JP2007287817A - Method of calibrating aligner and aligner - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、半導体素子、液晶表示素子等のマイクロデバイスをリソグラフィ工程で製造するための露光装置の較正方法及び該露光装置の較正方法により較正された露光装置に関するものである。 The present invention relates to an exposure apparatus calibration method for manufacturing microdevices such as semiconductor elements and liquid crystal display elements in a lithography process, and an exposure apparatus calibrated by the exposure apparatus calibration method.
近年、半導体素子回路の微細化に伴い、解像力を更に向上させるために、短い波長(11〜14nm)のEUV(Extreme Ultra Violet)光を使用した投影リソグラフィ技術が開発されている。この波長域では、従来のレンズのような透過屈折型の光学素子を使用できず、ミラー等の反射型の光学素子を使用し、マスクも反射型マスクを用いる(例えば、特許文献1参照)。
ところで、半導体素子等を製造するための露光装置においては、高い露光精度を維持するために、ウエハ等の感応基板上を照明する露光領域の照度分布を制御する必要がある。露光領域の照度分布を検出する方法としては、上述のEUV用露光装置において、反射型マスクを載置するマスクステージ上に既知の反射率を有する基準板を備え、基準板の反射面により反射されたEUV光の照度を計測することが考えられる。 By the way, in an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element or the like, it is necessary to control the illuminance distribution of an exposure region that illuminates a sensitive substrate such as a wafer in order to maintain high exposure accuracy. As a method for detecting the illuminance distribution in the exposure region, in the above-described EUV exposure apparatus, a reference plate having a known reflectance is provided on the mask stage on which the reflective mask is placed, and is reflected by the reflection surface of the reference plate. It is conceivable to measure the illuminance of the EUV light.
基準板の反射面はEUV光に対して高い反射率を有する多層膜を形成する必要がある。しかし、基準板の使用を重ねていくうちに反射面へのコンタミネーションの付着や多層膜の変質等により反射面の反射率が変化する可能性がある。また、反射面の反射率は基準板の反射面内で一様に変化するとは限らず、EUV光の照射頻度や照度等の様々な要因に応じて反射面上での反射率の変化にムラが生じる可能性がある。したがって、露光領域の照度分布を正確に検出することができなくなるという問題が考えられる。 The reflective surface of the reference plate needs to form a multilayer film having a high reflectance with respect to EUV light. However, as the reference plate is used repeatedly, the reflectance of the reflecting surface may change due to adhesion of contamination to the reflecting surface, alteration of the multilayer film, or the like. In addition, the reflectance of the reflecting surface does not necessarily change uniformly within the reflecting surface of the reference plate, and the variation in reflectance on the reflecting surface varies depending on various factors such as EUV light irradiation frequency and illuminance. May occur. Therefore, there is a problem that the illuminance distribution in the exposure area cannot be accurately detected.
この発明の課題は、ウエハ等の感応基板面上の露光領域内の照度分布を正確に検出することができる露光装置の較正方法及び該露光装置の較正方法により較正された露光装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an exposure apparatus calibration method capable of accurately detecting an illuminance distribution in an exposure region on a sensitive substrate surface such as a wafer, and an exposure apparatus calibrated by the exposure apparatus calibration method. It is.
この発明の露光装置の較正方法は、反射型マスク(M)に形成されたパターンを感応基板(W)上に転写する露光装置の較正方法であって、前記反射型マスク(M)と同一平面上に設置されている基準板(37)の反射面により反射された光を用いた前記感応基板(W)面上の照度分布を計測する第1計測工程(S10)と、基準となる反射面を有する較正用マスクをマスクステージ(55)に載置する載置工程(S11)と、前記載置工程(S11)により載置された前記較正用マスクの反射面により反射された光を用いた前記感応基板(W)上の照度分布を計測する第2計測工程(S12)と、第1記憶部(52)に記憶されている較正用マスクの反射面の反射率分布と、前記第2計測工程(S12)により計測された前記較正用マスクの反射面により反射された光を用いた前記感応基板(W)面上の照度分布とを用いて、前記露光装置が有する照度分布を算出する照度分布算出工程(S13)と、前記照度分布算出工程(S13)により算出された前記露光装置が有する照度分布と、前記第1計測工程(S10)により計測された前記基準板(37)の反射面により反射された光を用いた前記感応基板(W)面上の照度分布とを用いて、前記基準板(37)の反射面の反射率分布を算出する反射率分布算出工程(S14)と、第2記憶部(52)に記憶されている前記基準板(37)の反射面の反射率分布を前記反射率分布算出工程(S14)により算出された前記基準板(37)の反射面の反射率分布に更新する更新工程(S15)とを含むことを特徴とする。 An exposure apparatus calibration method according to the present invention is an exposure apparatus calibration method for transferring a pattern formed on a reflective mask (M) onto a sensitive substrate (W), and is flush with the reflective mask (M). A first measurement step (S10) for measuring the illuminance distribution on the surface of the sensitive substrate (W) using light reflected by the reflection surface of the reference plate (37) installed on the reference plate (37), and a reference reflection surface; A calibration step having a calibration mask is placed on the mask stage (55), and the light reflected by the reflection surface of the calibration mask placed in the placement step (S11) is used. A second measurement step (S12) for measuring the illuminance distribution on the sensitive substrate (W), the reflectance distribution of the reflection surface of the calibration mask stored in the first storage unit (52), and the second measurement. The calibration mask measured in step (S12) Illuminance distribution calculating step (S13) for calculating the illuminance distribution of the exposure apparatus using the illuminance distribution on the sensitive substrate (W) surface using the light reflected by the reflecting surface, and the illuminance distribution calculating step The sensitive substrate (W) using the illuminance distribution of the exposure apparatus calculated in (S13) and the light reflected by the reflecting surface of the reference plate (37) measured in the first measurement step (S10). ) The reflectance distribution calculating step (S14) for calculating the reflectance distribution of the reflecting surface of the reference plate (37) using the illuminance distribution on the surface, and the second memory (52) stored in the second memory unit (52). An updating step (S15) for updating the reflectance distribution of the reflecting surface of the reference plate (37) to the reflectance distribution of the reflecting surface of the reference plate (37) calculated by the reflectance distribution calculating step (S14). It is characterized by that.
また、この発明の露光装置は、所定のパターンを感応基板(W)上に転写する露光装置において、この発明の露光装置の較正方法により更新される前記基準板(37)の反射面の反射率分布を記憶する記憶部(52)と、前記感応基板(W)上の照度分布を計測する照度計測部(38)と、前記記憶部(52)に記憶されている前記基準板(37)の反射面の反射率分布と、前記基準板(37)により反射され前記感応基板(W)上の露光領域を照射する光の照度分布とを用いて、前記露光装置が有する照度分布を算出する算出部(51)とを備えることを特徴とする。 The exposure apparatus of the present invention is an exposure apparatus for transferring a predetermined pattern onto a sensitive substrate (W), and the reflectance of the reflecting surface of the reference plate (37) updated by the calibration method of the exposure apparatus of the present invention. A storage unit (52) for storing the distribution, an illuminance measurement unit (38) for measuring the illuminance distribution on the sensitive substrate (W), and the reference plate (37) stored in the storage unit (52). Calculation for calculating the illuminance distribution of the exposure apparatus using the reflectance distribution of the reflecting surface and the illuminance distribution of the light reflected by the reference plate (37) and irradiating the exposure area on the sensitive substrate (W). Part (51).
この発明の露光装置の較正方法によれば、較正用マスクを用いて経時的な基準板の反射面の反射率の変化を把握することができるため、基準板を用いて露光装置が有する照度分布を正確に検出することができる。また、新たな基準板に交換する回数を減少させることができるため、交換コストを低減することができる。 According to the calibration method of the exposure apparatus of the present invention, it is possible to grasp the change in the reflectance of the reflection surface of the reference plate over time using the calibration mask, and therefore the illuminance distribution of the exposure apparatus using the reference plate Can be accurately detected. In addition, since the number of times of replacement with a new reference plate can be reduced, the replacement cost can be reduced.
また、この発明の露光装置によれば、この発明の露光装置の較正方法により更新された基準板の反射面の反射率分布を記憶する記憶部を備えているため、基準板を用いて露光装置が有する照度分布を正確に検出することができ、良好な露光を行なうことができる。 In addition, according to the exposure apparatus of the present invention, the exposure apparatus includes the storage unit that stores the reflectance distribution of the reflection surface of the reference plate updated by the calibration method of the exposure apparatus of the present invention. It is possible to accurately detect the illuminance distribution possessed by and to perform good exposure.
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態にかかる露光装置について説明する。図1は、実施の形態にかかる露光装置の概略構成を示す図である。また、以下の説明においては、図1中に示したXYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。XYZ直交座標系は、X軸及びY軸が感応基板としてのウエハWに対して平行となるよう設定され、Z軸がウエハWに対して直交する方向に設定されている。この実施の形態では、マスクとウエハをほぼ縮小倍率に応じた速度で同期移動させながら露光を行う走査型の露光装置を用いた例を説明する。この同期移動させる方向を走査方向と呼び、Y方向に設定している。 An exposure apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an exposure apparatus according to the embodiment. In the following description, the XYZ orthogonal coordinate system shown in FIG. 1 is set, and the positional relationship of each member will be described with reference to this XYZ orthogonal coordinate system. The XYZ orthogonal coordinate system is set so that the X axis and the Y axis are parallel to the wafer W as the sensitive substrate, and the Z axis is set in a direction orthogonal to the wafer W. In this embodiment, an example using a scanning type exposure apparatus that performs exposure while moving the mask and wafer synchronously at a speed substantially corresponding to the reduction magnification will be described. This direction of synchronous movement is called the scanning direction and is set in the Y direction.
EUV光源31から射出したEUV光32は、照明光学系33を構成し、コリメータミラーとして作用する凹面反射鏡34を介してほぼ平行光束となり、オプティカルインテグレータ35に入射する。オプティカルインテグレータ35は、入射側フライアイミラー35a及び射出側フライアイミラー35bを備えている。入射側フライアイミラー35aは並列に配列され円弧状の形状を有する多数の要素ミラーにより構成されており、その入射面は後述するマスクM及びウエハW面と光学的に共役な位置またはその近傍に配置されている。入射側フライアイミラー35aに入射したEUV光は、入射側フライアイミラー35aの各要素ミラーにより波面分割される。
The EUV
入射側フライアイミラー35aに入射したEUV光は、入射側フライアイミラー35aにより反射され、射出側フライアイミラー35bに入射する。射出側フライアイミラー35bは、並列に配列され矩形の形状を有する多数の要素ミラーにより構成されており、その射出面は後述する投影光学系PLの瞳位置と光学的に共役な位置またはその近傍に配置されている。入射側フライアイミラー35aの各要素ミラーにより反射されたEUV光は、射出側フライアイミラー35bの各要素ミラーに入射する。したがって、射出側フライアイミラー35bの射出側またはその近傍には、射出側フライアイミラー35bを構成する要素ミラーの数に応じた多数の集光点が形成され、二次光源が形成される。
The EUV light incident on the incident-side fly-
射出側フライアイミラー35bにより反射されたEUV光は、平面反射鏡36により偏向され、露光領域規定部材1の細長い円弧状の視野制限スリットSを通過して、反射型マスクM上に円弧状の照明領域を形成する。
The EUV light reflected by the exit-side fly-
図2は、露光領域規定部材1の構成を示す図である。露光領域規定部材1は、マスクMと投影光学系PLとの間に配置され、ウエハW上の露光領域を規定する円弧状の視野制限スリットSを有している。この円弧状の視野制限スリットSをEUV光が通過することにより、周囲のEUV光が遮蔽され、ウエハW上の露光領域が視野制限スリットSとほぼ相似形の円弧状となる。なお、ウエハW上に導かれるEUV光による露光領域が所定形状に規定されていればよいため、EUV光がマスクMにより反射される前にEUV光を視野制限スリットSによって制限するように構成してもよいし、EUV光がマスクMにより反射された後にEUV光を視野制限スリットSによって制限するように構成してもよい。なお、この実施の形態にかかる露光領域は、円弧状に規定されているが、他の形状を有するようにしてもよい。
FIG. 2 is a view showing the configuration of the exposure
また、露光領域規定部材(調整部)1は、図2に示すように、複数の部材1a及び1bを櫛状に配置させて構成されている。部材1aのそれぞれにはアクチュエータ2が接続されており、各部材1aは個々にY方向に移動可能に構成されている。各部材1aは、移動制御装置51から出力された駆動信号に基づいて、アクチュエータ2により例えば図3に示すようにY方向に個々に移動する。
Further, as shown in FIG. 2, the exposure region defining member (adjustment unit) 1 is configured by arranging a plurality of
このように、各部材1aを移動させ、視野制限スリットSの形状、即ち走査方向における所定の位置の幅を変化させることにより、露光量分布を変えることができる。したがって、露光時におけるウエハW上の露光領域内において照度分布が発生した場合、視野制限スリットSの走査方向における所定の位置の幅を適切に変更することにより、照度分布を補正し、かつ露光量分布を補正することができる。
In this way, the exposure amount distribution can be changed by moving each
マスクMを載置するマスクステージ55は、Y方向(走査方向)に大きく移動可能に構成されている。また、マスクステージ55は、X方向に微小量移動可能に構成されており、かつZ方向及びX,Y,Z軸まわりの回転方向に移動可能に構成されている。また、マスクステージ55には、ウエハW上の露光領域を照射するEUV光の照度分布を検出するための既知の反射率分布を有する基準板37が設置されている。基準板37の反射面はEUV光に対して高い反射率を有する多層膜により構成されている。なお、基準板37の反射面の反射率分布は、予め図示しない入力部等から入力され、記憶部52に記憶されている。この例では、基準板37の反射率分布を予め測定したが、これは必ずしも必要ではなく、後述する較正用マスクの反射率分布を用いた較正の際に測定してもよい。
The
マスクMにより反射されたEUV光は、複数の反射鏡(図1において例示的に6つの反射鏡M1〜M6)からなる投影光学系PLを介して、ウエハW上にマスクMのパターンの像を形成し、マスクMのパターンはウエハW上に転写される。ウエハWはウエハステージ56に搭載され、ウエハステージ56はX,Y,Zの各軸方向及び各軸まわりの回転方向に移動可能に構成されている。
The EUV light reflected by the mask M forms an image of the pattern of the mask M on the wafer W via the projection optical system PL composed of a plurality of reflecting mirrors (six exemplary reflecting mirrors M1 to M6 in FIG. 1). The pattern of the mask M is formed and transferred onto the wafer W. The wafer W is mounted on the
また、ウエハステージ56には、基準板37により反射され、ウエハW上の露光領域を照射するEUV光の照度分布を検出する照度センサ(照度計測部)38が設置されている。照度センサ38はウエハ面と同一面に配置されることによって、ウエハ面上の照度分布を計測することが可能となる。照度センサ38は、照明光学系33を介したEUV光により照明された基準板37の反射面R内の照明領域I(図4参照)により反射され、投影光学系PLを介したEUV光により形成されるウエハW上の露光領域A(図5参照)内の照度を計測する。具体的には、照度センサ38を搭載しているウエハステージ56をX,Y方向に二次元的に移動させ、露光領域内におけるX,Y方向の各計測点の照度を計測する。照度センサ38による検出結果は、制御装置51に対して出力される。
The
なお、この実施の形態においては、1つの照度センサ38を備えているが、2つ以上の照度センサを備えるようにしてもよい。例えば、複数の照度センサをX方向に一列に並べて配置し、ウエハステージ56をY方向に移動させつつ、ウエハW上の露光領域内の各計測点における照度を計測するようにしてもよいし、二次元的に複数配置してもよい。なお、ウエハステージ56上において照度センサ38を固定しているが、ウエハステージ56に対して相対的に移動可能に配置しても構わないし、ウエハステージ56とは独立した別のステージに配置し、このステージをX,Y方向に移動させる構成とすることも可能である。
In this embodiment, one
マスクステージ55及びウエハステージ56のXY方向の位置は、図示しない干渉計により各々測定される。干渉計による測定結果は制御装置51に対して出力され、制御装置51は、マスクステージ55及びウエハスエージ56に対して駆動信号57,58を出力する。制御装置51からの駆動信号57,58に基づいて、リニアモータやエアアクチュエータ等の図示しないアクチュエータによりマスクステージ55及びウエハステージ56は移動する。
The positions of the
まず、ウエハW上の露光領域内において発生する照度分布を検出し、走査露光時の照度分布ムラを補正する方法について説明する。制御装置51は、視野制限スリットSを通過したEUV光が基準板37を照明する位置にマスクステージ55を移動させると同時に、照度センサ38が基準板37により反射され投影光学系PLを介したEUV光により形成される露光領域A内の計測点C11(図5参照)における照度を検出することができるようにウエハステージ56を移動させる。そして、制御装置51は、照度センサ38により検出される計測点C11における照度を取得する。ウエハステージ56を−Y方向にステップ移動させながら、照度センサ38により検出される図5に示す計測点C21,C31,・・・Cn1における照度を取得する。
First, a method for detecting an illuminance distribution generated in an exposure area on the wafer W and correcting illuminance distribution unevenness during scanning exposure will be described. The
次に、制御装置51は、ウエハステージ56を+X方向にステップ移動させて、照度センサ38により検出される計測点Cn2における照度を取得し、ウエハステージ56を+Y方向にステップ移動させながら、照度センサ38により順次検出される図5に示す計測点C(n-1)2,・・・C22,C12における照度を取得する。同様に、ウエハステージ56をX,Y方向にステップ移動させながら、照度センサ38により順次検出される計測点における照度を取得し、露光領域A内における照度を取得する。本例ではY方向にn点の計測点を選びX方向にはm個の計測点を選んだが、この計測点の数は照度分布補正に要求される精度等を勘案して任意に定めればよい。なお、ウエハ面上の計測点C11〜Cnmは基準板37における計測点D11〜Dnm(図4参照)に対応する。また、計測点D11〜Dnmにおける各反射率はRA11〜RAnmと表し、各計測点C11〜Cnmにおける測定光強度をIMA11〜IMAnmと表し、各計測点C11〜Cnmにおいて基準板の反射率を100%とした時に計測されるべき測定光強度(露光装置が有する照度)をI11〜Inmとする。(なお、n,mは整数である)すると、各計測点における測定光強度は以下の式で表される。
Next, the
IMAij=Iij×RAij(i=1〜n、j=1〜m、n,mは整数)
各計測点D11〜Dnmの反射率RA11〜RAnmは前述の通り、事前に測定され、記憶部52に記憶されているため、各計測点の測定強度IMA11〜IMAnmから露光装置が有する照度I11〜Inmを求める事ができる。
IMA ij = I ij × RA ij (i = 1 to n, j = 1 to m, n and m are integers)
Reflectance RA 11 to RA nm of each measurement point D 11 to D nm are as described above, are measured in advance, because it is stored in the
次に、制御装置51は、同一のY座標を有する計測点における露光装置が有する照度Inmの積算値を求め、各積算値から走査露光を行う事によるX方向の照度分布を算出する。
Next, the
制御装置51は、算出した照度分布を補正するための露光領域規定部材1の各部材1aの移動量を算出し、算出結果に基づいて各部材1aを移動することにより視野制限スリットSの形状を変更する。例えば、照度を増大させる必要がある位置に配置されている部材1aを移動させることにより、視野制限スリットSの走査方向における幅を拡げる。また、照度を減少させる必要がある位置に配置されている部材1aを移動させることにより、視野制限スリットSの走査方向における幅を狭くする。なお、上述の説明では絶対的な照度Inmの値を求めた後に、各走査方向の照度を積算し、露光量がX方向に均一となるように露光領域規定部材1の各部材の移動量を決めている。しかし、露光量がX方向に添って均一となるように補正するためには、積算された照度の相対的なX方向の分布を求める事ができれば十分である。従って、各計測点D11〜Dnmの反射率RA11〜RAnmは絶対的な値が無くとも、相対的な反射率分布(つまり各計測点間の反射率の違い)が分かれば十分となる。従って、記憶部52に記憶される基準板37の反射率は、絶対的な値でも構わないし、相対的な値でも構わない。なお、本実施の形態では、照明ムラの補正を行うために、走査方向のスリット幅を例えば図3に示すように調整しているが、走査方向の積算した照度が走査方向と直交する方向で一定となればよいので、他の方法を用いてもよい。例えば、スリット幅を変える方法の他に、スリット内に構造物を挿入したり、露光領域内の透過率分布を可変にする装置を導入したりする等様々な方法を用いる事ができる。
The
ところで、露光装置においては高い露光精度を維持するために、上述の照度分布の補正は頻繁に、例えば露光装置を立ち上げる度に、またはマスクの交換を行う度に行われる。即ち、基準板37の使用頻度は非常に高く、基準板37の使用を重ねていくうちに基準板37の反射面を構成する多層膜が変質したり、反射面上にコンタミネーションが付着したりすることにより、基準板37の反射面の反射率が変化する。この反射率は反射面全面で一様に変化するとは限らず、EUV光の照射頻度や照度に応じて反射面上での反射率の変化にムラが生じている。したがって、記憶部52に予め記憶されている基準板37の反射面の反射率分布とは異なる反射率分布を有することとなり、ウエハW上の露光領域の照度分布を正確に検出することができなくなる。
By the way, in the exposure apparatus, in order to maintain high exposure accuracy, the above-described correction of the illuminance distribution is frequently performed, for example, every time the exposure apparatus is started up or every time the mask is replaced. That is, the frequency of use of the
この実施の形態においては、基準板37の反射面の反射率分布を更新することにより、露光装置の較正を行うことができる。図6は、この実施の形態にかかる露光装置の較正方法を示すフローチャートである。
In this embodiment, the exposure apparatus can be calibrated by updating the reflectance distribution of the reflecting surface of the
まず、第1の照度分布計測であるステップS10を行う。これは上述した基準板37の計測点D11〜Dnmの測定と同じであるため、説明は省略する。
First, step S10 which is the first illuminance distribution measurement is performed. Since this is the same as the measurement of the measurement points D 11 to D nm of the
次に、制御装置51は、マスクステージ55にマスクMが載置されている場合にはマスクMを退避させて、マスクステージ55のマスクMが載置される位置に較正用マスクを載置する(ステップS11、載置工程)。なお、ステップS11の処理は、ステップS10の処理の前に行なうようにしてもよい。図4は較正用マスクM2がマスクステージ55に載置された状態を示す。較正用マスクM2は、基準となる既知の反射率分布を有する反射面を有している。較正用マスクM2の反射面の反射率分布は、図示しない他の計測装置により計測され、予め図示しない入力部等により入力され、記憶部52に記憶されている。なお、本実施の形態では較正用マスクM2の反射率分布と基準板37の反射率分布を記憶する媒体が同じ媒体として説明しているが、これは他の媒体でも構わないし、どちらもネットワークを介して露光装置とは異なる他の場所に設置された記憶媒体に記憶するようにしてもよい。また、記憶媒体が常に露光装置に接続されている必要は必ずしもなく、必要なときに、オペレータにより人的にあるいは自動的に接続されるような構成であっても構わない。
Next, when the mask M is placed on the
次に、第2の照度分布計測であるステップS12の工程を説明する。制御装置51は、破線で示した照明領域Iが計測点F11〜Fnmを照明する位置にマスクステージ55を移動させる(図4参照)。そして、上述した基準板37を用いた照度分布測定と同様にして、計測点F11〜Fnmに対応したウエハW面上の計測点C11〜Cnm(図5参照)の照度を測定する事によって、較正用マスクM2の照度分布を測定する。この時、照明領域I(図4の実線で示した領域)に対する計測点D11〜Dnmの相対的な位置と照明領域I(図4の破線で示した領域)に対する計測点F11〜Fnmの相対的な位置が同じになるように位置決めする。これは、後述するように比較する計測点(例えばD11とF11)で照度(例えばI11)が変わらないようにするためである。
Next, the process of step S12 that is the second illuminance distribution measurement will be described. The
次に、制御装置51は、ステップS12において計測された較正用マスクM2に基づく照度分布から、記憶部52に予め記憶されている較正用マスクM2の反射面の反射率分布を考慮して、照明光学系33及び投影光学系PLが有するY方向における照度分布を算出する(ステップS13、照度分布算出工程)。具体的には、較正用マスクM2の各計測点F11〜Fnmの反射率をRB11〜RBnmとし、測定された照度をIMB11〜IMBnmとし、求める照度をI11〜Inmとすると、各値には以下の関係がある。
Next, the
IMBij=Iij×RBij(i=1〜n、j=1〜m、n,mは整数)
この関係から、露光装置の有する照度分布I11〜Inmを求める事ができる。次に、制御装置51は、ステップS10において計測された基準板37に基づく照度分布から、ステップS13において算出された照明光学系33及び投影光学系PLが有するY方向における照度分布を考慮して、基準板37の反射面の反射率分布を算出する(ステップS14、反射率分布算出工程)。具体的には、前述の
IMAij=Iij×RAij(i=1〜n、j=1〜m、n,mは整数)
の関係式を用いて、測定されたIMAijとステップS13において算出されたIijの値を用いて真のRAijの値を算出する。
IMB ij = I ij × RB ij (i = 1 to n, j = 1 to m, n and m are integers)
From this relationship, the illuminance distributions I 11 to I nm of the exposure apparatus can be obtained. Next, the
The true RA ij value is calculated using the measured IMA ij and the I ij value calculated in step S13.
なお、前述したように、反射率の値は絶対的な値である必要がなく、各計測点の反射率の違いが分かればよい。そのため、較正用マスクM2の反射率RB11〜RBnmも基準板37の反射率RA11〜RAnmも例えば、規格化された反射率でよく、いずれかの計測点の反射率に対する相対的な反射率として記憶されればよい。
As described above, the reflectance value does not need to be an absolute value, and it is only necessary to know the difference in reflectance at each measurement point. Therefore, the reflectance RA 11 to RA nm reflectance RB 11 ~RB nm also
次に、制御装置51は、記憶部52に記憶されている基準板37の反射面の反射率分布から、ステップS14において算出された基準板37の反射面の反射率分布に更新する(ステップS15、更新工程)。なお、上述の実施の形態にかかる露光装置の較正は、基準板37の所定の使用回数毎、例えば基準板37の100回の使用に対し1回の割合で行なってもよく、または所定の期間毎、例えば1週間に1度行なうようにしてもよい。また、基準板37の反射面の反射率分布の更新の際に古い反射率分布と更新する反射率分布とを比較しないでも構わないため、古い反射率分布のデータを図6のシーケンスの前に記憶部52から削除しておき、ステップS15では単に記憶部52に新たに求められた反射率分布を書き込むという作業のみを行っても構わない。本発明ではこのような場合も反射率分布の更新と呼ぶ。更に、前述したように本実施の形態では基準板37の反射率分布を別の装置で測定して外部入力装置からその反射率分布のデータを入力するようにしたが、この作業はなくてもよい。何故ならば、図6に示したシーケンスを行う事によって、基準板37の反射率分布を算出することができるので、この算出された反射率分布のデータを記憶部52に記憶させて用いても構わないからである。
Next, the
このようにして更新された反射率分布を用いて、前述した照度分布ムラの補正を行う。すなわち、制御装置51は、例えば露光装置を立ち上げる度に、またはマスクの交換を行う度に、基準板37の反射面により反射され、ウエハW上を照明するEUV光が形成する露光領域内の照度分布から、ステップS15において更新された反射率分布を考慮して、照明光学系33及び投影光学系PLが有する照度分布を取得する。そして、取得した照度分布から露光領域規定部材1の各部材1aの移動量を算出し、算出結果に基づいて各部材1aを移動することにより視野制限スリットSの形状を変更し、Y方向における照度分布を補正する。
The illuminance distribution unevenness described above is corrected using the reflectance distribution updated in this way. That is, the
この実施の形態にかかる露光装置の較正方法によれば、較正用マスクM2を用いて経時的な基準板37の反射面の反射率の変化を把握することができるため、基準板37を用いて露光装置(照明光学系33及び投影光学系PL)が有する照度分布を正確に検出することができる。また、新たな基準板に交換する回数を減少させることができるため、交換コストを低減することができる。
According to the exposure apparatus calibration method of this embodiment, since the change in the reflectance of the reflective surface of the
また、この実施の形態にかかる露光装置によれば、更新された基準板37の反射面の反射率分布と、基準板37により反射されウエハW上の露光領域を照射する光の照度分布とを用いて、露光装置が有する照度分布を正確に検出することができ、良好な露光を行なうことができる。
Further, according to the exposure apparatus of this embodiment, the updated reflectance distribution of the reflecting surface of the
なお、上述した実施の形態にかかる露光装置においては、マスクステージ55がY方向(走査方向)にのみ大きく移動可能に構成されている。即ち、マスクステージ55がX方向(非走査方向)に微動しかできない。上述した実施の形態では照明領域Iの全部に対して基準板37の反射面R或いは較正用マスクM2の反射面R2が存在するようにして、ママスクステージ55を固定した状態で照度センサが固定されているウエハステージ56を移動させる事によって各計測点の測定を行った。しかし、測定時にマスクステージ55をY方向にステップ移動させることも可能である。こうした場合の有利な点は、基準反射板の反射面RのY方向の幅を小さくする事ができ、また、Y方向の測定に関しては反射面Rの同一の場所を用いる事が可能であるため、Y方向の反射率分布を考慮せずに照度分布ムラの補正を行う事が可能である。
In the exposure apparatus according to the above-described embodiment, the
また、マスクステージ55がX、Y方向に大きく移動可能であれば、更に基準板37を小さくする事ができ、かつ、基準板37の一点を測定に使うのであれば、その点の反射領域の経時変化のみを測定すればよい。
Further, if the
また、基準板37と較正用マスクM2が同じマスクステージ55に固定される必要も必ずしも無く、マスク面と同一な面に基準板37を配置することができれば、基準板37をマスクステージ55とは異なるステージに配置して移動させてもよい。
Further, the
なお、この実施の形態においては、図示しない計測装置等により計測された反射率分布が記憶部52に記憶されている較正用マスクを用いているが、反射率分布が不明である較正用マスクの反射率分布をこの実施の形態にかかる露光装置により計測される照度に基づいて算出してもよい。即ち、まず、図4に示す較正用マスクM2をマスクステージ55に載置する。そして、照度センサ38により較正用マスクM2の反射面R2により反射されたEUV光により形成される露光領域内の各計測点における照度を、マスクステージ55をY方向にステップ移動させ、かつ照度センサ38が固定されたウエハステージ56をX、Y方向にステップ移動させながら、順次計測する。
In this embodiment, the calibration mask in which the reflectance distribution measured by a measuring device (not shown) is stored in the
次に、較正用マスクM2をマスクステージ55から1度取り外して90度回転させた状態でマスクステージ55に再度載置する。そして、照度センサ38により図7に示す較正用マスクM2の反射面R2により反射されたEUV光により形成される露光領域内の各計測点における照度を、マスクステージ55をY方向にステップ移動させ、かつウエハステージ56をX,Y方向にステップ移動させながら、順次計測する。
Next, the calibration mask M2 is removed from the
次に、回転前に計測された各計測点における照度と、回転後に計測された各計測点における照度から、較正用マスクM2の反射面の各計測点における反射率分布を求める。即ち、90度回転前の計測においては、照明領域内の同じ計測位置で較正用マスクM2のY方向に異なる位置を測定する事によって較正用マスクM2の反射面のY方向の反射率の分布を求めることはできるが、この計測のみでは反射面のX方向の反射率の分布を求めることができない。そこで、較正用マスクM2を90度回転させて、再度Y方向の反射率の分布を求めることにより、90度回転前の計測において求められた各Y座標における反射率の分布の関係を求めることができ、較正用マスクM2のX方向及びY方向の反射率の分布を求めることができる。 Next, the reflectance distribution at each measurement point on the reflection surface of the calibration mask M2 is obtained from the illuminance at each measurement point measured before the rotation and the illuminance at each measurement point measured after the rotation. That is, in the measurement before the 90-degree rotation, by measuring different positions in the Y direction of the calibration mask M2 at the same measurement position in the illumination area, the reflectance distribution in the Y direction of the reflection surface of the calibration mask M2 is obtained. Although it can be obtained, the distribution of the reflectance in the X direction of the reflecting surface cannot be obtained only by this measurement. Therefore, by rotating the calibration mask M2 by 90 degrees and obtaining the Y-direction reflectance distribution again, the relationship of the reflectance distribution at each Y coordinate obtained in the measurement before the 90-degree rotation can be obtained. The reflectance distribution in the X direction and the Y direction of the calibration mask M2 can be obtained.
また、この実施の形態においては、図2に示す露光領域規定部材1を備えているが、露光領域規定部材1に代えて図8に示す露光領域規定部材1´を備えるようにしてもよい。図8に示す露光領域規定部材1´は、例えば2つの部材1c,1dを組み合わせて構成されており、部材1c及び1dの組み合わせ位置を変更することにより、視野制限スリットSの走査方向(X方向)における幅を変更することができる。図9は、部材1c及び1dの組み合わせ位置を変更した一例を示す図である。図9に示すように、例えば部材1cを−X方向に所定量移動させた場合、視野制限スリットSの走査方向における幅W1より幅W2を大きくすることができる。このように、視野制限スリットSの走査方向における幅を変更することにより、視野制限スリットSを通過する露光光による露光量に傾斜成分を与えることができるため、露光時における露光量分布(照明ムラ)が発生した場合、視野制限スリットSの走査方向における幅を適切に変更することにより、露光量分布を補正することができる。
In this embodiment, the exposure
また、この実施の形態においては、記憶部52に基準板37の反射面の反射率分布と較正用マスクの反射面の反射率分布とを記憶させているが、2つの記憶部を備え、一方の記憶部に基準板37の反射面の反射率分布を、他方の記憶部に較正用マスクの反射面の反射率分布を記憶させるようにしてもよい。
In this embodiment, the
また、この実施の形態においては、視野制限スリットSの形状を変更することにより照度分布の補正を行なっているが、オプティカルインテグレータ35を構成する一部の各要素ミラーの反射面の角度や姿勢を変更することにより照度分布の補正を行なうようにしてもよい。
In this embodiment, the illuminance distribution is corrected by changing the shape of the field limiting slit S. However, the angles and orientations of the reflecting surfaces of some of the element mirrors constituting the
また、照度センサは一つのセンサとすることもできるし、1次元方向あるいは2次元方向に多数センサを配置して一度に複数の計測点の照度を測定する構成にすることもできる。 Also, the illuminance sensor can be a single sensor, or can be configured to measure the illuminance at a plurality of measurement points at once by arranging a large number of sensors in a one-dimensional direction or a two-dimensional direction.
また、基準板37をマスクステージ55に載置する構成としたが、マスクステージ55とは異なる他のステージに基準板37を配置するようにすることも可能である。
Further, although the
1…露光領域規定部材、31…光源、33…照明光学系、35…オプティカルインテグレータ、35a…入射側フライアイミラー、35b…射出側フライアイミラー、37…基準板、38…照度センサ、51…制御装置、52…記憶部、55…マスクステージ、56…ウエハステージ、S…視野制限スリット、M…マスク、M2…較正用マスク、PL…投影光学系、W…ウエハ。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記反射型マスクと同一平面上に設置されている基準板の反射面により反射された光を用いて前記感応基板面上の照度分布を計測する第1計測工程と、
基準となる反射面を有する較正用マスクをマスクステージに載置する載置工程と、
前記載置工程により載置された前記較正用マスクの反射面により反射された光を用いて前記感応基板面上の照度分布を計測する第2計測工程と、
第1記憶部に記憶されている較正用マスクの反射面の反射率分布と、前記第2計測工程により計測された前記較正用マスクの反射面により反射された光を用いた前記感応基板面上の照度分布とを用いて、前記露光装置が有する照度分布を算出する照度分布算出工程と、
前記照度分布算出工程により算出された前記露光装置が有する照度分布と、前記第1計測工程により計測された前記基準板の反射面により反射された光を用いた前記感応基板面上の照度分布とを用いて、前記基準板の反射面の反射率分布を算出する反射率分布算出工程と、
第2記憶部に記憶されている前記基準板の反射面の反射率分布を前記反射率分布算出工程により算出された前記基準板の反射面の反射率分布に更新する更新工程と、
を含むことを特徴とする露光装置の較正方法。 An exposure apparatus calibration method for transferring a pattern formed on a reflective mask onto a sensitive substrate,
A first measurement step of measuring an illuminance distribution on the sensitive substrate surface using light reflected by a reflective surface of a reference plate installed on the same plane as the reflective mask;
A placing step of placing a calibration mask having a reference reflecting surface on a mask stage;
A second measurement step of measuring an illuminance distribution on the sensitive substrate surface using the light reflected by the reflection surface of the calibration mask placed by the placement step;
On the sensitive substrate surface using the reflectance distribution of the reflection surface of the calibration mask stored in the first storage unit and the light reflected by the reflection surface of the calibration mask measured in the second measurement step. The illuminance distribution calculating step of calculating the illuminance distribution of the exposure apparatus using the illuminance distribution of
The illuminance distribution of the exposure apparatus calculated by the illuminance distribution calculation step, and the illuminance distribution on the sensitive substrate surface using light reflected by the reflection surface of the reference plate measured by the first measurement step A reflectance distribution calculating step for calculating a reflectance distribution of the reflecting surface of the reference plate,
An update step of updating the reflectance distribution of the reflecting surface of the reference plate stored in the second storage unit to the reflectance distribution of the reflecting surface of the reference plate calculated by the reflectance distribution calculating step;
A calibration method for an exposure apparatus.
請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載の露光装置の較正方法により更新される前記基準板の反射面の反射率分布を記憶する記憶部と、
前記感応基板上の照度分布を計測する照度計測部と、
前記記憶部に記憶されている前記基準板の反射面の反射率分布と、前記基準板により反射され前記感応基板上の露光領域を照射する光の照度分布とを用いて、前記露光装置が有する照度分布を算出する算出部と、
前記算出部により算出された前記露光装置が有する照度分布を調整する調整部と、
を備えることを特徴とする露光装置。
In an exposure apparatus that transfers a predetermined pattern onto a sensitive substrate,
A storage unit that stores the reflectance distribution of the reflecting surface of the reference plate updated by the exposure apparatus calibration method according to any one of claims 1 to 4.
An illuminance measuring unit for measuring an illuminance distribution on the sensitive substrate;
The exposure apparatus has a reflectance distribution of the reflecting surface of the reference plate stored in the storage unit and an illuminance distribution of light that is reflected by the reference plate and irradiates an exposure area on the sensitive substrate. A calculation unit for calculating an illuminance distribution;
An adjustment unit that adjusts the illuminance distribution of the exposure apparatus calculated by the calculation unit;
An exposure apparatus comprising:
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