JP2008147369A - Surface position measuring apparatus and exposure system using the same - Google Patents
Surface position measuring apparatus and exposure system using the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008147369A JP2008147369A JP2006332049A JP2006332049A JP2008147369A JP 2008147369 A JP2008147369 A JP 2008147369A JP 2006332049 A JP2006332049 A JP 2006332049A JP 2006332049 A JP2006332049 A JP 2006332049A JP 2008147369 A JP2008147369 A JP 2008147369A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mirror
- stage
- substrate
- measurement
- laser interferometer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、原版を介して基板を露光する露光装置に関する。 The present invention relates to an exposure apparatus that exposes a substrate through an original.
近年の露光装置は、投影光学系のNAの増大に伴い、ウエハステージ(基板ステージともいう)によるフォーカス及びレベリング合わせは非常に厳しい精度(再現性)が要求される。例えば、ウエハの露光時に確保できる焦点深度はNA=0.93の走査露光装置で約200[nm]程度である。しかし、その中から、像面湾曲やレチクル要因のデフォーカス量、像面キャリブレーション誤差などの誤差要因を取り除いてフォーカスレベリング駆動誤差に割り振ることができる制御精度は一般的な経験則より、たかだかその10%(20[nm])位である。そのため、Z軸(フォーカス方向)及びレベリング軸の位置計測に直線性がよく分解能の高いレーザ干渉計を用いて制御を行う方法が採用されるようになっている。 In recent exposure apparatuses, as the NA of the projection optical system increases, focus and leveling alignment by a wafer stage (also referred to as a substrate stage) is required to have extremely strict accuracy (reproducibility). For example, the depth of focus that can be secured at the time of wafer exposure is about 200 [nm] with a scanning exposure apparatus with NA = 0.93. However, the control accuracy that can be assigned to the focus leveling drive error by removing the error factors such as field curvature, reticle defocus amount, and image plane calibration error from the general empirical rule. It is about 10% (20 [nm]). For this reason, a method of performing control using a laser interferometer with good linearity and high resolution for the position measurement of the Z axis (focus direction) and the leveling axis has been adopted.
例えば、ウエハステージの上面左右に平面ミラー(YZ1、YZ2)を配し、各々において投影レンズの両側に固定された参照ミラーからの計測光を反射させることでステージ面のフォーカス方向の位置を計測可能としている。
また、特許文献1(特表2001−510577)では、ウエハチャックの側面に鋭角ミラーを配し投影レンズや干渉計の固定された鏡筒定盤に対して水平に入射された計測光を投影レンズ側に反射させて、ウエハチャックの高さを計測する方法が提案されている。
Further, in Patent Document 1 (Japanese Translation of PCT International Publication No. 2001-510577), measurement light incident horizontally on a lens barrel surface plate with an acute angle mirror disposed on the side surface of a wafer chuck and having a projection lens and an interferometer fixed thereto is used as a projection lens. A method of measuring the height of the wafer chuck by reflecting the laser beam to the side has been proposed.
ところで、上記平面ミラー(YZ1、YZ2)を配した例では、ウエハステージのY方向移動に伴い、平面ミラーYZ1およびYZ2の計測光が切れて(平面ミラーYZ1およびYZ2で計測光を反射できなくなって)しまう。そのため、Z(フォーカス)現在位置計測系の切り替えを行うシステムの構築が必要である。また、Z干渉計の切り替えの際には空気揺らぎやステージ天板の変形要因による誤差が累積してしまうため、絶対的に安定した座標系を維持することが困難であるという問題があった。また、レベリング方向の計測は、X軸もしくはY軸に平行な2つの計測光を用いたピッチング干渉計によって行われる。しかし、ステージサイズを小さくする必要性からピッチング計測の光軸スパンを広く取ることができず、そのために空気揺らぎや分解能の粗さによるピッチング計測精度劣化要因が無視できなくなってきた。 By the way, in the example where the plane mirrors (YZ1, YZ2) are arranged, the measurement light of the plane mirrors YZ1 and YZ2 is cut off as the wafer stage moves in the Y direction (the measurement light cannot be reflected by the plane mirrors YZ1 and YZ2). ) Therefore, it is necessary to construct a system for switching the Z (focus) current position measurement system. Further, when the Z interferometer is switched, errors due to air fluctuations and deformation factors of the stage top plate accumulate, which makes it difficult to maintain an absolutely stable coordinate system. Further, the measurement in the leveling direction is performed by a pitching interferometer using two measurement lights parallel to the X axis or the Y axis. However, it is not possible to take a wide optical axis span for pitching measurement due to the necessity of reducing the stage size. For this reason, it is no longer possible to ignore factors that cause deterioration in pitching measurement accuracy due to air fluctuation and resolution roughness.
一方、特許文献1では、Z方向計測のためにZ測定ミラーとZ反射器の間に配置された2本の干渉計計測光は、露光処理中のステージのあらゆるポジションにおいても切れることがない構成となっている。しかしながら特許文献1の発明者の見解にもあるように、Z測定ミラーを上記計測光が切れないように構成するためには、Z測定ミラーを含んだ基板ホルダの寸法(h)を拡大する必要がある。これが、ステージ動特性向上や露光装置のフットプリント設計上の妨げになる可能性があった。特にNAの拡大に伴ってレンズ口径が大きくなると、特にこの問題に対する対処が重要となる。
本発明は、上記課題に鑑み、投影光学系の光軸の方向における基板ステージの位置を計測する新規な技術を提供することを例示的目的とする。
On the other hand, in
An object of the present invention is to provide a novel technique for measuring the position of a substrate stage in the direction of the optical axis of a projection optical system in view of the above problems.
上記の課題を解決するための面位置計測装置は、基板を搭載するステージの基板搭載面の、予め定められた基準面に対する位置を計測する面位置計測装置である。そして、本発明の面位置計測装置は、前記ステージとは分離して前記基準面と平行に配設された第1ミラーと、前記基板搭載面と前記第1ミラーとの距離を計測する第1レーザ干渉測長系と、前記第1ミラーと前記基準面との距離を計測する第2レーザ干渉測長系とを備える。さらに、前記第1レーザ干渉測長系による計測値と前記第2レーザ干渉測長系による計測値に基づいて前記基準面に対する前記基板搭載面の位置を演算する演算手段を備える。基準面としては、例えば設計上または理想上の基板搭載面か、または露光装置であれば投影光学系の像面を設定すればよい。 A surface position measuring device for solving the above problem is a surface position measuring device that measures a position of a substrate mounting surface of a stage on which a substrate is mounted with respect to a predetermined reference surface. The surface position measuring apparatus of the present invention measures the distance between the first mirror separated from the stage and disposed in parallel with the reference surface, and the distance between the substrate mounting surface and the first mirror. A laser interference length measuring system; and a second laser interference length measuring system for measuring a distance between the first mirror and the reference plane. Furthermore, a calculation means is provided for calculating a position of the substrate mounting surface with respect to the reference surface based on a measurement value obtained by the first laser interference measurement system and a measurement value obtained by the second laser interference measurement system. As the reference plane, for example, a design or ideal substrate mounting surface, or an image plane of the projection optical system may be set in the case of an exposure apparatus.
また、本発明の露光装置は、原版を介して基板を露光する露光装置であり、以下を特徴とする。すなわち、該原版からの光を該基板に投影する投影光学系と、前記投影光学系を支持する第1の定盤と、該基板を保持し、かつ移動する基板ステージと、前記基板ステージに配された第1のミラーと、前記基板ステージを支持する第2の定盤とを有する。また、該第2の定盤に関し、該基板ステージとは反対の側に配された第2のミラーと、前記第1の定盤に支持され、かつ前記投影光学系の光軸の方向における、前記第2のミラーに対する前記第1のミラーの位置を計測する第1のレーザ干渉計とを有する。さらに、前記第1の定盤に支持され、かつ該光軸の方向における、前記第1の定盤に対する前記第2のミラーの位置を計測する第2のレーザ干渉計とを有する。そして、前記第1のレーザ干渉計による計測値と前記第2のレーザ干渉計による計測値とに基づき、該光軸の方向における、前記第1の定盤に対する前記基板ステージの位置を算出する。 The exposure apparatus of the present invention is an exposure apparatus that exposes a substrate through an original, and is characterized by the following. That is, a projection optical system that projects light from the original onto the substrate, a first surface plate that supports the projection optical system, a substrate stage that holds and moves the substrate, and a substrate stage. And a second surface plate that supports the substrate stage. In addition, with respect to the second surface plate, a second mirror disposed on the side opposite to the substrate stage, supported by the first surface plate, and in the direction of the optical axis of the projection optical system, And a first laser interferometer that measures the position of the first mirror with respect to the second mirror. And a second laser interferometer that is supported by the first surface plate and measures the position of the second mirror with respect to the first surface plate in the direction of the optical axis. Then, based on the measurement value by the first laser interferometer and the measurement value by the second laser interferometer, the position of the substrate stage with respect to the first surface plate in the direction of the optical axis is calculated.
本発明によれば、例えば、投影光学系の光軸の方向における基板ステージの位置を計測する新規な技術を提供することができる。 According to the present invention, for example, a novel technique for measuring the position of the substrate stage in the direction of the optical axis of the projection optical system can be provided.
本発明の好ましい実施の形態に係る露光装置は、原版及び投影光学系を介して基板を露光する露光装置であって、ウエハチャック(基板搭載面)の高さ及び傾きを計測する面位置計測装置を備える。この面位置計測装置は、ウエハステージ構造物(ステージ)とは分離してウエハチャック面に対して平行に取り付けられた反射ミラー(第1ミラー、間接参照ミラー)と、上記間接参照ミラーとウエハチャックの距離を計測する第1レーザ干渉測長系とを備える。さらに、上記間接参照ミラーと装置基準となる構造体(PO定盤、基準面)の距離を計測する第2レーザ干渉測長系を備える。上記間接参照ミラーは、ウエハチャックの裏面相当部分に設けられた反射ミラーもしくは反射ミラーに類する反射部材との相対距離および姿勢を第1レーザ干渉測長系によって計測する。 An exposure apparatus according to a preferred embodiment of the present invention is an exposure apparatus that exposes a substrate through an original and a projection optical system, and a surface position measurement apparatus that measures the height and inclination of a wafer chuck (substrate mounting surface). Is provided. The surface position measuring apparatus includes a reflection mirror (first mirror, indirect reference mirror) that is separated from the wafer stage structure (stage) and is mounted in parallel to the wafer chuck surface, and the indirect reference mirror and wafer chuck. And a first laser interference length measuring system for measuring the distance. Further, a second laser interference length measuring system is provided for measuring the distance between the indirect reference mirror and the structure (PO surface plate, reference plane) serving as the apparatus reference. The indirect reference mirror measures the relative distance and posture of the reflecting mirror provided on the back surface of the wafer chuck or a reflecting member similar to the reflecting mirror by the first laser interference length measuring system.
本実施形態によれば、ウエハステージのZおよびチルト軸を計測するためのレーザ干渉計の計測光軸をウエハステージ定盤側に反射する反射ミラー、及び上記計測光軸をレーザ干渉計のピックアップ側に反射する間接参照ミラーをステージ定盤側に設けている。これにより、ワーク範囲におけるウエハステージの連続的なZおよびチルト軸計測システムを提供することができる。同時に、ウエハステージの連続的なZおよびチルト軸計測システムを実現するにあたって、従来例に比較してより小型なウエハステージシステムを構築可能とする。 According to the present embodiment, the reflection mirror that reflects the measurement optical axis of the laser interferometer for measuring the Z and tilt axes of the wafer stage to the wafer stage surface plate side, and the measurement optical axis as the pickup side of the laser interferometer An indirect reference mirror is provided on the stage surface plate side. Thereby, a continuous Z and tilt axis measurement system of the wafer stage in the work range can be provided. At the same time, in realizing a continuous Z and tilt axis measurement system of the wafer stage, a smaller wafer stage system can be constructed as compared with the conventional example.
以下、本発明の好ましい実施の形態を添付図に示す実施例に基づき説明する。
以下の実施例は本発明の効果を説明する便宜上、2つのウエハステージを備えた露光装置を例に挙げるが、本発明をシングルステージ構成の露光装置に適用した場合においても以下に説明すると同様の効果が得られることは明らかである。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described based on examples shown in the accompanying drawings.
In the following embodiments, for convenience of explaining the effects of the present invention, an exposure apparatus provided with two wafer stages will be taken as an example. However, even when the present invention is applied to an exposure apparatus having a single stage configuration, the same will be described below. It is clear that an effect can be obtained.
[第1の実施例]
図1〜図3は、本発明の第1の実施例に係る露光装置の構成を示す。図示の露光装置において、ウエハステージ7の移動空間はウエハの露光を行う露光ステーション(図1)とウエハのアライメント計測とフォーカスチルト計測を一括して行う計測ステーション(図2)とから構成されている。図3は2つのウエハステージ7(7a、7b)が移動するステージ定盤2の上面図である。ウエハステージ7は、図1では7a、図2では7bと記されているが、2つとも、露光ステーション(図1)と計測ステーション(図2)とを移動するものである。
[First embodiment]
1 to 3 show the arrangement of an exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention. In the illustrated exposure apparatus, the movement space of the
図1において、1は床面に接触して配置されるベースフレームであり、露光装置本体上の構成物はすべてベースフレーム1上に搭載されている。2はステージ定盤であり、ベースフレーム1に対してアクティブダンパ14によって所定の着目周波数領域において振動的に絶縁されて保持されている。ステージ定盤2は、ウエハステージ7aの粗動部分における平面ガイドを兼ねている。また、ステージ定盤2はウエハステージ位置座標によってウエハステージ7aの荷重を受けて数μm程度の変形や姿勢変化を生じる。ウエハステージ7aのXY方向ステップによる反力は、不図示のカウンタマスに与えられることにより運動量が相殺される。
In FIG. 1,
3は鏡筒定盤(PO定盤)であり、装置の座標系の基準を与える構造物となっている。すなわち、ウエハステージレーザ干渉計のピックアップ10a、10c、レチクルレーザ干渉計のピックアップ16、及びレチクルのフォーカスレベリングを計測するレチクルフォーカス計測器15は鏡筒定盤3上に形成されている。鏡筒定盤3は、床面からの振動を遮断する必要があるため、ステージ定盤同様アクティブダンパ28によってベースフレーム1上から支持されている。4は投影レンズであり、レチクル17上に描画されたパターン像をウエハ面上に縮小投影する。投影レンズ4は外筒9によって支持されている。
近年の事例においてはレンズ収差を補正するために投影レンズ4に構成されたレンズを補正駆動する駆動軸が実装されるようになった。そのため、投影レンズ4の振動を鏡筒定盤に伝達させない目的で投影レンズ4を鏡筒定盤から振動的に隔離した保持方法がとられるようになってきた。 In recent cases, a drive shaft for correcting and driving the lens formed in the projection lens 4 has been mounted to correct lens aberration. Therefore, in order to prevent the vibration of the projection lens 4 from being transmitted to the lens barrel base plate, a holding method in which the projection lens 4 is vibrationally isolated from the lens barrel base plate has been adopted.
13は、ウエハステージ7aに保持されたウエハと投影レンズ4の空隙に純水などの液体を充填するための液浸ノズルである。17はレチクルを保持するレチクルステージである。走査露光装置ではレチクルステージ17のスキャン動作(本実施例では紙面に対して手前と奥の方向にスキャンする)に同期してウエハステージ7aをスキャンさせてレチクル上のパターンをウエハ上に転写露光する。18はアライメントビーム投光素子であり、レチクルまたはレチクルステージ17上に描画された格子マークを照射する。この格子マークをウエハステージ7a上に設けられた不図示のセンサ(以下LIPSセンサ)でXY方向もしくはZ方向に微少領域スキャンしながら計測することにより、該3軸方向の基準ポジションからのずれ量を計測することができる。同様な計測をウエハステージ7a上の異なった複数の位置に設けられたセンサを使って行うことで、ウエハステージ7aに関する6軸の座標を正確にアライメントすることができる。
図2において説明する計測ステーションでアライメント及び形状計測されたウエハはウエハステージ7上に固定された不図示の基準マークとの相対位置をウエハ面内のポジション毎の関数もしくはテーブルとして記憶されている。ウエハステージ7と共に露光ステーションへ搬送されたウエハは、基準マークと同様にウエハステージ7a上に固定された不図示のセンサとレチクルまたはレチクルステージ上に描画された格子マークとの相対位置を計測する事により、レチクル上のアライメントマークとウエハ上のアライメントマークとの6軸における相対関係が確定する。
2 is stored as a function or a table for each position in the wafer surface, with respect to a wafer whose alignment and shape are measured by the measurement station described in FIG. 2 and a relative position with a reference mark (not shown) fixed on the
19及び20はそれぞれレチクルを照明する露光光を整形するための第1コンデンサ光学素子ユニット及び第2コンデンサ光学素子ユニットである。21は露光スリットであり、レチクルパターン面に対して共役面と成る位置に配置されている。22はマスキングブレードであり、レチクル上に描画された遮光帯以遠の無関係のレチクル領域に露光光が当たらないようにする。マスキングブレード22は、レチクルステージ17およびウエハステージ7aのスキャン動作に同期してZ方向にスキャンする。
レーザ干渉計ピックアップ10a、10cは鏡筒定盤から支持されている。本実施例においては、右側のレーザ干渉計ピックアップ10cはウエハステージ7aのX方向の距離を計測する計測光12aをウエハステージ7a上に搭載されたXミラー24aに照射してX方向の現在位置を得ている。レーザ干渉計ピックアップ10a、10cは左右ユニットとも、Z方向の距離を計測する計測光11aをウエハステージ上に搭載された折り曲げミラー8aに照射し、間接参照ミラー5aとの相対距離を計測できるようになっている。
23aは露光ステーションにおいてステージ定盤2に設けられた貫通穴であり、Z方向計測を行う干渉計の計測光軸11aおよび25aを通す。その態様の一例を図7に示す。他方、ステージ定盤2に穴を開けるまでもなく、ステージ定盤の間接参照ミラーの部分を掘り下げて、底に間接参照ミラー5aを配置しても良い。その態様の一例を図8に示す。また別の例として、レーザ干渉計の計測光軸を通すためにステージ定盤2をガラスのような透明な材料を用いて構成しても良い。
ステージ定盤2の表面を鏡面に仕上げて間接参照ミラー5aの代わりに用いることもできる。但し、この方法によれば、ウエハステージ7aの位置によってステージ定盤2に加えられる荷重ポジションが変動するため、間接参照ミラーがステージ座標に依存して変形する結果となる。これを補うためにはステージ座標に応じた補正機構と調整工程が必要となる。
The surface of the
図1の説明に戻り、間接参照ミラー5aは鏡筒定盤に設けられた左右のレーザ干渉計ピックアップ10a、10cから投下される計測光25aによってもZ方向の位置を計測される。間接参照ミラーはウエハステージ7の荷重移動に際してステージ定盤2の変形の影響を受けないようにするため、本実施例のように別置きにしても良いし、床からの振動を懸念してステージ定盤裏面から支持してもよい。重要なことは、間接参照ミラーの位置変動や角度変動は許容するも、ミラー変形は計測誤差を生むということである。そこで、間接参照ミラーは剛性を持つように設計し、柔軟な支持部材6a、6bを使って保持することが望ましい。
Returning to the description of FIG. 1, the position of the
ステージ定盤裏面から支持する場合、間接参照ミラー5aは支持部材6a、6bを介してステージ定盤2に取り付けられる。レーザ干渉計ピックアップ10a、10cから間接参照ミラー5aの位置及び姿勢を計測することにより、間接参照ミラー5aが鏡筒定盤3に対して概ね静止していれば床振動などの影響を受けて姿勢や位置が変動した場合でもその変動分を正しく計測できるので、ウエハステージ7と鏡筒定盤の相対距離は正確に計測することができる。
間接参照ミラーを使ってウエハステージのZ軸及びレベリング軸の座標を求める方法については図8の説明において解説する。
When supporting from the back surface of the stage surface plate, the
A method for obtaining the coordinates of the Z axis and the leveling axis of the wafer stage using the indirect reference mirror will be described in the description of FIG.
本実施例によれば、露光ステーション内の露光に供するすべてのストローク内で常に両側のレーザ干渉計ピックアップ10a、10cから投光される計測光からの位置情報が得られる。そのため、ウエハステージ位置の干渉計切り替え誤差が解消し、かつ良好なωy方向のピッチング軸計測精度が得られる。ωx方向のピッチング計測に関し、図1〜図3に開示はないが、レーザ干渉計ピックアップ10と間接参照ミラー5の対をY方向に離して複数配置すれば、ωx方向のピッチング計測精度においても同様の効果が得られる。しかしながら走査露光に使う露光スリットは、スキャン方向がY方向であるのに対してX方向に長くY方向に短い形状となっている。そのため、ωx軸の制御に対する要求精度はωyほど厳しくはなく、レーザ干渉計ピックアップ304a、304b(図3参照)から当てるピッチング計測光軸の計測精度で十分要求性能を達成できると考えられる。
According to the present embodiment, position information from measurement light projected from the
図9は、本発明の第1実施例におけるZ軸計測システムのZおよびωy軸の座標計算方法を説明する説明図である。図中の部品において、干渉計ピックアップ10a、10cから水平方向に出射し、ウエハステージ7aにてミラー8によってZ方向に90度曲げられ、間接参照ミラー5aにて反射される光路長を計測する干渉計の現在位置をそれぞれZL、ZRとする。これらは間接参照ミラーを中立点に維持した状態でウエハステージのウエハチャック中心がXY計測を行う干渉計12a(Y軸は不図示)の交点に位置した状態でのウエハ表面の高さおよびωy方向の傾きがおおむね像面と平行になる特定の姿勢を座標原点とする。また、ウエハステージ7aのXY方向を計測する干渉計12aの交点にウエハチャックの中心が位置したところを原点とするウエハステージ7aのX方向の距離をXとする。ウエハステージ7aの両側に取り付けられた90度反射ミラー8は、ウエハチャックの中心から等間隔(1/2WS)だけ離れて取り付けられている。また、干渉計ピックアップ10a、10cからZ方向に垂直に投下されて間接参照ミラー5aを計測する光路長を計測する干渉計の現在位置をそれぞれRL、RRとする。RLとRRが投下される計測スポットのスパン長をWRとする。RL、RRの原点は、間接参照ミラー5aが所定の中立点に位置決めされた状態を原点と定義される。このような定義のもと、ウエハステージ7aのウエハチャック中心の現在位置(Z,ωy)は、以下の式で求められる。
FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining a coordinate calculation method for the Z and ωy axes of the Z axis measurement system in the first embodiment of the present invention. In the components shown in the drawing, the interference is measured in the horizontal direction from the
間接参照ミラー5a、5bは重力による撓みや加工精度による表面荒さによって、理想的な平面ではないため、上記補正(Ccmpz、Ccmpqy)は必須である。
Since the indirect reference mirrors 5a and 5b are not ideal planes due to the bending due to gravity and the surface roughness due to processing accuracy, the above correction (Ccmpz, Ccmpqy) is essential.
本実施例によれば、Z軸計測用のレーザ干渉計計測光11aはウエハステージ7aに取り付けられた90度反射ミラー8aによってウエハステージ定盤2に向けて反射され、ウエハステージ定盤2の裏面側に配置された間接参照ミラー5aとの相対距離を計測する。一方間接参照ミラー5aはステージベースフレーム1またはステージ定盤2から床振動や定盤変形を伝達しない柔軟な支持部品6aによって保持されており、この間接参照ミラー5aと干渉計ピックアップ10の相対距離を計測することにより、計測基準となる鏡筒定盤に固定された干渉計ピックアップ10とウエハステージのZの相対距離が計算によって得られる。間接参照ミラー5aの変位および姿勢変動は上記式(1)において相殺されるために、Z軸計測もしくはチルト軸計測に対して誤差を与えない。またウエハチャック上面より上の部分にレーザ干渉計による計測光軸を配する必要がないので、特にNAが大きな投影レンズを上部に配置しようとした場合の設計自由度が向上する利点がある。
According to this embodiment, the laser
[第2の実施例]
上述においては、本発明を露光装置の露光ステーションに適用する例を示したが、本発明は、図2の計測ステーションにも適用することができる。図2において、通し番号が図1と同じ数値のものは露光ステーションと共通の部材である。また、アルファベットを除いた番号が同一の部材も図1と共通の部材である。レーザ干渉計の光軸の引き回しとステージ7の構成は図1で説明した構成と共通である。また、Z軸計測システムのZおよびωy軸の座標計算方法も共通である。
[Second Embodiment]
In the above description, the present invention is applied to the exposure station of the exposure apparatus. However, the present invention can also be applied to the measurement station of FIG. In FIG. 2, the serial numbers having the same numerical values as those in FIG. 1 are members common to the exposure station. Further, members having the same number excluding the alphabet are also members common to FIG. The optical axis routing of the laser interferometer and the configuration of the
図2において、201はウエハ上のフォーカス(Z)方向の位置を計測する複眼のフォーカスセンサ、202はウエハステージ7上にチャッキングされたウエハのXY方向のアライメントマークを計測するアライメントセンサである。計測ステーションにおいては、ウエハステージ7を駆動してアライメントセンサ202で所定のアライメント計測サンプルショットの座標に位置決めしながら、アライメントシーケンスを実施する。アライメントシーケンスの前もしくは後にウエハステージ上の不図示の基準マークの位置を計測し、基準マークとウエハ上のアライメントマークの相対距離を計算して記憶する。フォーカスレベリング方向に関しても同様にウエハステージ7を駆動してフォーカスセンサ201を用いてフォーカス計測を行い、そのシーケンス前または後に不図示の基準マークとの相対距離関係を計測して記憶する。
In FIG. 2, 201 is a compound eye focus sensor that measures the position in the focus (Z) direction on the wafer, and 202 is an alignment sensor that measures the alignment marks in the XY direction of the wafer chucked on the
[第3の実施例]
図3は、本発明を露光ステーションと計測ステーションとの双方に適用した露光装置のステージ定盤2を上面から見た図、図4は図3に示すステージ定盤を横から見た図である。レーザ干渉計ピックアップ10a〜10dは、鏡筒定盤3(図1及び図2参照)に固定されており、ウエハステージ定盤2とは直接接触はしていない。304a、304bはそれぞれ2基あるウエハステージ7aと7bのY軸方向及びωx方向の位置を計測するレーザ干渉計ピックアップである。301は露光ステーション側の投影レンズ4の位置、302は計測ステーション側のアライメント及びフォーカス計測器201の位置である。
[Third embodiment]
FIG. 3 is a view of the
ウエハステージ7a及び7bは、それぞれの位置で行うべきジョブが終了した後に、位置を交換する。すなわち、計測ステーションで試料ウエハのアライメント及びフォーカス計測が終了したウエハステージ7bは、露光ステーションで露光処理を行っているウエハステージ7aの処理が完了するまで待機し、スワップされる。露光処理の終わったウエハは計測ステーションに搬送されてウエハアンロードされる。ウエハステージがスワップされる間は10aから10d及び304aと304bのレーザ干渉計の光軸は遮られ、これらの干渉計による位置計測情報はすべて不定となる。スワップが完了すると自動的に行われる粗原点出しの後で各ウエハステージ7a、7bのレーザ干渉計による位置計測が復活し、干渉計による位置制御のもと、精密原点出しが行われる。図1で説明したアライメントビーム投光素子18による計測は、ここでいう露光ステーションにおける精密原点出しに相当する。計測ステーションではアライメントスコープ202とフォーカス計測センサ201によって精密原点出しが行われる。
The wafer stages 7a and 7b exchange positions after the jobs to be performed at the respective positions are completed. That is, the
図5は、第3実施例において2基のウエハステージ7a、7bがスワップされるときのレイアウトを記述したものである。本発明を適用した場合、ウエハステージ7a、7bのX方向の幅は12インチウエハチャックを搭載した場合で400〜450ミリ前後の寸法となることが見積もられる。
FIG. 5 describes a layout when the two
図6は、第1〜3実施例におけるウエハステージ7(7a、7b)の構造図である。ウエハステージ7はXY方向に大きなストロークを有する粗動ステージ708と粗動ステージ上に構成された微少量6軸方向に駆動可能な微動ステージ708から構成されている。微動ステージ上にはウエハチャック705、及び不図示のアライメントスコープで観察可能なマークを搭載した基板である基準マークプレートが固定されている。さらに、露光ステーションにおいてXY方向もしくはZ方向に微少領域スキャンしながらアライメント、フォーカス計測を行う不図示のLIPSセンサも固定されている。701、702は微動ステージを駆動するためのリニアモータである。
粗動ステージ708は平面パルスモータ703で駆動される一方、ステージ定盤からエアーベアリング704によって微少量浮上している。
FIG. 6 is a structural diagram of the wafer stage 7 (7a, 7b) in the first to third embodiments. The
The
上記の構成以外に、以下のように構成することもできる。すなわち、粗動ステージ707における駆動力発生機構703を廃し、ステージ外部の駆動案内機構を粗動ステージ707に連結する。そして、ステージスワップ時には、上記駆動案内機構の連結を交換することによって、駆動案内機構を露光ステーション、計測ステーションごとに配置しつつも粗動ステージ707より上のユニットは両ステーション間を往来できるようにする。このような構成であっても本発明の適用は可能である。
In addition to the above configuration, the following configuration can also be used. That is, the driving
[第4の実施例]
図10は、本発明の第4の実施例に係る露光装置の露光ステーション構成を示す。図10において、図1とアルファベットを除き同一の番号は同一の部材を示す。第1実施例との相違は、図1の反射ミラー8aに対し、図10では反射ミラー901がウエハチャック裏面にXY平面に対して平行に形成されている点である。ウエハステージのZ軸計測光904a、904bは、図11において説明するレーザ干渉計ピックアップユニットから出射される。902はハーフミラーであり、図1の間接参照ミラー5aに対応する。ハーフミラー902はリファレンス計測光905a、905bを反射し、計測光904a、904bを透過させる。Z軸干渉計の計測値は光路904と905の差分が出力値となり、これはすなわち間接参照ミラーであるハーフミラー902とウエハステージ裏面の反射ミラー901の相対距離となる。レーザ干渉計ピックアップ10a、10bから下方向に出射される25a、25bの計測光とハーフミラー902の関係は第一の実施例における間接参照ミラー5a、5bと同じである。
[Fourth embodiment]
FIG. 10 shows an exposure station configuration of an exposure apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 10, the same numbers as those in FIG. The difference from the first embodiment is that the reflecting
図11は、第4実施例におけるX方向に移動可能なレーザ干渉計ピックアップ(以下可動ピックアップ)の説明図である。可動ピックアップは、レーザ干渉計1001が搭載されており、そこからはZ軸計測光904a、904b、905a、905bが紙面に対して法線方向に出射され、それぞれ図10で説明したミラーにおいて反射されて戻される。1002は可動ピックアップをX軸方向に駆動するピックアップステージである。ピックアップステージの駆動精度はそれほど厳しい精度は要求されない。
かくして、第4実施例に示した構成においても本発明による間接参照ミラーを使ったZおよびωy軸計測システムを構成することができる。
なお、本実施例も第1〜第3実施例に示したと同様に計測ステーションに適用することが可能である。
FIG. 11 is an explanatory diagram of a laser interferometer pickup (hereinafter referred to as a movable pickup) movable in the X direction in the fourth embodiment. The movable pickup is equipped with a
Thus, even in the configuration shown in the fourth embodiment, the Z and ωy axis measurement system using the indirect reference mirror according to the present invention can be configured.
Note that this embodiment can also be applied to a measurement station in the same manner as shown in the first to third embodiments.
上述の実施例によれば、ウエハステージのZおよびチルト軸を計測するためのレーザ干渉計の計測光軸をウエハステージ定盤側に反射する反射ミラー及び、上記計測光軸をレーザ干渉計のピックアップ側に反射する間接参照ミラーをステージ定盤側に設けている。これにより、ワーク範囲におけるウエハステージの連続的なZおよびチルト軸計測システムを提供することができる。同時に、ウエハステージの連続的なZおよびチルト軸計測システムを実現するにあたって、従来例に比較してより小型なウエハステージシステムの構築が可能である。 According to the above-described embodiment, the reflection mirror that reflects the measurement optical axis of the laser interferometer for measuring the Z and tilt axes of the wafer stage to the wafer stage surface plate side, and the measurement optical axis is picked up by the laser interferometer. An indirect reference mirror that reflects to the side is provided on the stage surface plate side. Thereby, a continuous Z and tilt axis measurement system of the wafer stage in the work range can be provided. At the same time, in realizing a continuous Z and tilt axis measurement system of the wafer stage, it is possible to construct a wafer stage system that is smaller than the conventional example.
[第5の実施例]
次に、上述の露光装置を利用した微小デバイス(ICやLSI等の半導体チップ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等)の製造プロセスを説明する。
図12は半導体デバイスの製造のフローを示す。
ステップ1(回路設計)では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ2(マスク製作)では設計したパターンを形成したマスク(原版またはレチクルともいう)を製作する。
一方、ステップ3(ウエハ製造)ではシリコン等の材料を用いてウエハ(基板ともいう)を製造する。ステップ4(ウエハプロセス)は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクを設置した露光装置とウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。
次のステップ5(組立)は後工程と呼ばれ、ステップ4によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程である。後工程は、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)、パッケージング工程(チップ封入)等の組み立て工程を含む。ステップ6(検査)ではステップ5で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、ステップ7でこれを出荷する。
[Fifth embodiment]
Next, a manufacturing process of a microdevice (a semiconductor chip such as an IC or LSI, a liquid crystal panel, a CCD, a thin film magnetic head, a micromachine, etc.) using the above-described exposure apparatus will be described.
FIG. 12 shows a flow of manufacturing a semiconductor device.
In step 1 (circuit design), a semiconductor device circuit is designed. In step 2 (mask production), a mask (also referred to as an original plate or a reticle) on which the designed pattern is formed is produced.
On the other hand, in step 3 (wafer manufacture), a wafer (also referred to as a substrate) is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by lithography using the wafer and the exposure apparatus provided with the prepared mask.
The next step 5 (assembly) is called a post-process, and is a process for forming a semiconductor chip using the wafer manufactured in step 4. The post-process includes assembly processes such as an assembly process (dicing and bonding) and a packaging process (chip encapsulation). In step 6 (inspection), the semiconductor device manufactured in step 5 undergoes inspections such as an operation confirmation test and a durability test. A semiconductor device is completed through these processes, and is shipped in
上記ステップ4のウエハプロセスは、ウエハの表面を酸化させる酸化ステップ、ウエハ表面に絶縁膜を成膜するCVDステップ、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する電極形成ステップステップを有する。また、ウエハにイオンを打ち込むイオン打ち込みステップ、ウエハに感光剤を塗布するレジスト処理ステップ、上記の露光装置を用いて、回路パターンを有するマスクを介し、レジスト処理ステップ後のウエハを露光する露光ステップを有する。さらに、露光ステップで露光したウエハを現像する現像ステップ、現像ステップで現像したレジスト像以外の部分を削り取るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト剥離ステップを有する。これらのステップを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。 The wafer process in step 4 includes an oxidation step for oxidizing the surface of the wafer, a CVD step for forming an insulating film on the wafer surface, and an electrode formation step for forming electrodes on the wafer by vapor deposition. Also, an ion implantation step for implanting ions into the wafer, a resist processing step for applying a photosensitive agent to the wafer, and an exposure step for exposing the wafer after the resist processing step through a mask having a circuit pattern using the exposure apparatus described above. Have. Further, there are a development step for developing the wafer exposed in the exposure step, an etching step for removing portions other than the resist image developed in the development step, and a resist stripping step for removing the resist that has become unnecessary after the etching. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.
1 ベースフレーム
2 ステージ定盤
3 鏡筒定盤(PO定盤)
4 投影レンズ
5a、5b 間接参照ミラー
6a、6b 柔軟な支持部材
7a、7b ウエハステージ(W/S)
8a、8b ウエハステージ上に搭載された折り曲げミラー
10a〜10d レーザ干渉計ピックアップ
11a、11b Z軸およびチルト軸計測に使われるレーザ干渉計計測光軸
12a、12b XY軸計測に使われるレーザ干渉計計測光軸
23a、23b ウエハステージに設けられた貫通穴
25a、25b レーザ干渉計ピックアップと間接参照ミラーの相対距離を計測する干渉計計測光軸
1
4
8a, 8b Bending mirrors mounted on the
Claims (19)
前記ステージとは分離して前記基準面と平行に配設された第1ミラーと、
前記基板搭載面と前記第1ミラーとの距離を計測する第1レーザ干渉測長系と、
前記第1ミラーと前記基準面との距離を計測する第2レーザ干渉測長系と、
前記第1レーザ干渉測長系による計測値と前記第2レーザ干渉測長系による計測値に基づいて前記基準面に対する前記基板搭載面の位置を演算する演算手段と
を備えることを特徴とする面位置計測装置。 A surface position measuring device for measuring a position of a substrate mounting surface of a stage on which a substrate is mounted with respect to a predetermined reference surface,
A first mirror separated from the stage and disposed in parallel with the reference plane;
A first laser interference measurement system for measuring a distance between the substrate mounting surface and the first mirror;
A second laser interference measurement system for measuring a distance between the first mirror and the reference plane;
And a calculation means for calculating a position of the substrate mounting surface with respect to the reference surface based on a measurement value obtained by the first laser interference measurement system and a measurement value obtained by the second laser interference measurement system. Position measuring device.
請求項1乃至12のいずれか1つに記載の面位置計測装置を用いて前記基板ステージの基板搭載面の位置を計測することを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus that exposes a substrate mounted on a substrate stage via an original and a projection optical system,
An exposure apparatus that measures the position of the substrate mounting surface of the substrate stage using the surface position measurement apparatus according to claim 1.
該原版からの光を該基板に投影する投影光学系と、
前記投影光学系を支持する第1の定盤と、
該基板を保持し、かつ移動する基板ステージと、
前記基板ステージに配された第1のミラーと、
前記基板ステージを支持する第2の定盤と、
該第2の定盤に関し、該基板ステージとは反対の側に配された第2のミラーと、
前記第1の定盤に支持され、かつ前記投影光学系の光軸の方向における、前記第2のミラーに対する前記第1のミラーの位置を計測する第1のレーザ干渉計と、
前記第1の定盤に支持され、かつ該光軸の方向における、前記第1の定盤に対する前記第2のミラーの位置を計測する第2のレーザ干渉計と、
を有し、
前記第1のレーザ干渉計による計測値と前記第2のレーザ干渉計による計測値とに基づき、該光軸の方向における、前記第1の定盤に対する前記基板ステージの位置を算出する、
ことを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus that exposes a substrate through an original plate,
A projection optical system for projecting light from the original onto the substrate;
A first surface plate that supports the projection optical system;
A substrate stage for holding and moving the substrate;
A first mirror disposed on the substrate stage;
A second surface plate for supporting the substrate stage;
A second mirror disposed on the opposite side of the substrate stage with respect to the second surface plate;
A first laser interferometer that is supported by the first surface plate and measures the position of the first mirror with respect to the second mirror in the direction of the optical axis of the projection optical system;
A second laser interferometer that is supported by the first surface plate and measures the position of the second mirror with respect to the first surface plate in the direction of the optical axis;
Have
Calculating the position of the substrate stage relative to the first surface plate in the direction of the optical axis based on the measured value by the first laser interferometer and the measured value by the second laser interferometer;
An exposure apparatus characterized by that.
該複数の前記第1のレーザ干渉計による計測値と該複数の前記第2のレーザ干渉計による計測値とに基づき、前記第1の定盤に対する前記基板ステージの傾きを算出する、
ことを特徴とする請求項14に記載の露光装置。 A plurality of the first laser interferometer and the second laser interferometer, respectively;
An inclination of the substrate stage with respect to the first surface plate is calculated based on measurement values obtained by the plurality of first laser interferometers and measurement values obtained by the plurality of second laser interferometers.
The exposure apparatus according to claim 14, wherein:
前記基板ステージに保持された該基板の表面形状を計測する第2のセンサと、
を有し、
前記第1のレーザ干渉計と前記第2のレーザ干渉計とは、前記投影光学系が配された露光ステーションと、前記第1のセンサおよび前記第2のセンサが配された計測ステーションとに、それぞれ配されている、
ことを特徴とする請求項14乃至17のいずれかに記載の露光装置。 A first sensor for measuring the position of an alignment mark on the substrate held by the substrate stage;
A second sensor for measuring the surface shape of the substrate held on the substrate stage;
Have
The first laser interferometer and the second laser interferometer include an exposure station in which the projection optical system is disposed, and a measurement station in which the first sensor and the second sensor are disposed, Are each arranged,
The exposure apparatus according to claim 14, wherein
該露光された基板を現像するステップと、
を有することを特徴とするデバイス製造方法。 A step of exposing the substrate using the exposure apparatus according to claim 13;
Developing the exposed substrate;
A device manufacturing method comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006332049A JP2008147369A (en) | 2006-12-08 | 2006-12-08 | Surface position measuring apparatus and exposure system using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006332049A JP2008147369A (en) | 2006-12-08 | 2006-12-08 | Surface position measuring apparatus and exposure system using the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008147369A true JP2008147369A (en) | 2008-06-26 |
Family
ID=39607218
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006332049A Withdrawn JP2008147369A (en) | 2006-12-08 | 2006-12-08 | Surface position measuring apparatus and exposure system using the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008147369A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101539827B1 (en) | 2011-11-15 | 2015-08-06 | 캐논 가부시끼가이샤 | Position measurement apparatus, exposure apparatus, and method of manufacturing device |
-
2006
- 2006-12-08 JP JP2006332049A patent/JP2008147369A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101539827B1 (en) | 2011-11-15 | 2015-08-06 | 캐논 가부시끼가이샤 | Position measurement apparatus, exposure apparatus, and method of manufacturing device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI401767B (en) | Positioning apparatus, exposure apparatus and device manufacturing method | |
JP4194160B2 (en) | Projection exposure equipment | |
US7499180B2 (en) | Alignment stage, exposure apparatus, and semiconductor device manufacturing method | |
KR101749442B1 (en) | Mobile body drive method and mobile body drive system, pattern formation method and apparatus, exposure method and apparatus, and device manufacturing method | |
KR101669785B1 (en) | Mobile body drive system and mobile body drive method, pattern formation apparatus and method, exposure apparatus and method, device manufacturing method, and decision method | |
KR101660668B1 (en) | Mobile body driving method, mobile body driving system, pattern forming method and apparatus, exposure method and apparatus and device manufacturing method | |
JP5516740B2 (en) | MOBILE BODY DRIVING METHOD, MOBILE BODY DEVICE, EXPOSURE METHOD, EXPOSURE APPARATUS, AND DEVICE MANUFACTURING METHOD | |
KR20080093965A (en) | Moving body drive method, moving body drive system, pattern formation method, pattern formation device, exposure method, exposure device, and device fabrication method | |
JP2000049066A (en) | Aligner and manufacture of devices | |
JP2011238707A (en) | Exposure device, exposure method, and device manufacturing method | |
JP2008021748A (en) | Exposure apparatus | |
KR20120091160A (en) | Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method | |
JP4883775B2 (en) | Optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
JP2008098311A (en) | Exposure apparatus and method of manufacturing device | |
KR101962487B1 (en) | Holding device, exposure device and production method for device | |
KR20120031075A (en) | Exposure apparatus and device manufacturing method | |
JP2005085991A (en) | Exposure apparatus and manufacturing method of device using the apparatus | |
JP2010192744A (en) | Exposure apparatus, exposure method and device manufacturing method | |
JP2008147369A (en) | Surface position measuring apparatus and exposure system using the same | |
JP2009206203A (en) | Exposure device and device manufacturing method | |
JPWO2002047132A1 (en) | X-ray projection exposure apparatus, X-ray projection exposure method, and semiconductor device | |
JP2009194247A (en) | Exposure apparatus | |
JP4298305B2 (en) | Exposure apparatus and semiconductor device manufacturing method | |
US20070206167A1 (en) | Exposure Method and Apparatus, and Device Manufacturing Method | |
JP2004111653A (en) | Positioning device, exposure device applying the locating device thereto and manufacturing method of semiconductor device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20090406 |
|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20100302 |