtained during the previous measurement value or other processes without performing the preceding process again. It is characterized in that at least one item of the parameter for determining the process re-execution timing can be corrected.

上記手段を用いれば最適なタイミングで先行処理し、スループットを低下させることなく精度の劣化が発生しないようにウエハ表面のフォーカス(高さ及び傾き)を計測して、そのウエハ面を許容焦点深度内に保持するフォーカス補正を行うことが可能となる。   If the above means is used, the preceding process is performed at an optimal timing, and the focus (height and tilt) of the wafer surface is measured so that the accuracy is not deteriorated without reducing the throughput, and the wafer surface is within the allowable depth of focus. It is possible to perform the focus correction held in

本発明によれば、これまでウエハの交換時などの露光前の一定間隔で行われていた先行処理の計測機会を、精度を劣化させることなく削減することができ、従来に比べて半導体デバイスの生産性を向上させることができる。また、調光やオフセット管理に使われるデータは露光処理中に計測された反射率変化や光量データなどから、随時補正・更新される。そのため、被露光領域の調光処理、オフセット補正などは常に高精度に行われ、製品不良率の低減も可能となる。   According to the present invention, it is possible to reduce the measurement opportunity of the preceding process, which has been performed at a fixed interval before exposure, such as at the time of exchanging the wafers, without degrading the accuracy of the semiconductor device as compared with the prior art. Productivity can be improved. Data used for dimming and offset management is corrected and updated as needed from the reflectance change and light quantity data measured during the exposure process. For this reason, the light control processing of the exposed area, offset correction, etc. are always performed with high accuracy, and the product defect rate can be reduced.

以下、図面を参照しながら発明の実施の形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.

図4は本発明の一実施例における斜入射光学系を用いる面位置検出機構を持つステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置の概略図である。図4において、1は投影レンズ系であり、その光軸は図中AXで示している。投影レンズ系1は、不図示のレチクル等マスクの回路パターンを、例えば1/4倍に縮小して投影し、その焦点面に回路パターンを形成している。また、光軸AXは図中のZ軸方向と平行な関係にある。2は表面にレジストを塗布したウエハであり、先の露光工程で互いに同じパターンが形成された多数個の被露光領域(以下、ショットと記す)が配列してある。   FIG. 4 is a schematic view of a step-and-scan projection exposure apparatus having a surface position detection mechanism using an oblique incidence optical system according to an embodiment of the present invention. In FIG. 4, reference numeral 1 denotes a projection lens system, and its optical axis is indicated by AX in the drawing. The projection lens system 1 projects a circuit pattern of a mask such as a reticle (not shown) with a reduction of, for example, 1/4 times, and forms a circuit pattern on the focal plane. Further, the optical axis AX has a parallel relationship with the Z-axis direction in the drawing. Reference numeral 2 denotes a wafer having a surface coated with a resist, on which a plurality of exposed areas (hereinafter referred to as shots) in which the same pattern is formed in the previous exposure process are arranged.

3はウエハ2を搭載するウエハステージである。ウエハ2はウエハステージ3に吸着されて固定されている。ウエハステージ3は、X軸方向に動くXステージと、Y軸方向に動くYステージと、Z軸方向の移動及び各X軸方向、Y軸方向、Z軸方向に平行な軸の周りに回転するΘチルトステージとで構成されている。また、X軸、Y軸、及びZ軸は互いに直交するように設置されている。従って、この露光装置は、ウエハステージ3を駆動することにより、ウエハ2の表面位置を投影レンズ系1の光軸AX方向及び光軸AXに直行する平面に沿った方向に調整し、更に焦点面、すなわち回路パターン像に対する傾きも調整している。   Reference numeral 3 denotes a wafer stage on which the wafer 2 is mounted. The wafer 2 is attracted and fixed to the wafer stage 3. The wafer stage 3 is rotated around an X stage that moves in the X axis direction, a Y stage that moves in the Y axis direction, a movement in the Z axis direction, and an axis parallel to the X axis direction, the Y axis direction, and the Z axis direction. It consists of a Θ tilt stage. Further, the X axis, the Y axis, and the Z axis are installed so as to be orthogonal to each other. Therefore, this exposure apparatus adjusts the surface position of the wafer 2 in the direction along the optical axis AX direction of the projection lens system 1 and the plane orthogonal to the optical axis AX by driving the wafer stage 3, and further the focal plane. That is, the inclination with respect to the circuit pattern image is also adjusted.

ウエハステージ3のX軸及びY軸方向の変位は、ウエハステージ3上に設けた基準ミラーとレーザ干渉計とを用いて周知の方法により測定し、ウエハステージ3の変位量を示す信号がレーザ干渉計から信号線を介して制御装置13へ入力されている。また、ウエハステージ3の移動は、ステージ駆動装置12により制御され、ステージ駆動装置12は、信号線を介して制御装置13から指令信号を受け、この信号に応答してウエハステージ3をサーボ駆動している。   The displacement of the wafer stage 3 in the X-axis and Y-axis directions is measured by a known method using a reference mirror and a laser interferometer provided on the wafer stage 3, and a signal indicating the displacement amount of the wafer stage 3 is laser interference. The total is input to the control device 13 via a signal line. The movement of the wafer stage 3 is controlled by the stage driving device 12, and the stage driving device 12 receives a command signal from the control device 13 through the signal line, and servo-drives the wafer stage 3 in response to this signal. ing.

ステージ駆動装置12は、第1駆動手段と、第2駆動手段を有し、第1駆動手段によりウエハ2の光軸AXと直交する面内における位置(X,Y)と回転(Θ)とを調整し、第2駆動手段によりウエハ2の光軸AX方向の位置(Z)と傾き(WX,WY)とを調整している。   The stage driving device 12 has a first driving means and a second driving means, and the position (X, Y) and rotation (Θ) in a plane orthogonal to the optical axis AX of the wafer 2 by the first driving means. The position (Z) and the inclination (WX, WY) of the wafer 2 in the optical axis AX direction are adjusted by the second driving means.

走査型の縮小投影露光の場合には、露光光束はスリット状に形成され、スリット状の露光光束に対して、不図示のレチクルステージとウエハステージ3の双方を投影光学系の光学倍率に応じた速度比で一方向に動かし、固定されたスリット状の露光光束に対して、レチクル上のパターン転写領域とウエハ2上のパターン転写領域を走査することによって行われる。   In the case of scanning reduction projection exposure, the exposure light beam is formed in a slit shape, and both the reticle stage (not shown) and the wafer stage 3 are set in accordance with the optical magnification of the projection optical system with respect to the slit exposure light beam. This is performed by moving the pattern transfer region on the reticle and the pattern transfer region on the wafer 2 with respect to the fixed slit-shaped exposure light beam by moving in one direction at a speed ratio.

次に、本実施形態の面位置検出機構について説明する。図4における符号(4〜14)はウエハ2の表面位置及び傾きを検出するために設けた検出手段の各要素を示している。図4に記載のウエハ面2の面位置情報を検出する面位置検出装置は、説明の簡略化のために1計測点の検出手段のみ記しているが、実際は複数の検出点を投影し、各々の計測点でのフォーカス情報から被検面のチルト量を算出するようにしている。4は照明用光源、例えば発光ダイオードや、半導体レーザなどの高輝度な光源である。5は照明用レンズである。   Next, the surface position detection mechanism of this embodiment will be described. Reference numerals (4 to 14) in FIG. 4 indicate the elements of the detection means provided for detecting the surface position and inclination of the wafer 2. The surface position detection apparatus for detecting the surface position information of the wafer surface 2 shown in FIG. 4 shows only one measurement point detection means for the sake of simplification, but actually projects a plurality of detection points, The tilt amount of the test surface is calculated from the focus information at the measurement points. Reference numeral 4 denotes an illumination light source, for example, a light source with high brightness such as a light emitting diode or a semiconductor laser. Reference numeral 5 denotes an illumination lens.

光源4から射出した光は、照明用レンズ5によって平行な光束となり、スリット板6を照明する。スリット板6上には複数の開口が設けられており、スリット板6の開口を通過した複数個の光束(61〜65)は、結象レンズ7を経て折り曲げミラー8に入射し、折り曲げミラー8で方向を変えた後、ウエハ2の表面に入射している。ここで、結像レンズ7と折り曲げミラー8はウエハ2上にスリット6の複数個の開口の像を形成している。   The light emitted from the light source 4 becomes a parallel light beam by the illumination lens 5 and illuminates the slit plate 6. A plurality of apertures are provided on the slit plate 6, and a plurality of light beams (61 to 65) that have passed through the apertures of the slit plate 6 are incident on the folding mirror 8 through the joint lens 7. After changing the direction, the light is incident on the surface of the wafer 2. Here, the imaging lens 7 and the bending mirror 8 form an image of a plurality of openings of the slit 6 on the wafer 2.

図5はウエハ2上のショット配列を示し、図6は各ショットを走査する場合の例えばショット100と、投影光学系によってウエハ2上に投影されるスリット(露光スリット)30と、前記ウエハ2面上の複数の測定点(以下、CHと記す)との位置関係の変化を示す。本実施例の場合、走査露光の方向(B方向またはF方向)に応じて計測点を使い分けるために各CHは露光スリット30の中心から走査方向にずれた位置に5つずつ(50b〜54b、50f〜54f)と、露光スリット30の中心に5つ(50〜54)の計15個が設定されている。これらの各CHに対し、CH数分の光源4から射出した面位置計測用の光束を斜め方向から照射している。計測は、例えばF方向の走査露光の場合には、露光位置にさしかかる以前に前もって5点の計測点(50f〜54f)において面位置計測を行い、さらにはそれら5点のフォーカス値と予め既知の計測点の位置関係から傾き量を算出している。   FIG. 5 shows a shot arrangement on the wafer 2, and FIG. 6 shows, for example, a shot 100 when scanning each shot, a slit (exposure slit) 30 projected onto the wafer 2 by the projection optical system, and the surface of the wafer 2 The change of the positional relationship with a plurality of upper measurement points (hereinafter referred to as CH) is shown. In the case of the present embodiment, in order to properly use the measurement points according to the direction of scanning exposure (B direction or F direction), each CH has five positions (50b to 54b, 50b to 54b, 50 f to 54 f) and five (50 to 54) in total at the center of the exposure slit 30 are set. A light beam for surface position measurement emitted from the light source 4 corresponding to the number of CHs is irradiated to each of these CHs from an oblique direction. For example, in the case of scanning exposure in the F direction, surface position measurement is performed in advance at five measurement points (50f to 54f) before reaching the exposure position, and further, these five focus values and known values are known in advance. The amount of inclination is calculated from the positional relationship of the measurement points.

ここで照射する光量は、受光信号が大きすぎて受光系が飽和したり、逆に小さすぎてS/Nが悪化することによる精度劣化を防ぐために、前記面位置検出に先立ち、予め前記複数の各検出ポイントに前記投光手段からの光束を入射して、その反射光を前記受光手段で受光し、その受光信号に基づいて各CHにおける前記投光手段の駆動電流または、前記受光手段のゲインの最適値を求めておくことで、スキャン計測中の調光のための時間を短縮または一体化して、スキャン中の面位置計測時間を一定化し、もっと面位置検出をスキャンと同期させてオフセット計測を正確に行い、面位置検出精度の向上を実現している(先行処理1)。   In order to prevent the deterioration of accuracy due to the light receiving signal being too large and the light receiving system being saturated or conversely being too small and the S / N being deteriorated, the amount of light to be irradiated here is set in advance before the surface position detection. The light beam from the light projecting means is incident on each detection point, the reflected light is received by the light receiving means, and the drive current of the light projecting means or the gain of the light receiving means in each CH based on the light reception signal. By finding the optimal value of, the time for dimming during scan measurement is shortened or integrated, the surface position measurement time during scanning is made constant, and the surface position detection is synchronized with the scan for offset measurement. Is accurately performed to improve the surface position detection accuracy (preceding process 1).

同様に、B方向の走査露光の場合には、計測点(50b〜54b)において前もって面位置計測を行い、さらにはそれら5点のフォーカス値と予め既知の計測点の位置関係から傾き量を算出している。   Similarly, in the case of scanning exposure in the B direction, the surface position is measured in advance at the measurement points (50b to 54b), and the amount of inclination is calculated from the focus values of these five points and the positional relationship between known measurement points in advance. is doing.

面位置検出装置14は、位置検出素子11からの出力信号(面位置データ)を基に処理し、ウエハ2の表面の位置を検出する。そして、この検出結果を制御装置13へ転送し、所定の指令信号によりステージ駆動装置12に指令を送り、露光位置にさしかかる前に所望のフォーカス、チルト量の駆動を行っている。   The surface position detection device 14 performs processing based on an output signal (surface position data) from the position detection element 11 and detects the position of the surface of the wafer 2. Then, the detection result is transferred to the control device 13, and a command is sent to the stage drive device 12 by a predetermined command signal, and the desired focus and tilt amount are driven before reaching the exposure position.

また、ウエハ2の被露光領域のZ方向の位置すなわち像面位置に対する位置(Z)及び傾き(WX,WY)のずれを高精度に検出するためには、ウエハー2の表面を正確に補正しなければならない。そこで、露光に先立ち、最もフォーカス値が高精度に測定される条件で予めZおよびWX,WYをあらかじめ測定し、かつその被露光領域内で最もフォーカス精度が要求される部分の高さを基準としてオフセット管理することによりスキャン露光中に計測されるフォーカス計測値の検出誤差をリアルタイムで補正できることが特願平9−045608号公報で提案されている(先行処理2)。   Further, in order to detect the deviation of the position (Z) and the inclination (WX, WY) with respect to the position in the Z direction of the exposure area of the wafer 2, that is, the image plane position, the surface of the wafer 2 is accurately corrected. There must be. Therefore, prior to exposure, Z, WX, and WY are measured in advance under the condition that the focus value is measured with the highest accuracy, and the height of the portion requiring the highest focus accuracy in the exposed area is used as a reference. Japanese Patent Application No. 9-045608 proposes that the detection error of the focus measurement value measured during the scan exposure can be corrected in real time by managing the offset (preceding process 2).

また、図4における符号(17−20)は、ウエハ2上のパターンとレチクル上のパターンの位置合わせにおいて、ウエハ2上に形成されたアライメントマーク24の位置を検出するために設けた検出手段の各要素を示している。18は照明用光源、例えば発行ダイオードや、半導体レーザ等の高輝度な光源である。光源18から射出した光は、ハーフミラー17により方向を変えた後、投影レンズ系1を介してウエハ2上のアライメントマーク24を照明する。ウエハ2上で反射した光は、再び投影レンズ系1及びハーフミラー17を介して、位置検出素子19上に入射する。位置検出素子19は、2次元的なCCD等からなり、アライメントマーク24を含む画像をアライメントマーク位置検出装置20に出力する。アライメントマーク位置検出装置20は、ステージ3の位置とアライメントマーク24の検出位置から、アライメントマーク位置を計算する。制御装置13は、露光開始に先立ち、ショットレイアウト情報とアライメントマーク配置情報と計測マーク選択情報とから、順番に各アライメントマークが計測可能な位置にステージ3を移動させ、前記アライメントマーク位置検出装置20から検出位置を受け取る。そして、前もって計測しておいたレチクル位置とステージ位置の関係とショットレイアウト情報とアライメントマーク検出位置情報から、ウエハ上のショット配置とレチクルの投影パターンの正確な位置関係を求め、ステップアンドリピート時のショットの位置合わせに使用する(グローバルアライメント)。   Further, reference numeral (17-20) in FIG. 4 denotes a detection means provided for detecting the position of the alignment mark 24 formed on the wafer 2 in the alignment of the pattern on the wafer 2 and the pattern on the reticle. Each element is shown. Reference numeral 18 denotes a light source for illumination, for example, a light source with high brightness such as an emitting diode or a semiconductor laser. The light emitted from the light source 18 changes its direction by the half mirror 17 and then illuminates the alignment mark 24 on the wafer 2 via the projection lens system 1. The light reflected on the wafer 2 enters the position detection element 19 again via the projection lens system 1 and the half mirror 17. The position detection element 19 includes a two-dimensional CCD or the like, and outputs an image including the alignment mark 24 to the alignment mark position detection device 20. The alignment mark position detection device 20 calculates the alignment mark position from the position of the stage 3 and the detection position of the alignment mark 24. Prior to the start of exposure, the control device 13 sequentially moves the stage 3 to a position where each alignment mark can be measured from the shot layout information, alignment mark arrangement information, and measurement mark selection information, and the alignment mark position detection device 20. The detection position is received from. Then, the precise positional relationship between the shot arrangement on the wafer and the projection pattern of the reticle is obtained from the relationship between the reticle position and stage position measured in advance, the shot layout information, and the alignment mark detection position information, and at the time of step-and-repeat Used for shot alignment (global alignment).

次に、本発明による好適な実施の形態による露光処理の方法を、フローチャート図1、図2および図7を用いて説明する。   Next, an exposure processing method according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to flowcharts FIG. 1, FIG. 2, and FIG.

まず、あるロットの露光が開始された(ステップ100)際、ステップ101にて、ロット先頭ウエハが選択される。   First, when exposure of a certain lot is started (step 100), in step 101, a lot leading wafer is selected.

次に、ステップ102にて、制御装置13は、事前に設定されたサンプルショット情報に基づき、図5に示すような各サンプルショット(S01〜S04)上に配置されたアライメントマーク位置検出装置20から検出位置を受け取り、グローバルアライメントを行う。   Next, in step 102, the control device 13 starts from the alignment mark position detection device 20 arranged on each sample shot (S01 to S04) as shown in FIG. 5 based on the sample shot information set in advance. Receives the detection position and performs global alignment.

先行処理実行判定部150は、それぞれの先行処理毎に、該先行処理以前に実行された計測等の処理中に得られる情報から、該先行処理再実行の判定方法を変更する。本実施例1においては、ステップ102のグローバルアライメント時に得られる情報が、以後のステップ103で実施される先行処理1(計測光量の調光処理:特開平10―64980号公報)の再実行判定に利用される。   For each preceding process, the preceding process execution determination unit 150 changes the determination method for the preceding process re-execution from information obtained during processing such as measurement performed before the preceding process. In the first embodiment, the information obtained at the time of the global alignment in step 102 is used to determine whether to re-execute the preceding process 1 (the dimming process for the measured light amount: Japanese Patent Laid-Open No. 10-64980) performed in the subsequent step 103. Used.

したがってこの際、各サンプルショット(S01〜S04)及びサンプルショット間移動中の反射率を、面位置検出装置14から制御装置13内に設けたタイミング管理部170で受け取り、データベースへ記録する。本実施例においては、図5で与えられるグローバルアライメントのサンプルショットS01→S02の移動間を含む反射光量、同様にS02→S03移動間を含む反射光量、S03→S04移動間を含む反射光量をそれぞれ記録する。また、データベース部では、前回計測時の反射光量との変化率をモニタする。   Therefore, at this time, each sample shot (S01 to S04) and the reflectance during movement between sample shots are received from the surface position detection device 14 by the timing management unit 170 provided in the control device 13 and recorded in the database. In the present embodiment, the amount of reflected light including the movement of the sample shots S01 → S02 of the global alignment given in FIG. 5, the amount of reflected light including the movement of S02 → S03, and the amount of reflected light including the movement of S03 → S04 are respectively shown. Record. The database unit monitors the rate of change from the amount of reflected light at the previous measurement.

先行処理実行判定部150は、この変化率があらかじめ設定してある閾値(閾値a)を超えた場合には、面位置計測のための計測調光値に変化が生じたと判断し、先行処理再実行の判定フラグを立てる。また、この変化率があらかじめ設定してある閾値(閾値b)を超えた場合には、先行処理の再計測自体を行わず、データベースに記録されている補正値を、例えば前回よりも反射光量が増加していた場合は計測光量を変化量に応じて減少させる、反射光量が減少していた場合には、計測光量を変化量に応じて増加させるよう書き換える。   When the change rate exceeds a preset threshold value (threshold value a), the preceding process execution determination unit 150 determines that the measurement dimming value for the surface position measurement has changed, and restarts the preceding process. Set the execution judgment flag. If this rate of change exceeds a preset threshold value (threshold value b), the re-measurement of the preceding process itself is not performed, and the correction value recorded in the database is changed, for example, by the amount of reflected light from the previous time. If it is increased, the measured light quantity is reduced according to the amount of change, and if the reflected light quantity is reduced, the measured light quantity is rewritten so as to be increased according to the amount of change.

図9は、サンプルショットS01→S02間のあるポイントPにおけるデータベースに記録された反射光量差の推移を示す。図9では、計測回数がi+4回目のグローバルアライメント計測時に閾値aを超え、この時先行処理の再実行が判定される。   FIG. 9 shows the transition of the reflected light amount difference recorded in the database at a certain point P between the sample shots S01 → S02. In FIG. 9, the number of measurements exceeds the threshold value a at the time of the (i + 4) th global alignment measurement, and at this time, it is determined to re-execute the preceding process.

また、上記説明ではデータベースの値を書き換えているが、閾値bを超えた場合に先行処理再実行の判定フラグを立て、この際に取得した変化量に応じて、次回先行処理1計測時における該物体面の調光値を予測しておき、先行処理1の計測に要する時間を短縮したり、先行処理1の結果の妥当性を判断してもよい。   In the above description, the value of the database is rewritten, but when the threshold value b is exceeded, a determination flag for re-execution of the preceding process is set, and according to the amount of change obtained at this time, The dimming value of the object surface may be predicted to reduce the time required for the measurement of the preceding process 1 or determine the validity of the result of the preceding process 1.

次に、被露光領域内の複数ポイントで、その面位置を測定するために、制御装置13内に設けたタイミング管理部170にて特開平10−64980号公報で提案されている、露光時計測光の最適光量を検出するための調光処理(先行処理1)を実施する/しないの判定(ステップ103)を行う。   Next, in order to measure the surface position at a plurality of points in the exposed area, the measurement light at the time of exposure proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-64980 by the timing management unit 170 provided in the control device 13 is used. It is determined (step 103) whether or not to perform the dimming process (preceding process 1) for detecting the optimum light quantity.

170のタイミング管理部では、ステップ151にて現在記録されているデータの解析を行う。ここで、先行処理1を実施する/しないの判定を図7のフローチャートにより決定する。図7で、ステップ301〜ステップ305に示される条件に基づき判断を行い、全ての条件を満たした場合にはステップ306にて、先行処理不実施の判断を下す。   The timing management unit 170 analyzes the data currently recorded in step 151. Here, it is determined by the flowchart of FIG. In FIG. 7, a determination is made based on the conditions indicated in steps 301 to 305, and if all the conditions are satisfied, a determination is made in step 306 that the preceding process is not executed.

また、ステップ301〜ステップ305に示される条件の内、少なくとも1つの条件を満たさなかった場合は、ステップ307にて、先行処理再実施の判断を下す。   If at least one of the conditions indicated in steps 301 to 305 is not satisfied, a determination is made in step 307 to re-execute the preceding process.

先行処理1で実施が判断された場合はステップ152にて再計測を行い、ステップ153で結果をデータベースに記録する。   If it is determined in the preceding process 1, remeasurement is performed in step 152, and the result is recorded in the database in step 153.

次に、ステップ104にて、特願平9−045608号公報で提案されている面位置情報をオフセット管理するためのフォーカスオフセット計測行う。   Next, in step 104, focus offset measurement for offset management of surface position information proposed in Japanese Patent Application No. 9-045608 is performed.

露光中の面位置検出に必要な補正値が求まると、次に制御装置13はレーザ干渉計16を使って被露光領域の位置を正確に算出し、ステージ駆動装置12を使って、ステージ3の位置決め後、露光処理に入る(ステップ105)。   When the correction value necessary for detecting the surface position during exposure is obtained, the control device 13 then accurately calculates the position of the exposed region using the laser interferometer 16 and uses the stage driving device 12 to determine the position of the stage 3. After positioning, exposure processing is started (step 105).

ステップ105の露光処理では、新しく先行処理1で測定したデータ或いはデータベースに記録してある調光値を参照しながら、面位置検出装置14を使って被露光領域上における各計測点へ入射する光量を調整する。そして面位置検出装置14で計測した面位置情報と、ステップ104で測定したフォーカスオフセットから、被露光領域と投影レンズ系1の結像面の位置ズレ量とを算出し、ステージ駆動装置12を使ってステージ3を駆動させながら露光を行う。   In the exposure process of step 105, the light amount incident on each measurement point on the exposure area using the surface position detection device 14 while referring to the data measured in the preceding process 1 or the dimming value recorded in the database. Adjust. Then, from the surface position information measured by the surface position detection device 14 and the focus offset measured in step 104, the positional deviation amount between the exposure area and the imaging surface of the projection lens system 1 is calculated, and the stage driving device 12 is used. Then, exposure is performed while the stage 3 is driven.

図2は、本実施例における制御装置13内に設けられた、先行処理タイミング管理部の概略を示す。ステップ102及びステップ104で、先行処理判定が指令される(160)と、データ解析部161にて、データベース162に記録されたデータの解析を行う。データ解析部161では、図7で示されるフローチャートに従って、ステップ301でエラーが発生したか、ステップ302で指定時間経過したか、ステップ303で指定枚数処理したか、またはステップ103にてモニタされた、グローバルアライメント時の光量データ(ステップ304)や、ウエハ反射率変化量(ステップ305)の閾値aで与えられるフラグの少なくとも1つの条件を満たさなかった場合、ステップ307によって先行処理の再計測機会を判定する。再計測判定が出ると、再度先行処理を実行し、露光中に反映される計測結果を基にデータベースの値を更新する。   FIG. 2 shows an outline of a preceding process timing management unit provided in the control device 13 in the present embodiment. In step 102 and step 104, when the advance processing determination is instructed (160), the data analysis unit 161 analyzes the data recorded in the database 162. In the data analysis unit 161, according to the flowchart shown in FIG. 7, whether an error has occurred in step 301, whether a specified time has passed in step 302, specified number of sheets has been processed in step 303, or monitored in step 103. If at least one of the conditions given by the light amount data at the time of global alignment (step 304) and the threshold value a of the wafer reflectivity change amount (step 305) is not satisfied, the remeasurement opportunity of the preceding process is determined at step 307. To do. When the re-measurement determination is made, the preceding process is executed again, and the database value is updated based on the measurement result reflected during exposure.

上記処理をロット内の全ウエハに対して行った後、ステップ106にて露光ロットを交換し、全ロットが終了した場合、露光を終了する。   After the above processing is performed on all the wafers in the lot, the exposure lot is exchanged in step 106, and when all the lots are completed, the exposure is terminated.

ここで実施例1においては、ステップ103のグローバルアライメント時に取得可能な反射光量情報を、先行処理再計測の判定やデータベースに登録されている補正値の修正に使用しているが、例えば露光処理中の反射光量等、他処理中に取得可能な情報から同様の処理を行っても良い。   In the first embodiment, the reflected light amount information that can be acquired at the time of the global alignment in step 103 is used for the determination of the previous process remeasurement or the correction of the correction value registered in the database. Similar processing may be performed from information that can be acquired during other processing, such as the amount of reflected light.

次に、本発明による第2の実施形態による露光処理の方法を、フローチャート図3、図7および図8を用いて説明する。   Next, an exposure processing method according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to flowcharts FIG. 3, FIG. 7, and FIG.

まず、あるロットの露光が開始された(ステップ200)際、ステップ201にて、ロット先頭ウエハが選択される。   First, when exposure of a certain lot is started (step 200), in step 201, a lot leading wafer is selected.

次に、ステップ202にて、制御装置13は、事前に設定されたサンプルショット情報に基づき、図5に示すような各サンプルショット(S01〜S04)上に配置されたアライメントマーク位置検出装置20から検出位置を受け取り、グローバルアライメントを行う。   Next, in step 202, the control device 13 starts from the alignment mark position detection device 20 arranged on each sample shot (S01 to S04) as shown in FIG. 5 based on the sample shot information set in advance. Receives the detection position and performs global alignment.

次にステップ203で、露光時計測光の最適光量を検出するための調光処理を行う。   Next, in step 203, a light control process for detecting the optimum light amount of the measurement light at the time of exposure is performed.

先行処理実行判定部150は、それぞれの先行処理毎に、該先行処理以前に実行された計測等の処理中に得られる情報から、該先行処理再実行の判定方法を変更する。本実施例2においては、ステップ203の計測光の調光処理時に得られる情報が、以後のステップ204で実施される先行処理2(面位置情報のオフセット管理:特願平9−045608号公報)の再実行判定に利用される。   For each preceding process, the preceding process execution determination unit 150 changes the determination method for the preceding process re-execution from information obtained during processing such as measurement performed before the preceding process. In the second embodiment, the information obtained during the dimming process of the measurement light in step 203 is the preceding process 2 performed in the subsequent step 204 (surface position information offset management: Japanese Patent Application No. 9-045608). Used to determine whether to re-execute.

本実施例ではこの際、計測されるサンプルショット内の反射率分布から、サンプルショット内の高反射率位置(異常計測値位置)を閾値処理等の手段により求めて、面位置検出装置14から制御装置13内に設けたタイミング管理部170で受け取り、データベースに記録する。この時、求められた高反射率位置が一定量移動した場合、或いは反射光量があらかじめ設定してある閾値(閾値c)を超えた場合には、面位置計測の先行処理2の再計測実行フラグを立てる。   In this embodiment, at this time, from the reflectance distribution in the sample shot to be measured, a high reflectance position (abnormal measurement value position) in the sample shot is obtained by means such as threshold processing and is controlled from the surface position detection device 14. The data is received by the timing management unit 170 provided in the apparatus 13 and recorded in the database. At this time, when the obtained high reflectance position moves by a certain amount, or when the amount of reflected light exceeds a preset threshold value (threshold value c), the remeasurement execution flag of the surface position measurement preceding process 2 Stand up.

また、高反射率位置の反射光量があらかじめ設定してある閾値(閾値d)を超えた場合には、先行処理2の再実行を行わずにデータベースに記録されている補正量を、高反射率位置の変位または変化量に応じて書き換える(図8のステップ351および352)。   Further, when the amount of reflected light at the high reflectance position exceeds a preset threshold value (threshold value d), the correction amount recorded in the database without performing re-execution of the preceding process 2 is changed to the high reflectance. Rewriting is performed according to the displacement or change amount of the position (steps 351 and 352 in FIG. 8).

上記説明ではデータベースの値を書き換えているが、閾値dを超えた場合に先行処理再実行の判定フラグを立て、この際に取得した変化量に応じて、次回先行処理2計測時における該物体面の調光値を予測しておき、先行処理2の計測に要する時間を短縮したり、先行処理2の結果の妥当性を判断してもよい。   In the above description, the value of the database is rewritten, but when the threshold value d is exceeded, a determination flag for re-execution of the preceding process is set, and the object plane at the time of the next preceding process 2 measurement according to the amount of change acquired at this time The dimming value may be predicted, and the time required for the measurement of the preceding process 2 may be shortened, or the validity of the result of the preceding process 2 may be determined.

次に、制御装置13内に設けたタイミング管理部170にて、特願平9−045608号公報で提案されている面位置情報をオフセット管理するためのフォーカスオフセット計測(先行処理2)を、実施する/しないの判定(ステップ204)を行う。   Next, focus offset measurement (preceding process 2) for offset management of surface position information proposed in Japanese Patent Application No. 9-045608 is performed by the timing management unit 170 provided in the control device 13. It is determined whether or not to perform (step 204).

170のタイミング管理部では、ステップ251にて現在記録されているデータの解析を行う。   The timing management unit 170 analyzes the data currently recorded in step 251.

ここで、先行処理1を実施する/しないの判定を図7のフローチャートにより決定する。図7で,ステップ301〜ステップ305に示される条件に基づき判断を行い、全ての条件を満たした場合にはステップ306にて、先行処理不実施の判断を下す。   Here, it is determined by the flowchart of FIG. In FIG. 7, a determination is made based on the conditions indicated in steps 301 to 305, and if all the conditions are satisfied, a determination is made in step 306 that the preceding process is not executed.

また、ステップ301〜ステップ305に示される条件の内、少なくとも1つの条件を満たさなかった場合は、ステップ307にて、先行処理再実施の判断を下す。   If at least one of the conditions indicated in steps 301 to 305 is not satisfied, a determination is made in step 307 to re-execute the preceding process.

先行処理2実施が判断された場合はステップ252にて再計測を行い、ステップ253で結果をデータベースに記録する。   If execution of the preceding process 2 is determined, remeasurement is performed in step 252 and the result is recorded in the database in step 253.

先行処理によって、露光中の面位置検出に必要な補正値が求まると、次に制御装置13はレーザ干渉計16を使って被露光領域の位置を正確に算出し、ステージ駆動装置12を使って、ステージ3の位置決め後、露光処理に入る(ステップ205)。   When the correction value necessary for detecting the position of the surface during exposure is obtained by the preceding process, the control device 13 calculates the position of the exposure area accurately using the laser interferometer 16 and uses the stage driving device 12. After the stage 3 is positioned, the exposure process is started (step 205).

ステップ205の露光処理では、ステップ202で測定したデータを参照しながら、面位置検出装置14を使って被露光領域上における各計測点へ入射する光量を調整する。そして面位置検出装置14で計測した面位置情報と、先行処理2で測定したフォーカスオフセットから、被露光領域と投影レンズ系1の結像面の位置ズレ量とを算出し、ステージ駆動装置12を使ってステージ3を駆動させながら露光を行う。   In the exposure process of step 205, the light amount incident on each measurement point on the exposure area is adjusted using the surface position detection device 14 while referring to the data measured in step 202. Then, from the surface position information measured by the surface position detection device 14 and the focus offset measured in the preceding process 2, the positional deviation amount between the exposure area and the imaging surface of the projection lens system 1 is calculated, and the stage driving device 12 is operated. The exposure is performed while the stage 3 is being driven.

上記処理をロット内の全ウエハに対して行った後、ステップ106にて露光ロットを交換し、全ロットが終了した場合、露光を終了する。   After the above processing is performed on all the wafers in the lot, the exposure lot is exchanged in step 106, and when all the lots are completed, the exposure is terminated.

実施例2においては、ステップ203の調光処理時に取得可能なショット内の反射率分布を、先行処理再計測の判定やデータベースに登録されている補正値の修正に使用しているが、これに限らず露光処理中の反射光量等、他処理中に取得可能な情報から同様の処理を行っても良い。   In the second embodiment, the reflectance distribution in the shot that can be acquired during the dimming process in step 203 is used for the determination of the re-measurement of the preceding process and the correction of the correction value registered in the database. The same processing may be performed from information that can be acquired during other processing, such as the amount of reflected light during the exposure processing.

また、上記修正を行う頻度、または修正量から図7に示す判定の、各設定パラメータの値を更新してもよい。例えば、修正頻度が大きく、また修正量が大きい場合は、先行処理再実施の判定のための設定時間、許容エラー回数、設定枚数、設定閾値の少なくとも1つをより厳しく設定することで、より効果的なタイミングで先行処理が行える。   Further, the value of each setting parameter in the determination shown in FIG. 7 may be updated from the frequency of correction or the correction amount. For example, when the correction frequency is large and the correction amount is large, it is more effective to set at least one of the set time, the allowable error count, the set number of sheets, and the set threshold for determining whether to perform the preceding process again more strictly. Precise processing can be performed at appropriate timing.

本発明において、実施形態1と実施形態2では先行処理1と先行処理2を別々に管理しているが、上記先行処理の少なくとも1つ或いは両方を含む、他の先行処理に対しても、同様の手法により計測タイミングの管理が行える。   In the present invention, in the first and second embodiments, the preceding process 1 and the preceding process 2 are managed separately, but the same applies to other preceding processes including at least one or both of the preceding processes. Measurement timing can be managed by this method.

本発明の第1の実施形態に依る露光シーケンスを示すフローチャートThe flowchart which shows the exposure sequence by the 1st Embodiment of this invention. 本発明の実施形態に依る、先行処理実行タイミング管理フロー図Flow chart for managing the execution timing of preceding processes according to the embodiment of the present invention 本発明の第2の実施形態に依る露光シーケンスを示すフローチャートThe flowchart which shows the exposure sequence by the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の実施形態に依る投影露光装置の要部を示す概略図Schematic showing the main part of a projection exposure apparatus according to an embodiment of the present invention 本発明の実施形態に依る投影露光装置における、ウエハ上の被露光領域と、計測オフセットのサンプルショット配置を示す説明図Explanatory drawing which shows the sample shot arrangement | positioning of the to-be-exposed area | region on a wafer, and a measurement offset in the projection exposure apparatus by embodiment of this invention 本発明の実施形態に依る投影露光装置における、ウエハ上の計測点と、露光エリアの関係を示す説明図Explanatory drawing which shows the relationship between the measurement point on a wafer, and exposure area in the projection exposure apparatus by embodiment of this invention 本発明の実施形態に依る、タイミング判定処理のフローを示す図The figure which shows the flow of a timing determination process according to embodiment of this invention. 本発明の第二の実施形態に依る、先行処理不実行の際に行う、面位置検出時の補正値の修正処理を示すフロー図The flowchart which shows the correction process of the correction value at the time of the surface position detection performed at the time of prior process non-execution according to 2nd embodiment of this invention 本発明の実施形態に依る、図5に示すサンプルショットS01→S02間のあるポイントPにおける、データベースに記録された反射光量差の推移を示す図The figure which shows transition of the reflected light amount difference recorded on the database in the point P between sample shot S01-> S02 shown in FIG. 5 according to embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 投影レンズ系
2 ウエハ
3 ウエハステージ
4 ウエハ表面位置検出用の高輝度光源
5 照明用レンズ
6 ピンホールを持つマスク
7 結像レンズ
8、9 折り曲げミラー
10 検出レンズ
11 ウエハ表面位置検出用の位置検出素子
12 ステージ駆動装置
13 制御装置
14 面位置検出装置
15 レーザ反射ミラー
16 レーザ干渉計
17 ハーフミラー
18 アライメントマーク検出用の高輝度光源
19 アライメントマーク検出用の位置検出素子
20 アライメントマーク位置検出装置
21 レチクルパターンの投影領域
24 アライメントマーク
30 被露光領域
61〜65 ウエハ表面位置検出用の検出光光束
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Projection lens system 2 Wafer 3 Wafer stage 4 High brightness light source 5 for wafer surface position detection Illumination lens 6 Mask with pinhole 7 Imaging lens 8, 9 Bending mirror 10 Detection lens 11 Position detection for wafer surface position detection Element 12 Stage drive device 13 Control device 14 Surface position detection device 15 Laser reflection mirror 16 Laser interferometer 17 Half mirror 18 High-intensity light source 19 for alignment mark detection Position detection device 20 for alignment mark detection Alignment mark position detection device 21 Reticle Pattern projection area 24 Alignment mark 30 Exposed areas 61-65 Detection light beam for wafer surface position detection

Claims (6)

投影光学系の結像面近傍の物体面を、該物体面上の面位置を検出する位置検出手段を使用し、該投影光学系の焦点面に合焦する露光方法を備えた露光装置において、露光時にあらかじめ設定される該物体面の最適フォーカス面の検出に必要な設定値を得るための、露光に先駆けてあらかじめ実行される複数の先行処理の実行タイミング、及び露光前の先行処理で求められる該物体面の最適フォーカス面検出のための補正量を、記憶、管理する機構を備えることを特徴とする露光装置。   In an exposure apparatus provided with an exposure method for focusing an object plane in the vicinity of an imaging plane of a projection optical system on a focal plane of the projection optical system using a position detection unit that detects a surface position on the object plane. It is obtained by the execution timing of a plurality of preceding processes executed in advance prior to exposure and the preceding processes before exposure in order to obtain a set value necessary for detecting the optimum focus plane of the object plane set in advance at the time of exposure. An exposure apparatus comprising a mechanism for storing and managing a correction amount for detecting an optimum focus plane of the object plane. 請求項1に記載の露光装置において、露光時にあらかじめ設定される該物体面の最適フォーカス面の検出に必要な設定値を得るための、露光に先駆けてあらかじめ実行される複数の先行処理の実行タイミングを、直前或は以前おこなわれた任意の先行処理シーケンス中、或いは露光処理中に取得可能な露光経過時間、被露光物体の延べ露光枚数、延べ露光回数、露光中のエラー発生率、或は他処理実行中に計算した被露光物体の反射率変化で与えられる値の、少くとも1つ以上の条件を組み合わせることによって判定することを特徴とする露光装置。   2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein a plurality of preceding processes are executed in advance prior to exposure to obtain a set value necessary for detecting an optimum focus plane of the object plane set in advance at the time of exposure. The exposure elapsed time, the total number of exposures of the object to be exposed, the total number of exposures, the error occurrence rate during exposure, etc., during any preceding processing sequence that was performed immediately before or before, or during the exposure process An exposure apparatus for determining by combining at least one condition of a value given by a change in reflectance of an object to be exposed calculated during processing. 請求項2に記載の露光装置において、露光経過時間、被露光物体の延べ露光枚数、延べ露光回数、露光中のエラー発生率、或は他処理実行中に計算した、被露光物体の反射率変化で与えられる条件から前記先行処理の実行タイミングを判定するためのパラメータを、任意に設定できることを特徴とした露光装置。   3. The exposure apparatus according to claim 2, wherein the exposure elapsed time, the total number of exposures of the object to be exposed, the total number of exposures, the error occurrence rate during exposure, or the change in reflectance of the object to be exposed calculated during execution of other processing. An exposure apparatus characterized in that a parameter for determining the execution timing of the preceding process can be arbitrarily set from the conditions given in (1). 請求項3に記載の露光装置において、前回計測値或いは他処理実行中に取得可能な請求項2に記載の各種測定値の変化量から、次回先行処理実行タイミングを判定するための前記パラメータ値を修正できることを特徴とする露光装置。   4. The exposure apparatus according to claim 3, wherein the parameter value for determining the next preceding process execution timing is determined from the amount of change of various measurement values according to claim 2 that can be acquired during the previous measurement value or other process execution. An exposure apparatus characterized in that it can be corrected. 請求項2に記載の露光装置において、先行処理を行わない際も、前回計測値或いは他処理実行中に取得可能な請求項2に記載の各種測定値を用いて、前記先行処理実行タイミング管理機構に記憶されている該物体面の面位置検出のための補正量を修正することを特徴とする露光装置。   3. The exposure process execution timing management mechanism according to claim 2, wherein the preceding process execution timing management mechanism is obtained by using the previous measurement value or various measurement values according to claim 2 that can be acquired during execution of another process even when the preceding process is not performed. An exposure apparatus for correcting a correction amount for detecting the surface position of the object plane stored in the apparatus. 請求項2に記載の露光装置において、前回計測値或いは他処理実行中に取得可能な請求項2に記載の各種測定値の変化量から、次回計測時における該物体面の、面位置検出のための補正量の変化を予測することを特徴とする露光装置。   The exposure apparatus according to claim 2, for detecting the surface position of the object surface at the time of next measurement from the previous measurement value or the amount of change of various measurement values according to claim 2 that can be acquired during other processing. An exposure apparatus that predicts a change in the correction amount.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013235990A (en) * 2012-05-09 2013-11-21 Canon Inc Lithography apparatus and article production method

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