JP2009147226A - Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板を露光する露光装置、露光方法及びデバイス製造方法に関する。 The present invention relates to an exposure apparatus that exposes a substrate, an exposure method, and a device manufacturing method.
露光装置は、デバイスを構成するチップを形成するために、基板上でチップが形成可能なショット領域を、チップパターンにパターン化された露光光で露光する。また、露光処理後に実行される、例えば現像処理、エッチング処理及びCMP処理等、各種プロセス処理によるショット領域のデバイス(チップ)の劣化の抑制等を目的として、例えば下記特許文献に開示されているように、エッジショット領域(又は、欠けショット領域)と呼ばれる、チップが形成されない基板のエッジ近傍の領域も、チップパターンにパターン化された露光光で露光することが行われている。
チップパターンを形成するための露光装置を用いて、エッジショット領域も露光すると、スループットが低下する可能性がある。そのため、スループットの低下を抑制しつつ、デバイスを良好に形成できる技術の案出が望まれる。 If an edge shot region is exposed using an exposure apparatus for forming a chip pattern, the throughput may decrease. Therefore, it is desired to devise a technique that can satisfactorily form a device while suppressing a decrease in throughput.
本発明は、スループットの低下を抑制し、デバイスを良好に形成できる露光装置、露光方法及びデバイス製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an exposure apparatus, an exposure method, and a device manufacturing method that can suppress a decrease in throughput and that can favorably form a device.
本発明の第1の態様に従えば、基板を露光する露光装置であって、パターン化された第1露光光を第1照射領域に照射する第1光学ユニットと、第1露光光と同時にパターン化された第2露光光を基板に照射可能で第1照射領域と異なる位置に第2照射領域が設定される第2光学ユニットと、を備え、基板上でデバイスを構成するチップが形成可能な第1ショット領域を第1露光光で露光する動作と並行して、基板上でチップが形成されない第2ショット領域を第2露光光で露光する露光装置が提供される。 According to the first aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus that exposes a substrate, the first optical unit that irradiates the first irradiation area with the patterned first exposure light, and the pattern simultaneously with the first exposure light. And a second optical unit capable of irradiating the substrate with the second exposure light and setting the second irradiation region at a position different from the first irradiation region, and forming a chip constituting the device on the substrate In parallel with the operation of exposing the first shot area with the first exposure light, an exposure apparatus is provided that exposes the second shot area in which no chip is formed on the substrate with the second exposure light.
本発明の第2の態様に従えば、パターン化された第1露光光で複数の第1ショット領域の露光動作が行われている基板上で、第1ショット領域と基板のエッジとの間の第1露光光が照射されない第2ショット領域を、パターン化された第2露光光で露光する露光装置が提供される。 According to the second aspect of the present invention, on the substrate on which the exposure operation of the plurality of first shot regions is performed with the patterned first exposure light, between the first shot region and the edge of the substrate. An exposure apparatus that exposes a second shot region that is not irradiated with the first exposure light with the patterned second exposure light is provided.
本発明の第3の態様に従えば、第1マスクによってパターン化された第1露光光で複数の第1ショット領域の露光動作が行われている基板上で、第1ショット領域と基板のエッジとの間の第1露光光が照射されない第2ショット領域を、第1マスクのパターン密度とほぼ同じパターン密度の第2マスクによってパターン化された第2露光光で露光する露光装置が提供される。 According to the third aspect of the present invention, the first shot region and the edge of the substrate are exposed on the substrate on which the exposure operation of the plurality of first shot regions is performed with the first exposure light patterned by the first mask. An exposure apparatus that exposes a second shot region that is not irradiated with the first exposure light between the first exposure light and the second exposure light patterned by a second mask having a pattern density substantially the same as the pattern density of the first mask. .
本発明の第4の態様に従えば、パターン化された第1露光光で複数の第1ショット領域の露光動作が行われている基板上で、複数の第1ショット領域が設定される有効露光範囲の外側の第2ショット領域を、少なくとも密度が可変のパターン化された第2露光光で露光する露光装置が提供される。 According to the fourth aspect of the present invention, effective exposure in which a plurality of first shot areas are set on a substrate on which an exposure operation of the plurality of first shot areas is performed with patterned first exposure light. An exposure apparatus is provided that exposes a second shot area outside the range with a patterned second exposure light having at least a variable density.
本発明の第5の態様に従えば、基板の有効露光範囲内の複数の第1ショット領域を、パターン化された第1露光光で露光する露光動作の少なくとも一部と並行して、基板上で有効露光範囲外の第2ショット領域を、パターン化された第2露光光で露光する動作を実行する露光装置が提供される。 According to the fifth aspect of the present invention, the plurality of first shot regions within the effective exposure range of the substrate are exposed on the substrate in parallel with at least a part of the exposure operation for exposing with the patterned first exposure light. An exposure apparatus is provided that performs an operation of exposing a second shot region outside the effective exposure range with the patterned second exposure light.
本発明の第6の態様に従えば、上記態様の露光装置を用いて基板を露光することと、露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法が提供される。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method including exposing a substrate using the exposure apparatus of the above aspect and developing the exposed substrate.
本発明の第7の態様に従えば、基板を露光する露光方法であって、基板上でデバイスを構成するチップが形成可能な第1ショット領域を、第1照射領域に照射されるパターン化された第1露光光で露光することと、第1ショット領域の露光動作と並行して、基板上でチップが形成されない第2ショット領域を、第1照射領域と位置が異なる第2照射領域に照射されるパターン化された第2露光光で露光することと、を含む露光方法が提供される。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an exposure method for exposing a substrate, wherein a first shot region where a chip constituting a device can be formed on the substrate is patterned to irradiate the first irradiation region. In parallel with the exposure with the first exposure light and the exposure operation of the first shot region, the second irradiation region where the chip is not formed on the substrate is irradiated to the second irradiation region whose position is different from the first irradiation region. And exposing with a patterned second exposure light.
本発明の第8の態様に従えば、パターン化された第1露光光で複数の第1ショット領域の露光動作が行われている基板上で、第1ショット領域と基板のエッジとの間の第1露光光が照射されない第2ショット領域を、パターン化された第2露光光で露光する露光方法が提供される。 According to the eighth aspect of the present invention, on the substrate on which the exposure operation of the plurality of first shot regions is performed with the patterned first exposure light, between the first shot region and the edge of the substrate. An exposure method is provided in which a second shot region that is not irradiated with the first exposure light is exposed with the patterned second exposure light.
本発明の第9の態様に従えば、第1マスクによってパターン化された第1露光光で複数の第1ショット領域の露光動作が行われている基板上で、第1ショット領域と基板のエッジとの間の第1露光光が照射されない第2ショット領域を、第1マスクのパターン密度とほぼ同じパターン密度の第2マスクによってパターン化された第2露光光で露光する露光方法が提供される。 According to the ninth aspect of the present invention, the first shot region and the edge of the substrate are exposed on the substrate on which the exposure operation of the plurality of first shot regions is performed with the first exposure light patterned by the first mask. An exposure method is provided in which a second shot region that is not irradiated with the first exposure light between the first exposure light and the second exposure light patterned with a second mask having a pattern density substantially the same as the pattern density of the first mask is exposed. .
本発明の第10の態様に従えば、パターン化された第1露光光で複数の第1ショット領域の露光動作が行われている基板上で、複数の第1ショット領域が設定される有効露光範囲の外側の第2ショット領域を、少なくとも密度が可変のパターン化された第2露光光で露光する露光方法が提供される。 According to the tenth aspect of the present invention, effective exposure in which a plurality of first shot areas are set on a substrate on which an exposure operation of the plurality of first shot areas is performed with patterned first exposure light. There is provided an exposure method for exposing a second shot region outside the range with a patterned second exposure light having at least a variable density.
本発明の第11の態様に従えば、基板の有効露光範囲内の複数の第1ショット領域を、パターン化された第1露光光で露光する露光動作の少なくとも一部と並行して、基板上で有効露光範囲外の第2ショット領域を、パターン化された第2露光光で露光する動作を実行する露光方法が提供される。 According to the eleventh aspect of the present invention, the plurality of first shot regions within the effective exposure range of the substrate are exposed on the substrate in parallel with at least a part of the exposure operation for exposing with the patterned first exposure light. An exposure method for performing an operation of exposing the second shot area outside the effective exposure range with the patterned second exposure light is provided.
本発明の第12の態様に従えば、上記態様の露光方法を用いて基板を露光することと、露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法が提供される。 According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method including exposing a substrate using the exposure method of the above aspect and developing the exposed substrate.
本発明によれば、スループットの低下を抑制し、デバイスを良好に形成できる。 According to the present invention, a reduction in throughput can be suppressed and a device can be satisfactorily formed.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下の説明においては、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。水平面内の所定方向をX軸方向、水平面内においてX軸方向と直交する方向をY軸方向、X軸方向及びY軸方向のそれぞれと直交する方向(すなわち鉛直方向)をZ軸方向とする。また、X軸、Y軸、及びZ軸まわりの回転(傾斜)方向をそれぞれ、θX、θY、及びθZ方向とする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto. In the following description, an XYZ orthogonal coordinate system is set, and the positional relationship of each member will be described with reference to this XYZ orthogonal coordinate system. A predetermined direction in the horizontal plane is defined as the X-axis direction, a direction orthogonal to the X-axis direction in the horizontal plane is defined as the Y-axis direction, and a direction orthogonal to each of the X-axis direction and Y-axis direction (that is, the vertical direction) is defined as the Z-axis direction. Further, the rotation (inclination) directions around the X axis, Y axis, and Z axis are the θX, θY, and θZ directions, respectively.
<第1実施形態>
第1実施形態について説明する。図1は、第1実施形態に係る露光装置EXの一例を示す概略構成図である。図1において、露光装置EXは、パターン化された第1露光光L1を第1照射領域PR1に照射する第1光学ユニット1と、第1露光光L1と同時にパターン化された第2露光光L2を基板Pに照射可能で、第1照射領域PR1と異なる位置に第2照射領域PR2が設定される第2光学ユニット2と、露光装置EX全体の動作を制御する制御装置5とを備えている。制御装置5は、例えばコンピュータシステムを含む。
<First Embodiment>
A first embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic block diagram that shows an example of an exposure apparatus EX according to the first embodiment. In FIG. 1, the exposure apparatus EX includes a first
基板Pは、デバイスを構成するチップを製造するための基板であって、例えばシリコンウエハのような半導体ウエハ等の基材に感光膜Rgが形成されたものを含む。感光膜Rgは、感光材(フォトレジスト)の膜である。 The substrate P is a substrate for manufacturing a chip constituting a device, and includes a substrate in which a photosensitive film Rg is formed on a base material such as a semiconductor wafer such as a silicon wafer. The photosensitive film Rg is a film of a photosensitive material (photoresist).
本実施形態において、露光装置EXは、基板P上でデバイスを構成するチップが形成可能な第1ショット領域NSをパターン化された第1露光光L1で露光する動作と並行して、基板P上でチップが形成されない第2ショット領域ESをパターン化された第2露光光L2で露光する。 In the present embodiment, the exposure apparatus EX performs exposure on the substrate P in parallel with the operation of exposing the first shot region NS on which the chip constituting the device can be formed on the substrate P with the patterned first exposure light L1. Then, the second shot area ES where no chip is formed is exposed with the patterned second exposure light L2.
第1光学ユニット1は、パターン化された第1露光光L1を射出する射出部(射出面)7を有する第1終端光学素子16を備え、その第1終端光学素子16から射出された第1露光光L1を、基板Pにおける第1照射領域PR1に照射可能である。
The first
第2光学ユニット2は、パターン化された第2露光光L2を射出する射出部(射出面)9を有する第2終端光学素子23を備え、その第2終端光学素子23から射出された第2露光光L2を、基板Pにおける第2照射領域PR2に照射可能である。
The second
露光装置EXは、基板Pを保持しながら移動可能な基板ステージ6を備えている。基板ステージ6は、基板Pを保持した状態で、第1終端光学素子16から射出される第1露光光L1の照射位置、及び第2終端光学素子23から射出される第2露光光L2の照射位置に移動可能である。基板ステージ6は、保持した基板Pを、第1終端光学素子16の射出部7と対向する位置、及び第2終端光学素子23の射出部9と対向する位置に配置可能である。
The exposure apparatus EX includes a
第2光学ユニット2の第2終端光学素子23は、第1光学ユニット1の第1終端光学素子16と対向する位置に配置された基板Pの少なくとも一部と対向可能である。第1終端光学素子16の射出部7と第2終端光学素子23の射出部9とが、基板ステージ6に保持された基板Pと同時に対向できるように、第1光学ユニット1と第2光学ユニット2との位置関係が定められる。
The second terminal
本実施形態においては、第2光学ユニット2は、第2露光光L2を射出する射出部9をそれぞれ有する第1〜第4露光部2A〜2Dを備える。すなわち、第2光学ユニット2は、射出部9を4つ有し、基板P上で位置が異なる4つの第2照射領域PR2のそれぞれに第2露光光L2を同時に照射可能である。
In the present embodiment, the second
本実施形態においては、第1光学ユニット1は、第1マスクM1によって第1露光光L1をパターン化し、第2光学ユニット2は、第2マスクM2によって第2露光光L2をパターン化する。第1マスクM1は、第1露光光L1をパターン化するためのパターン(チップパターン)が形成されたレチクルを含む。また、第2マスクM2は、第2露光光L2をパターン化するためのパターンが形成されたレチクルを含む。レチクルは、例えばガラス板等の透明板にクロム等の遮光膜を用いて所定パターンが形成された透過型マスクを含む。この透過型マスクは、遮光膜でパターンが形成されるバイナリーマスクに限られず、例えばハーフトーン型、あるいは空間周波数変調型などの位相シフトマスクも含む。また、本実施形態においては、第1マスクM1及び第2マスクM2として、透過型マスクを用いるが、反射型マスクを用いてもよい。
In the present embodiment, the first
図2及び図3を参照して、第1ショット領域NS及び第2ショット領域ESについて説明する。図2は、基板P上の第1ショット領域NS及び第2ショット領域ESを説明するための平面図、図3は、図2の一部を拡大した図である。 The first shot region NS and the second shot region ES will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a plan view for explaining the first shot area NS and the second shot area ES on the substrate P, and FIG. 3 is an enlarged view of a part of FIG.
第1ショット領域NSは、基板P上で製品となるデバイスを構成するチップが形成される領域である。第1ショット領域NSは、チップが形成可能な領域であり、チップを形成可能な所定の大きさを有する。基板P上で第1ショット領域NSにチップを形成するために、第1ショット領域NSは、第1光学ユニット1によって、チップパターンにパターン化された第1露光光L1で露光される。
The first shot area NS is an area in which chips constituting a product device on the substrate P are formed. The first shot area NS is an area where a chip can be formed, and has a predetermined size capable of forming a chip. In order to form a chip in the first shot area NS on the substrate P, the first shot area NS is exposed by the first
第1ショット領域NSは、基板Pの表面のエッジ近傍の領域を除く、基板Pの有効露光範囲の内側に配置される。有効露光範囲は、基板Pの表面の中央を含む、感光膜Rgで形成された基板Pの表面の大部分の範囲である。有効露光範囲は、第1ショット領域NSを配置可能な範囲であり、チップパターンを所望の精度で形成可能な範囲である。 The first shot area NS is arranged inside the effective exposure range of the substrate P excluding the area near the edge of the surface of the substrate P. The effective exposure range is the most range of the surface of the substrate P formed of the photosensitive film Rg including the center of the surface of the substrate P. The effective exposure range is a range in which the first shot area NS can be arranged, and is a range in which a chip pattern can be formed with a desired accuracy.
本実施形態においては、露光される基板Pを製造するために、基板Pに感光膜Rgを形成する処理が実行された後、基板Pのエッジに存在する感光膜Rgを除去するエッジリンス処理が実行される。基板Pの表面のエッジ近傍には、感光膜Rgが存在しない輪帯状のエッジリンス領域及びその内側の所定幅の輪帯状のマージン領域を含む非有効露光範囲が存在する。非有効露光範囲は、チップパターンを所望の精度で形成することが困難な範囲である。本実施形態において、有効露光範囲は、非有効露光範囲の内側の範囲である。なお、本実施形態においては、非有効露光範囲が、エッジリンスされたエッジリンス領域を含むものとするが、エッジリンスされていなくてもよい。 In this embodiment, in order to manufacture the substrate P to be exposed, after the process of forming the photosensitive film Rg on the substrate P is executed, the edge rinse process of removing the photosensitive film Rg existing on the edge of the substrate P is performed. Executed. Near the edge of the surface of the substrate P, there is an ineffective exposure range including a ring-shaped edge rinse region where the photosensitive film Rg does not exist and a ring-shaped margin region having a predetermined width inside thereof. The ineffective exposure range is a range in which it is difficult to form a chip pattern with a desired accuracy. In the present embodiment, the effective exposure range is a range inside the non-effective exposure range. In the present embodiment, the ineffective exposure range includes the edge-rinsed edge-rinsed region, but it may not be edge-rinsed.
本実施形態においては、第1ショット領域NSは、基板Pの表面の有効露光範囲内に、マトリクス状に複数設定される。本実施形態においては、第1ショット領域NSのそれぞれは、ほぼ同じ大きさ及びほぼ同じ形状である。第1ショット領域NSは、XY平面内においてほぼ長方形であり、X軸方向に関して大きさWXを有し、Y軸方向に関して大きさWYを有する。 In the present embodiment, a plurality of first shot areas NS are set in a matrix within the effective exposure range on the surface of the substrate P. In the present embodiment, each of the first shot areas NS has substantially the same size and substantially the same shape. The first shot region NS is substantially rectangular in the XY plane, has a size WX in the X-axis direction, and has a size WY in the Y-axis direction.
第2ショット領域ESは、基板P上でチップが形成されない領域である。第2ショット領域ESは、チップが配置不可能(形成不可能)な領域であり、第1ショット領域NSより小さい。すなわち、第1ショット領域NSに配置可能なチップは、第2ショット領域ESにおいて、その一部が基板Pの外側(有効露光範囲の外側)にはみ出す。第2ショット領域ESは、基板P上で第1ショット領域NSと基板Pのエッジとの間に位置して、製品となるチップを形成するための第1露光光L1が照射されない。第2ショット領域ESは、第2光学ユニット2によって、所定パターンにパターン化された第2露光光L2で露光される。
The second shot area ES is an area where no chip is formed on the substrate P. The second shot area ES is an area where chips cannot be arranged (cannot be formed) and is smaller than the first shot area NS. That is, a part of the chip that can be arranged in the first shot area NS protrudes outside the substrate P (outside the effective exposure range) in the second shot area ES. The second shot region ES is located on the substrate P between the first shot region NS and the edge of the substrate P, and is not irradiated with the first exposure light L1 for forming a chip to be a product. The second shot area ES is exposed by the second
第2ショット領域ESは、有効露光範囲に配置された第1ショット領域NSと基板Pのエッジとの間に複数配置される。本実施形態においては、第2ショット領域ESの少なくとも一部は、基板Pの有効露光範囲の外側に複数設定される。有効露光範囲の外側は、上述の非有効露光範囲を含む。 A plurality of second shot areas ES are arranged between the first shot area NS arranged in the effective exposure range and the edge of the substrate P. In the present embodiment, at least a part of the second shot area ES is set outside the effective exposure range of the substrate P. The outside of the effective exposure range includes the above-described non-effective exposure range.
以下の説明において、第1ショット領域NSを適宜、ノーマルショット領域NS、と称し、第2ショット領域ESを適宜、エッジショット領域ES、と称する。 In the following description, the first shot area NS is appropriately referred to as a normal shot area NS, and the second shot area ES is appropriately referred to as an edge shot area ES.
図1を参照して、第1光学ユニット1について説明する。第1光学ユニット1は、第1マスクM1を保持しながら移動可能な第1マスクステージ13と、基板Pを保持しながら移動可能な基板ステージ6と、第1マスクステージ13及び基板ステージ6の位置情報を計測する干渉計システム14と、第1マスクM1を第1露光光L1で照明する第1照明系IL1と、第1露光光L1で照明された第1マスクM1のパターンの像を基板Pに投影する第1投影光学系PL1とを備えている。
The first
第1照明系IL1は、第1マスクM1における第1照明領域IR1を均一な照度分布の第1露光光L1で照明する。第1照明系IL1から射出される第1露光光L1としては、例えば水銀ランプから射出される輝線(g線、h線、i線)及びKrFエキシマレーザ光(波長248nm)等の遠紫外光(DUV光)、ArFエキシマレーザ光(波長193nm)及びF2レーザ光(波長157nm)等の真空紫外光(VUV光)等が用いられる。本実施形態においては、第1露光光L1として、紫外光(真空紫外光)であるArFエキシマレーザ光が用いられる。 The first illumination system IL1 illuminates the first illumination region IR1 in the first mask M1 with the first exposure light L1 having a uniform illuminance distribution. Examples of the first exposure light L1 emitted from the first illumination system IL1 include far ultraviolet light (g-line, h-line, i-line) and KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) emitted from a mercury lamp (for example) DUV light), vacuum ultraviolet light (VUV light) such as ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) and F 2 laser light (wavelength 157 nm) are used. In the present embodiment, ArF excimer laser light, which is ultraviolet light (vacuum ultraviolet light), is used as the first exposure light L1.
また、第1照明系IL1は、例えば米国特許第6597002号明細書に開示されているような、第1マスクM1における第1照明領域IR1を調整可能な調整機構15を備えている。調整機構15は、第1照明領域IR1の大きさ、位置及び形状を調整可能である。調整機構15は、第1マスクM1における第1照明領域IR1を調整することによって、基板Pにおける第1照射領域PR1の大きさ、位置及び形状を調整することができる。
The first illumination system IL1 includes an
第1マスクステージ13は、第1マスクM1を着脱可能な保持部13Hを有し、保持部13Hに第1マスクM1を保持した状態で、少なくともX軸、Y軸及びθZ方向の3つの方向に移動可能である。第1マスクステージ13は、リニアモータ等のアクチュエータを含む駆動システム13Dの作動によって移動する。干渉計システム14のレーザ干渉計14Aは、第1マスクステージ13に設けられている計測ミラー13Rを用いて、第1マスクステージ13のX軸、Y軸及びθZ方向に関する位置情報を計測する。制御装置5は、干渉計システム14の計測結果に基づいて、駆動システム13Dを作動し、第1マスクステージ13に保持されている第1マスクM1の位置制御を行う。
The
第1投影光学系PL1は、第1マスクM1のパターンの像を所定の投影倍率で基板Pに投影する。第1投影光学系PL1の複数の光学素子は、鏡筒に保持されている。本実施形態の第1投影光学系PL1は、その投影倍率が例えば1/4、1/5又は1/8等の縮小系である。なお、第1投影光学系PL1は、等倍系及び拡大系のいずれでもよい。本実施形態においては、第1投影光学系PL1の光軸はZ軸と平行である。また、第1投影光学系PL1は、反射光学素子を含まない屈折系、屈折光学素子を含まない反射系、反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折系のいずれであってもよい。また、第1投影光学系PL1は、倒立像と正立像とのいずれを形成してもよい。 The first projection optical system PL1 projects the pattern image of the first mask M1 onto the substrate P at a predetermined projection magnification. The plurality of optical elements of the first projection optical system PL1 are held by a lens barrel. The first projection optical system PL1 of the present embodiment is a reduction system whose projection magnification is, for example, 1/4, 1/5, or 1/8. The first projection optical system PL1 may be either an equal magnification system or an enlargement system. In the present embodiment, the optical axis of the first projection optical system PL1 is parallel to the Z axis. The first projection optical system PL1 may be any of a refractive system that does not include a reflective optical element, a reflective system that does not include a refractive optical element, and a catadioptric system that includes a reflective optical element and a refractive optical element. Further, the first projection optical system PL1 may form either an inverted image or an erect image.
第1投影光学系PL1の複数の光学素子のうち、第1投影光学系PL1の像面に最も近い第1終端光学素子16は、基板Pに照射するためのパターン化された第1露光光L1を射出する射出部7を有する。第1終端光学素子16の射出部7と基板ステージ6に保持された基板Pの表面とは対向可能であり、基板ステージ6は、第1終端光学素子16に対して基板Pを保持しながら移動可能である。
Of the plurality of optical elements of the first projection optical system PL1, the first terminal optical element 16 closest to the image plane of the first projection optical system PL1 is patterned first exposure light L1 for irradiating the substrate P. It has an injection part 7 which injects. The exit portion 7 of the first terminal optical element 16 and the surface of the substrate P held by the
基板ステージ6は、基板Pを着脱可能な保持部6Hを有し、保持部6Hに基板Pを保持した状態で、定盤10上において、X軸、Y軸、Z軸、θX、θY及びθZ方向の6つの方向に移動可能である。本実施形態においては、基板ステージ6は、基板Pの表面とXY平面とがほぼ平行となるように、基板Pを保持する。基板ステージ6は、リニアモータ等のアクチュエータを含む駆動システム6Dの作動によって移動する。干渉計システム14のレーザ干渉計14Bは、基板ステージ6に設けられている計測ミラー6Rを用いて、基板ステージ6のX軸、Y軸及びθZ方向に関する位置情報を計測する。また、基板ステージ6に保持された基板Pの表面の面位置情報(θX、θY及びZ軸方向に関する位置情報)が、フォーカス・レベリング検出システム24によって検出される。本実施形態において、フォーカス・レベリング検出システム24は、斜入射方式であり、Z軸に対して傾斜した方向から基板Pに検出光を照射する投射器24Aと、基板Pで反射した検出光を受光可能な受光器24Bとを含む。制御装置5は、干渉計システム14の計測結果及びフォーカス・レベリング検出システム24の検出結果に基づいて、駆動システム6Dを作動し、基板ステージ6に保持されている基板Pの位置制御を行う。
The
また、露光装置EXは、基板ステージ6に保持された基板Pの少なくともノーマルショット領域NSの位置情報を検出するアライメントシステム17を備えている。アライメントシステム17は、ノーマルショット領域NSに対応して基板Pに形成されているアライメントマークを検出可能である。制御装置5は、干渉計システム14で基板ステージ6の位置情報をモニタしながら、アライメントシステム17で基板Pのアライメントマークを検出することによって、干渉計システム14によって規定されるXY平面内におけるノーマルショット領域NSの位置情報を検出可能である。アライメントシステム17は、例えば米国特許第5493403号明細書に開示されているような、FIA(Field Image Alignment)方式のアライメントシステムを採用する。
The exposure apparatus EX also includes an
本実施形態においては、制御装置5は、アライメントシステム17の検出結果を用いて、例えば米国特許第4780617号明細書に開示されているようなEGA(エンハンスド・グローバル・アライメント)処理を実行して、ノーマルショット領域NS及びエッジショット領域ESそれぞれの位置情報(ノーマルショット領域NSとエッジショット領域ESとの位置関係を含む)を導出することができる。
In the present embodiment, the control device 5 executes an EGA (enhanced global alignment) process as disclosed in, for example, US Pat. No. 4,780,617 using the detection result of the
また、露光装置EXは、例えば米国特許出願公開第2002/0041377号明細書に開示されているような、第1投影光学系PL1による空間像を計測する空間像計測システム18を備えている。空間像計測システム18の受光部(光学部材、スリット板)は、第1投影光学系PL1の光射出側(像面側)に配置され、空間像計測システム18は、第1露光光L1の第1照射領域PR1の位置(第1投影光学系PL1によるパターンの像の投影位置)を検出する。本実施形態においては、空間像計測システム18の受光部は、基板ステージ6に配置されている。
The exposure apparatus EX includes an aerial
第1光学ユニット1で基板Pのノーマルショット領域NSを露光する際、制御装置5は、干渉計システム14で基板ステージ6の位置情報をモニタしながら、アライメントシステム17で基板ステージ6に保持された基板Pに形成されているアライメントマークを検出して、干渉計システム14によって規定されるXY平面内におけるノーマルショット領域NSの位置情報を検出する。また、制御装置5は、干渉計システム14で基板ステージ6の位置情報をモニタしながら、空間像計測システム18で第1投影光学系PL1の空間像を検出して、干渉計システム14によって規定されるXY平面内における第1投影光学系PL1によるパターンの像の投影位置を検出する。制御装置5は、アライメントシステム17及び空間像計測システム18を用いて求めた、ノーマルショット領域NS及び第1投影光学系PL1によるパターンの像の投影位置の位置情報に基づいて、ノーマルショット領域NSの位置と第1投影光学系PL1によるパターンの像の投影位置との位置関係を調整して、ノーマルショット領域NSのそれぞれを、パターン化された第1露光光L1で露光する。
When exposing the normal shot region NS of the substrate P with the first
本実施形態においては、ノーマルショット領域NSの露光動作は、Y軸方向に関して基板Pと第1照射領域PR1とを相対移動して、ノーマルショット領域NSを第1露光光L1で走査露光することを含む。本実施形態においては、制御装置5は、第1終端光学素子16の射出部7から射出される第1露光光L1の第1照射領域(第1投影光学系PL1の投影領域)PR1に対して基板PをY軸方向に移動するとともに、その基板PのY軸方向への移動と同期して、第1照明系IL1の第1照明領域IR1に対して第1マスクM1をY軸方向に移動しつつ、第1投影光学系PL1を介して基板Pのノーマルショット領域NSに第1露光光L1を照射して、その基板Pのノーマルショット領域NSを第1露光光L1で露光する。これにより、基板Pのノーマルショット領域NSに第1マスクM1のパターンの像が投影され、ノーマルショット領域NSに第1マスクM1に基づくパターンが生成される。 In the present embodiment, the normal shot region NS is exposed by scanning the normal shot region NS with the first exposure light L1 by relatively moving the substrate P and the first irradiation region PR1 in the Y-axis direction. Including. In the present embodiment, the control device 5 applies to the first irradiation region (projection region of the first projection optical system PL1) PR1 of the first exposure light L1 emitted from the emission unit 7 of the first terminal optical element 16. The substrate P is moved in the Y-axis direction, and the first mask M1 is moved in the Y-axis direction with respect to the first illumination region IR1 of the first illumination system IL1 in synchronization with the movement of the substrate P in the Y-axis direction. However, the normal shot region NS of the substrate P is irradiated with the first exposure light L1 via the first projection optical system PL1, and the normal shot region NS of the substrate P is exposed with the first exposure light L1. Thereby, an image of the pattern of the first mask M1 is projected on the normal shot area NS of the substrate P, and a pattern based on the first mask M1 is generated on the normal shot area NS.
第1マスクM1は、チップパターンが形成されたパターン形成領域を有する。本実施形態においては、第1マスクM1のパターン形成領域には、基板P上で製品となるデバイスを構成するチップを形成するためのチップパターンが、1つのチップ分だけ配置されている。 The first mask M1 has a pattern formation region in which a chip pattern is formed. In the present embodiment, in the pattern formation region of the first mask M1, a chip pattern for forming a chip constituting a device that is a product on the substrate P is arranged for one chip.
ノーマルショット領域NSは、第1光学ユニット1における走査露光において、走査露光開始直後に第1照射領域PR1の後端がノーマルショット領域NSの前端と一致する第1位置と、走査露光終了直前に照射領域PR1の前端がノーマルショット領域NSの後端と一致する第2位置とを含む。走査露光における第1マスクM1のパターン形成領域の前端と後端とを含むパターン形成領域の全域のパターンの像は、一回の走査動作で、ノーマルショット領域NSに収まる。すなわち、本実施形態においては、1つのノーマルショット領域NSに、1つのチップが形成される。
The normal shot area NS is irradiated with the first position where the rear end of the first irradiation area PR1 coincides with the front end of the normal shot area NS immediately after the start of the scanning exposure and immediately before the end of the scanning exposure in the scanning exposure in the first
次に、第2光学ユニット2について説明する。図4は、第2光学ユニット2を示す斜視図、図5は、第1露光部2Aを示す概略構成図である。図1、図4及び図5において、第2光学ユニット2は、基板ステージ6に保持された基板Pのエッジショット領域ESを、第2マスクM2によってパターン化された第2露光光L2で露光する第1、第2、第3、第4露光部2A、2B、2C、2Dを有する。第2光学ユニット2は、第1〜第4露光部2A〜2Dを用いて、基板P上で位置が異なる4つの第2照射領域PR2のそれぞれに第2露光光L2を同時に照射可能である。
Next, the second
第1〜第4露光部2A〜2Dは、第1光学ユニット1の第1投影光学系PL1の近傍に配置されている。第1〜第4露光部2A〜2Dは、第1投影光学系PL1の周囲に配置されている。本実施形態においては、第1露光部2Aは、第1投影光学系PL1の光軸に対して第1投影光学系PL1の−X側に配置され、第2露光部2Bは、−Y側に配置され、第3露光部2Cは、+X側に配置され、第4露光部2Dは、+Y側に配置されている。
The first to
本実施形態においては、第1、第2、第3、第4露光部2A、2B、2C、2Dは同等の構成を有する。以下の説明においては、主に第1露光部2Aについて説明し、第2〜第4露光部2B〜2Dについての説明は省略する。
In the present embodiment, the first, second, third, and
第1露光部2Aは、第2マスクM2を保持しながら移動可能な第2マスクステージ20と、第2マスクステージ20の位置情報を計測する干渉計システム21と、第2マスクM2を第2露光光L2で照明する第2照明系IL2と、第2露光光L2で照明された第2マスクM2のパターンの像を基板Pに投影する第2投影光学系PL2とを備えている。
The
第2照明系IL2は、第2マスクM2における第2照明領域IR2を均一な照度分布の第2露光光L2で照明する。第2照明系IL2から射出される第2露光光L2としては、例えば水銀ランプから射出される輝線(g線、h線、i線)及びKrFエキシマレーザ光(波長248nm)等の遠紫外光(DUV光)、ArFエキシマレーザ光(波長193nm)及びF2レーザ光(波長157nm)等の真空紫外光(VUV光)等が用いられる。本実施形態においては、第1露光光L1の波長と、第2露光光L2の波長とは、ほぼ同じである。すなわち、本実施形態においては、第2露光光L2として、ArFエキシマレーザ光が用いられる。本実施形態においては、不図示の光源装置(レーザ装置)から射出されたArFエキシマレーザ光が、光ファイバ等の導光部材によって第2照明系IL2に供給される。 The second illumination system IL2 illuminates the second illumination region IR2 in the second mask M2 with the second exposure light L2 having a uniform illuminance distribution. As the second exposure light L2 emitted from the second illumination system IL2, for example, far ultraviolet light (g-line, h-line, i-line) and KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) emitted from a mercury lamp ( DUV light), vacuum ultraviolet light (VUV light) such as ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) and F 2 laser light (wavelength 157 nm) are used. In the present embodiment, the wavelength of the first exposure light L1 and the wavelength of the second exposure light L2 are substantially the same. That is, in the present embodiment, ArF excimer laser light is used as the second exposure light L2. In the present embodiment, ArF excimer laser light emitted from a light source device (laser device) (not shown) is supplied to the second illumination system IL2 by a light guide member such as an optical fiber.
また、第2照明系IL2は、第2マスクM2における第2照明領域IR2を調整する調整機構22を有する。本実施形態においては、調整機構22は、第2マスクM2の近傍に配置された、開口22Kを有するブラインド部材22Aと、開口22Kに対して移動可能なブレード部材22Bとを含む。調整機構22は、開口22Kに対してブレード部材22Bを移動することによって、第2照明領域IR2の大きさ、位置及び形状を調整可能である。調整機構22は、第2マスクM2における第2照明領域IR2を調整することによって、基板Pにおける第2照射領域PR2の大きさ、位置及び形状を調整することができる。なお、調整機構22として、例えば米国特許第6597002号明細書に開示されているような調整機構を用いることができる。
Further, the second illumination system IL2 has an
第2マスクステージ20は、第2マスクM2を着脱可能な保持部20Hを有し、保持部20Hに第2マスクM2を保持した状態で、少なくともX軸、Y軸及びθZ方向の3つの方向に移動可能である。第2マスクステージ20は、リニアモータ等のアクチュエータを含む駆動システム20Dの作動によって移動する。干渉計システム21のレーザ干渉計は、第2マスクステージ20に設けられている計測ミラー20Rを用いて、第2マスクステージ20のX軸、Y軸及びθZ方向に関する位置情報を計測する。制御装置5は、干渉計システム21の計測結果に基づいて、駆動システム20Dを作動し、第2マスクステージ20に保持されている第2マスクM2の位置制御を行う。
The
第2投影光学系PL2は、第2マスクM2のパターンの像を所定の投影倍率で基板Pに投影する。第2投影光学系PL2の複数の光学素子は、鏡筒に保持されている。本実施形態の第2投影光学系PL2は、その投影倍率が例えば1/4、1/5又は1/8等の縮小系である。なお、第2投影光学系PL2は、等倍系及び拡大系のいずれでもよい。本実施形態においては、第2投影光学系PL2の光軸はZ軸と平行である。また、第2投影光学系PL2は、反射光学素子を含まない屈折系、屈折光学素子を含まない反射系、反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折系のいずれであってもよい。また、第2投影光学系PL2は、倒立像と正立像とのいずれを形成してもよい。 The second projection optical system PL2 projects the pattern image of the second mask M2 onto the substrate P at a predetermined projection magnification. The plurality of optical elements of the second projection optical system PL2 are held by a lens barrel. The second projection optical system PL2 of the present embodiment is a reduction system whose projection magnification is, for example, 1/4, 1/5, or 1/8. Note that the second projection optical system PL2 may be either an equal magnification system or an enlargement system. In the present embodiment, the optical axis of the second projection optical system PL2 is parallel to the Z axis. The second projection optical system PL2 may be any of a refractive system that does not include a reflective optical element, a reflective system that does not include a refractive optical element, and a catadioptric system that includes a reflective optical element and a refractive optical element. Further, the second projection optical system PL2 may form either an inverted image or an erect image.
本実施形態においては、第1投影光学系PL1の投影倍率と、第2投影光学系PL2の投影倍率とは、ほぼ同じである。 In the present embodiment, the projection magnification of the first projection optical system PL1 and the projection magnification of the second projection optical system PL2 are substantially the same.
第2投影光学系PL2の複数の光学素子のうち、第2投影光学系PL2の像面に最も近い第2終端光学素子23は、基板Pに照射するためのパターン化された第2露光光L2を射出する射出部9を有する。第2終端光学素子23の射出部9と基板ステージ6に保持された基板Pの表面とは対向可能であり、基板ステージ6は、第2終端光学素子23に対して基板Pを保持しながら移動可能である。
Of the plurality of optical elements of the second projection optical system PL2, the second terminal
また、本実施形態においては、第2光学ユニット2は、第1露光部2Aを移動可能な駆動システム26を備えている。駆動システム26は、少なくとも、第2照明系IL2と、第2マスクステージ20と、第2投影光学系PL2と、干渉計システム21との位置関係を維持した状態で、それら第2照明系IL2、第2マスクステージ20、第2投影光学系PL2及び干渉計システム21を、一緒に移動可能である。本実施形態においては、第2照明系IL2、第2マスクステージ20、第2投影光学系PL2及び干渉計システム21等は、チャンバ30内に配置され、所定の支持機構で支持されており、駆動システム26は、そのチャンバ30を移動することによって、第2照明系IL2、第2マスクステージ20、第2投影光学系PL2及び干渉計システム21を、一緒に移動可能である。駆動システム26によって第1露光部2Aが移動することによって、第2露光光L2を射出する第2終端光学素子23の射出部9も移動する。射出部9が移動することによって、第2照射領域PR2も移動する。すなわち、駆動システム26は、第2照射領域PR2の位置を調整可能である。駆動システム26の駆動量(チャンバ30の移動量)は、エンコーダシステムを含む計測システム31で計測される。同様に、第2光学ユニット2は、駆動システム26を用いて、第2、第3、第4露光部2B、2C、2Dのそれぞれを移動可能である。
In the present embodiment, the second
制御装置5は、駆動システム26を用いて、第1照射領域PR1と第2照射領域PR2との位置関係を調整することができる。制御装置5は、計測システム31の計測結果に基づいて、駆動システム26の駆動量を調整することによって、第1照射領域PR1と第2照射領域PR2との位置関係を調整することができる。
The control device 5 can adjust the positional relationship between the first irradiation region PR1 and the second irradiation region PR2 using the
本実施形態においては、エッジショット領域ESの露光動作は、Y軸方向に関して基板Pと第2照射領域PR2とを相対移動して、エッジショット領域ESを第2露光光L2で走査露光することを含む。本実施形態においては、制御装置5は、第2終端光学素子23の射出部9から射出される第2露光光L2の第2照射領域(第2投影光学系PL2の投影領域)PR2に対して基板PをY軸方向に移動するとともに、その基板PのY軸方向への移動と同期して、第2照明系IL2の第2照明領域IR2に対して第2マスクM2をY軸方向に移動しつつ、第2投影光学系PL2を介して基板Pのエッジショット領域ESに第2露光光L2を照射して、その基板Pのエッジショット領域ESを第2露光光L2で露光する。これにより、基板Pのエッジショット領域ESに第2マスクM2のパターンの像が投影され、エッジショット領域ESに第2マスクM2に基づくパターンが生成される。
In the present embodiment, the exposure operation of the edge shot region ES is performed by relatively moving the substrate P and the second irradiation region PR2 with respect to the Y-axis direction, and scanning and exposing the edge shot region ES with the second exposure light L2. Including. In the present embodiment, the control device 5 applies to the second irradiation region (projection region of the second projection optical system PL2) PR2 of the second exposure light L2 emitted from the
第2光学ユニット2は、エッジショット領域ESに生成するパターンを可変とする。本実施形態においては、第2光学ユニット2は、第1光学ユニット1によってノーマルショット領域NSに生成されるパターンに応じて、エッジショット領域ESに生成するパターンを変更する。本実施形態において、第2光学ユニット2は、エッジショット領域ESに生成するパターンの少なくとも密度を変更可能である。本実施形態においては、第2光学ユニット2は、第1光学ユニット1によってノーマルショット領域NSに生成されるパターンとほぼ同じ密度のパターンをエッジショット領域ESに生成する。
The second
本実施形態においては、パターン密度が異なる第2マスクM2が複数用意されており、第2光学ユニット2は、ノーマルショット領域NSに生成されるパターンに応じて、第2マスクM2を交換する。
In the present embodiment, a plurality of second masks M2 having different pattern densities are prepared, and the second
本実施形態において、第2光学ユニット2の第1露光部2Aは、第2マスクステージ20への第2マスクM2の搬入、及び第2マスクステージ20からの第2マスクM2の搬出を実行する搬送部材27Aを含む搬送システム27を備えている。搬送システム27は、パターン密度が異なる第2マスクM2が複数収容されたマスクライブラリ(不図示)と第2マスクステージ20との間で、第2マスクM2を搬送可能である。また、上述のように、第2マスクステージ20は、第2マスクM2を着脱可能である。したがって、第1露光部2Aは、第2マスクM2を着脱可能な第2マスクステージ20と、第2マスクM2を搬送する搬送システム27とを用いて、第2マスクステージ20に対して第2マスクM2を交換可能である。
In the present embodiment, the
制御装置5は、ノーマルショット領域NSに生成されるパターンに応じて、第2マスクステージ13に保持される第2マスクM2を交換する。制御装置5は、ノーマルショット領域NSに生成されるパターンとほぼ同じ密度のパターンがエッジショット領域ESに生成されるように、マスクライブラリに収容されている複数の第2マスクM2の中から、所定の第2マスクM2を選択し、その選択された第2マスクM2を第2マスクステージ20に保持させる。
The control device 5 exchanges the second mask M2 held on the
本実施形態においては、第2光学ユニット2は、第1光学ユニット1で使用される第1マスクM1のパターン密度とほぼ同じパターン密度の第2マスクM2を第2マスクステージ13で保持し、その第2マスクM2によって、第2露光光L2をパターン化する。上述のように、本実施形態においては、第1投影光学系PL1の投影倍率と、第2投影光学系PL2の投影倍率とは、ほぼ同じである。これにより、第2光学ユニット2は、第1光学ユニット1によってノーマルショット領域NSに生成されるパターンとほぼ同じ密度のパターンをエッジショット領域ESに生成することができる。
In the present embodiment, the second
マスクのパターン密度は、一例として、マスクの単位面積当たりに形成される遮光部の割合(占有率)である。換言すれば、マスクのパターン密度は、露光光に対するマスクのパターン形成領域の透過率である。マスクのパターン密度(透過率)は、パターン形成領域における透過率の平均値を含む。なお、マスクのパターン密度は、パターン形成領域内での遮光部と光透過部との比などを含むものとしても良い。 The pattern density of the mask is, for example, a ratio (occupancy ratio) of a light shielding portion formed per unit area of the mask. In other words, the mask pattern density is the transmittance of the mask pattern formation region with respect to the exposure light. The pattern density (transmittance) of the mask includes an average value of the transmittance in the pattern formation region. The pattern density of the mask may include the ratio of the light shielding part to the light transmission part in the pattern formation region.
基板のパターン密度(基板のショット領域に生成されるパターン密度)は、一例として、基板の単位面積当たりに露光光が照射されない部分の割合である。換言すれば、基板のパターン密度は、例えば感光膜Rgがポジ型である場合において、基板の単位面積当たりにおいてパターン(凹部)が形成されない部分の割合である。基板のパターン密度(ショット領域に生成されるパターン密度)は、1つのショット領域当たりにおける露光光が照射されない部分の割合の平均値を含む。なお、基板のパターン密度は、基板上のショット領域内での凹部と凸部との比などを含むものとしても良い。 As an example, the pattern density of the substrate (pattern density generated in the shot region of the substrate) is a ratio of a portion where the exposure light is not irradiated per unit area of the substrate. In other words, the pattern density of the substrate is a ratio of a portion where a pattern (concave portion) is not formed per unit area of the substrate when the photosensitive film Rg is a positive type, for example. The pattern density of the substrate (pattern density generated in the shot area) includes an average value of the ratio of the portions that are not irradiated with the exposure light per shot area. Note that the pattern density of the substrate may include a ratio of a concave portion to a convex portion in a shot region on the substrate.
マスクのパターン密度は、ラインアンドスペースパターンのラインの幅H1とスペースの幅H2との比を変更することによって、変更可能である。例えば、図6(A)に示すように、第2マスクM2に形成されるラインアンドスペースパターンのライン(遮光部)の幅H1とスペース(透過部)の幅H2との比を1:1にすることによって、第2マスクM2のパターン密度を50%にすることができる。また、図6(B)に示すように、第2マスクM2に形成されるラインアンドスペースパターンのラインの幅H1とスペースの幅H2との比を2:1にすることによって、第2マスクM2のパターン密度を約67%にすることができる。 The pattern density of the mask can be changed by changing the ratio of the line width H1 of the line and space pattern to the space width H2. For example, as shown in FIG. 6A, the ratio of the width H1 of the line (light shielding portion) of the line and space pattern formed on the second mask M2 to the width H2 of the space (transmission portion) is 1: 1. By doing so, the pattern density of the second mask M2 can be made 50%. Further, as shown in FIG. 6B, the ratio of the line width H1 of the line and space pattern formed in the second mask M2 to the space width H2 is set to 2: 1, whereby the second mask M2. The pattern density can be about 67%.
また、本実施形態においては、第2光学ユニット2は、第1光学ユニット1によってノーマルショット領域NSに生成されるパターンよりも線幅が太いパターンをエッジショット領域ESに生成する。ノーマルショット領域NSに生成されるパターンの線幅が、例えば65nm〜500nm程度の場合、エッジショット領域ESには、例えば500nm以上の線幅のパターンが生成される。
In the present embodiment, the second
図7は、第1光学ユニット1による第1照射領域PR1と第2光学ユニット2による第2照射領域PR2との位置関係を説明するための模式図である。図7に示すように、第1露光光L1の第1照射領域PR1は、X軸方向を長手方向とするスリット状である。また、第2露光光L2の第2照射領域PR2は、X軸方向を長手方向とするスリット状である。上述のように、本実施形態においては、基板ステージ6は、基板Pの表面とXY平面とがほぼ平行となるように、基板Pを保持する。その基板ステージ6に保持された基板Pの表面において、第1露光光L1は、X軸方向に長いスリット状の第1照射領域PR1に照射され、第2露光光L2は、X軸方向に長いスリット状の第2照射領域PR2に照射される。
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the positional relationship between the first irradiation region PR1 by the first
第1照射領域PR1と第2照射領域PR2とは、基板Pの表面とほぼ平行なXY平面内において位置が異なるように設定される。具体的には、第2照射領域PR2は、XY平面内でX軸方向に関して第1照射領域PR1と位置が異なるように設定される。あるいは、第2照射領域PR2は、Y軸方向に関して第1照射領域PR1と位置が異なるように設定される。 The first irradiation region PR1 and the second irradiation region PR2 are set so that their positions are different in an XY plane substantially parallel to the surface of the substrate P. Specifically, the second irradiation region PR2 is set to have a position different from that of the first irradiation region PR1 in the X-axis direction in the XY plane. Alternatively, the second irradiation region PR2 is set so that the position is different from the first irradiation region PR1 in the Y-axis direction.
図7に示すように、本実施形態においては、第2照射領域PR2は、第1照射領域PR1の周囲に4つ配置される。その4つの第2照射領域PR2は、X軸方向に関して第1照射領域PR1と位置が異なる第1、第3露光部2A、2Cによる第2照射領域PR2と、Y軸方向に関して第1照射領域PR1と位置が異なる第2、第4露光部2B、2Dによる第2照射領域PR2とを含む。
As shown in FIG. 7, in the present embodiment, four second irradiation regions PR2 are arranged around the first irradiation region PR1. The four second irradiation regions PR2 are different in position from the first irradiation region PR1 in the X-axis direction, the second irradiation region PR2 by the first and
第1、第3露光部2A、2Cによる第2照射領域PR2は、X軸方向に関して第1照射領域PR1の両側に配置されている。第1照射領域PR1と、第1、第3露光部2A、2Cによる第2照射領域PR2とのY軸方向に関する位置はほぼ同じである。
The second irradiation region PR2 by the first and
また、第2、第4露光部2B、2Dによる第2照射領域PR2は、Y軸方向に関して第1照射領域PR1の両側に配置されている。第1照射領域PR1と、第2、第4露光部2B、2Dによる第2照射領域PR2とのX軸方向に関する位置はほぼ同じである。
Further, the second irradiation regions PR2 by the second and
すなわち、本実施形態においては、第2照射領域PR2は、X軸方向に関して第1照射領域PR1の両側、及びY軸方向に関して第1照射領域PR1の両側に配置可能である。 That is, in the present embodiment, the second irradiation region PR2 can be disposed on both sides of the first irradiation region PR1 with respect to the X-axis direction and on both sides of the first irradiation region PR1 with respect to the Y-axis direction.
本実施形態においては、X軸方向に関して第1照射領域PR1と位置が異なる第1、第3露光部2A、2Cによる第2照射領域PR2は、X軸方向に関して、第1照射領域PR1との距離がノーマルショット領域NSの大きさのほぼ整数倍である。すなわち、第1照射領域PR1と第1露光部2Aによる第2照射領域PR2とのX軸方向に関する距離D1は、ノーマルショット領域NSのX軸方向に関する大きさWXのほぼ整数倍であり、第1照射領域PR1と第3露光部2Cによる第2照射領域PR2とのX軸方向に関する距離D3は、ノーマルショット領域NSのX軸方向に関する大きさWXのほぼ整数倍である。
In the present embodiment, the second irradiation region PR2 by the first and
また、本実施形態においては、Y軸方向に関して第1照射領域PR1と位置が異なる第2、第4露光部2B、2Dによる第2照射領域PR2は、Y軸方向に関して、第1照射領域PR1との距離がノーマルショット領域NSの大きさのほぼ整数倍である。すなわち、第1照射領域PR1と第2露光部2Bによる第2照射領域PR2とのY軸方向に関する距離D2は、ノーマルショット領域NSのY軸方向に関する大きさWYのほぼ整数倍であり、第1照射領域PR1と第4露光部2Dによる第2照射領域PR2とのY軸方向に関する距離D4は、ノーマルショット領域NSのY軸方向に関する大きさWYのほぼ整数倍である。
In the present embodiment, the second irradiation region PR2 by the second and
次に、本実施形態に係る露光装置EXの動作の一例について説明する。 Next, an example of the operation of the exposure apparatus EX according to the present embodiment will be described.
基板Pの露光を開始するために、所定の搬送システム(不図示)によって、第1マスクM1が第1マスクステージ13に搬入(ロード)され、その第1マスクステージ13に保持される。また、制御装置5は、搬送システム27を用いて、第1マスクM1のパターン密度とほぼ同じパターン密度の第2マスクM2を、複数(4つ)の第2マスクステージ20のそれぞれに搬入(ロード)する。第2マスクステージ20は、ロードされた第2マスクM2を保持する。
In order to start the exposure of the substrate P, the first mask M1 is loaded (loaded) onto the
露光処理されるべき基板Pが基板ステージ6に搬入(ロード)され、基板ステージ6に保持されると、制御装置5は、アライメントシステム17を用いるノーマルショット領域NS及びエッジショット領域ESの位置情報の検出、空間像計測システム18を用いる第1投影光学系PL1による空間像の計測、及びEGA処理等、所定の処理(計測処理、調整処理を含む)を実行する。
When the substrate P to be exposed is loaded (loaded) onto the
これにより、干渉計システム4によって規定される座標系内における、第1露光光L1の第1照射領域PR1の位置(第1投影光学系PL1による第1マスクM1のパターンの像の投影位置)とノーマルショット領域NSの位置との位置関係が導出される。 Accordingly, the position of the first irradiation region PR1 of the first exposure light L1 within the coordinate system defined by the interferometer system 4 (the projection position of the pattern image of the first mask M1 by the first projection optical system PL1) and A positional relationship with the position of the normal shot area NS is derived.
また、本実施形態においては、制御装置5は、空間像計測システム18を用いて、第2投影光学系PL2による空間像の計測を実行する。制御装置5は、干渉計システム14を用いて、空間像計測システム18の受光部が配置されている基板ステージ6の位置情報を計測しつつ、その基板ステージ6上の空間像計測システム18の受光部で第2投影光学系PL2の射出部9から射出される第2露光光L2を受光して、第2投影光学系PL2による空間像の計測を実行する。これにより、干渉計システム4によって規定される座標系内における、第2露光光L2の第2照射領域PR2の位置(第2投影光学系PL2による第2マスクM2のパターンの像の投影位置)が導出される。また、干渉計システム14によって規定される座標系内における、第1露光光L1の第1照射領域PR1の位置と第2露光光L2の第2照射領域PR2の位置との位置関係、及び第2露光光L2の第2照射領域PR2の位置とエッジショット領域ESの位置との位置関係が導出される。
In the present embodiment, the control device 5 uses the aerial
第1照射領域PR1とノーマルショット領域NSとの位置関係、第2照射領域PR2とエッジショット領域ESとの位置関係、及び第1照射領域PR1と第2照射領域PR2との位置関係が導出された後、制御装置5は、必要に応じて、例えば第1照射領域PR1に対する第2照射領域PR2の位置を調整する。制御装置5は、ノーマルショット領域NSに第1露光光L1が照射されているときにエッジショット領域ESに第2露光光L2が照射され、ノーマルショット領域NSに第2露光光L2が照射されないように、第2照射領域PR2の位置を調整する。第2照射領域PR2の位置は、駆動システム26を用いてチャンバ30を移動することによって調整することができる。制御装置5は、計測システム31の計測結果をモニタしつつ、その計測システム31の計測結果と、上述の導出した位置関係とに基づいて、ノーマルショット領域NSに第1露光光L1が照射されているときにエッジショット領域ESに第2露光光L2が照射され、ノーマルショット領域NSに第2露光光L2が照射されないように、第2照射領域PR2の位置を調整する。
The positional relationship between the first irradiation region PR1 and the normal shot region NS, the positional relationship between the second irradiation region PR2 and the edge shot region ES, and the positional relationship between the first irradiation region PR1 and the second irradiation region PR2 were derived. Then, the control apparatus 5 adjusts the position of 2nd irradiation area | region PR2 with respect to 1st irradiation area | region PR1, for example as needed. The control device 5 prevents the edge shot area ES from being irradiated with the second exposure light L2 while the normal shot area NS is irradiated with the first exposure light L1, and the normal shot area NS is not irradiated with the second exposure light L2. In addition, the position of the second irradiation region PR2 is adjusted. The position of the second irradiation region PR2 can be adjusted by moving the
また、制御装置5は、ノーマルショット領域NSに第1露光光L1が照射されているときにエッジショット領域ESに第2露光光L2が照射され、ノーマルショット領域NSに第2露光光L2が照射されないように、調整機構22を用いて、第2照射領域PR2の大きさ、位置及び形状を調整することができる。
Further, the control device 5 irradiates the edge shot region ES with the second exposure light L2 while the normal shot region NS is irradiated with the first exposure light L1, and the normal shot region NS with the second exposure light L2. As a result, the size, position, and shape of the second irradiation region PR2 can be adjusted using the
制御装置5は、フォーカス・レベリング検出システム24を用いて、基板ステージ6に保持された基板Pの表面の面位置情報を検出する。制御装置5は、フォーカス・レベリング検出システム24の検出結果に基づいて、例えば基板ステージ6を駆動して、第1投影光学系PL1の像面と基板ステージ6に保持された基板Pのノーマルショット領域NSの表面との位置関係(Z軸、θX及びθY方向に関する位置関係)を調整することができる。また、制御装置5は、フォーカス・レベリング検出システム24の検出結果に基づいて、例えば基板ステージ6を駆動して、第2投影光学系PL2の像面と基板ステージ6に保持された基板Pのエッジショット領域ESの表面との位置関係(Z軸、θX及びθY方向に関する位置関係)を調整することができる。本実施形態においては、第2投影光学系PL2の焦点深度は、第1投影光学系PL1の焦点深度より深く、制御装置5は、第1投影光学系PL1の像面と基板Pのノーマルショット領域NSとの位置関係を調整することによって、第2投影光学系PL2の像面と基板Pのエッジショット領域ESとを所望の位置関係にすることができる。
The control device 5 detects surface position information of the surface of the substrate P held on the
また、第1投影光学系PL1の光学特性(結像特性)を調整可能な結像特性調整装置を設けることにより、その結像特性調整装置を用いて、第1投影光学系PL1の像面と基板Pのノーマルショット領域NSの表面との位置関係を調整することができる。また、第2投影光学系PL2の光学特性(結像特性)を調整可能な結像特性調整装置を設けることにより、その結像特性調整装置を用いて、第2投影光学系PL2の像面と基板Pのエッジショット領域ESの表面との位置関係を調整することができる。結像特性調整装置は、第1,第2投影光学系PL1、PL2の一部の光学素子を移動可能な駆動機構を含む。結像特性調整装置の例は、例えば米国特許第4666273号明細書、米国特許第6235438号明細書、米国特許公開第2005/0206850号明細書等に開示されている。 Further, by providing an imaging characteristic adjusting device capable of adjusting the optical characteristic (imaging characteristic) of the first projection optical system PL1, the image plane of the first projection optical system PL1 can be adjusted using the imaging characteristic adjusting device. The positional relationship with the surface of the normal shot region NS of the substrate P can be adjusted. Further, by providing an imaging characteristic adjustment device capable of adjusting the optical characteristics (imaging characteristics) of the second projection optical system PL2, the image characteristics of the second projection optical system PL2 can be adjusted using the imaging characteristic adjustment device. The positional relationship with the surface of the edge shot region ES of the substrate P can be adjusted. The imaging characteristic adjusting device includes a drive mechanism that can move some optical elements of the first and second projection optical systems PL1 and PL2. Examples of the imaging characteristic adjusting device are disclosed in, for example, US Pat. No. 4,666,273, US Pat. No. 6,235,438, US Patent Publication No. 2005/0206850, and the like.
フォーカス・レベリング検出システム24を用いる検出動作は、基板Pの露光動作を開始する前に実行することができる。その場合、制御装置5は、フォーカス・レベリング検出システム24の検出結果に基づいて、基板Pの表面の近似平面(マッピングデータ)を導出し、その導出された近似平面に基づいて、第1、第2投影光学系PL1、PL2の像面と基板Pの表面との位置関係を調整しつつ、基板Pを露光する。
The detection operation using the focus / leveling
また、フォーカス・レベリング検出システム24を用いる検出動作は、基板Pの露光動作と並行して実行することができる。その場合、制御装置5は、フォーカス・レベリング検出システム24の検出結果に基づいて、第1、第2投影光学系PL1、PL2の像面と基板Pの表面との位置関係を調整しつつ、基板Pを露光する。
The detection operation using the focus / leveling
制御装置5は、第1光学ユニット1を用いるノーマルショット領域NSの露光動作、及び第2光学ユニット2を用いるエッジショット領域ESの露光動作を開始する。本実施形態において、制御装置5は、第1照射領域PR1に照射される、第1マスクM1によってパターン化された第1露光光L1でノーマルショット領域NSを露光する露光動作の少なくとも一部と並行して、エッジショット領域ESを、第2照射領域PR2に照射される、第2マスクM2によってパターン化された第2露光光L2で露光する。第2光学ユニット2は、第1マスクM1によってパターン化された第1露光光L1でノーマルショット領域NSの露光動作が行われている基板P上で、第1マスクM1のパターン密度とほぼ同じパターン密度の第2マスクM2によってパターン化された第2露光光L2でエッジショット領域ESを露光する。
The control device 5 starts an exposure operation for the normal shot area NS using the first
本実施形態において、制御装置5は、基板ステージ6を駆動して、第1照射領域PR1及び第2ショット領域PR2に対して基板PをY軸方向に移動しながら、ノーマルショット領域NSに配置される第1照射領域PR1に第1露光光L1を照射し、エッジショット領域ESに配置される第2照射領域PR2に第2露光光L2を照射する。これにより、ノーマルショット領域NSに第1露光光L1に基づくパターンが生成され、エッジショット領域ESに第2露光光L2に基づくパターンが生成される。基板Pのエッジショット領域ESは、第1マスクM1のパターン密度とほぼ同じパターン密度の第2マスクM2によってパターン化された第2露光光L2で露光され、エッジショット領域ESには、ノーマルショット領域NSに生成されたパターンとほぼ同じ密度のパターンが生成される。
In the present embodiment, the control device 5 is disposed in the normal shot region NS while driving the
本実施形態において、制御装置5は、複数のノーマルショット領域NSのうち、第1露光光L1が照射されているノーマルショット領域NSに応じて、複数(4つ)の第2照射領域PR2のうち、第2露光光L2を照射する第2照射領域PR2を選定し、その選定された第2照射領域PR2に第2露光光L2を照射して、エッジショット領域ESを露光する。選定される第2照射領域PR2は、エッジショット領域ESに配置される第2照射領域PR2を含む。 In the present embodiment, the control device 5 includes a plurality of (four) second irradiation regions PR2 according to the normal shot region NS irradiated with the first exposure light L1 among the plurality of normal shot regions NS. The second irradiation region PR2 to be irradiated with the second exposure light L2 is selected, and the selected second irradiation region PR2 is irradiated with the second exposure light L2 to expose the edge shot region ES. The selected second irradiation region PR2 includes the second irradiation region PR2 arranged in the edge shot region ES.
図8は、複数のノーマルショット領域NSのうち、所定のノーマルショット領域NSに第1照射領域PR1が配置されている状態を示す図である。一例として、図8は、第30ノーマルショット領域NS30に第1照射領域PR1が配置されている状態を示す。図8に示すように、本実施形態においては、距離D1、D3は、大きさWXのほぼ3倍であり、距離D2、D4は、大きさWYのほぼ3倍である。 FIG. 8 is a diagram illustrating a state in which the first irradiation region PR1 is arranged in a predetermined normal shot region NS among the plurality of normal shot regions NS. As an example, FIG. 8 shows a state in which the first irradiation region PR1 is arranged in the thirtieth normal shot region NS30. As shown in FIG. 8, in this embodiment, the distances D1 and D3 are approximately three times the size WX, and the distances D2 and D4 are approximately three times the size WY.
図8に示すように、例えば第30ノーマルショット領域NS30に第1照射領域PR1が配置されている場合、第1〜第4露光部2A〜2Dによる第2照射領域PR2のそれぞれは、ノーマルショット領域NSに配置される。この場合、制御装置5は、そのノーマルショット領域NSに配置されている第2照射領域PR2に対する第2露光光L2の照射を停止する。これにより、ノーマルショット領域NSを第2露光光L2で露光してしまうことが抑制される。
As shown in FIG. 8, for example, when the first irradiation region PR1 is arranged in the thirtieth normal shot region NS30, each of the second irradiation regions PR2 by the first to
図9に示すように、例えば第31ノーマルショット領域NS31に第1照射領域PR1が配置されている場合、第1露光部2Aによる第2照射領域PR2が、エッジショット領域ESに配置され、第2〜第4露光部2B〜2Dによる第2照射領域PR2が、ノーマルショット領域NSに配置される。この場合、制御装置5は、第1露光部2Aによる第2照射領域PR2に第2露光光L2を照射し、ノーマルショット領域NSに配置されている第2照射領域PR2に対する第2露光光L2の照射を停止する。これにより、エッジショット領域ESを第2露光光L2で露光することができる。
As shown in FIG. 9, for example, when the first irradiation region PR1 is arranged in the thirty-first normal shot region NS31, the second irradiation region PR2 by the
図10に示すように、例えば第18ノーマルショット領域NS18に第1照射領域PR1が配置されている場合、第1、第4露光部2A、2Dによる第2照射領域PR2が、エッジショット領域ESに配置され、第2、第3露光部2B、2Cによる第2照射領域PR2が、ノーマルショット領域NSに配置される。この場合、制御装置5は、第1、第4露光部2A、2Dによる第2照射領域PR2に第2露光光L2を照射し、ノーマルショット領域NSに配置されている第2照射領域PR2に対する第2露光光L2の照射を停止する。これにより、図9において第2露光光L2で露光されたエッジショット領域ESとは別のエッジショット領域ESを第2露光光L2で露光することができる。
As shown in FIG. 10, for example, when the first irradiation region PR1 is arranged in the eighteenth normal shot region NS18, the second irradiation region PR2 by the first and
図11に示すように、例えば第28ノーマルショット領域NS28に第1照射領域PR1が配置されている場合、第3露光部2Cによる第2照射領域PR2が、エッジショット領域ESに配置され、第1、第2、第4露光部2A、2B、2Dによる第2照射領域PR2が、ノーマルショット領域NSに配置される。この場合、制御装置5は、第3露光部2Cによる第2照射領域PR2に第2露光光L2を照射し、ノーマルショット領域NSに配置されている第2照射領域PR2に対する第2露光光L2の照射を停止する。これにより、図9及び図10において第2露光光L2で露光されたエッジショット領域ESとは別のエッジショット領域ESを第2露光光L2で露光することができる。
As shown in FIG. 11, for example, when the first irradiation region PR1 is arranged in the twenty-eighth normal shot region NS28, the second irradiation region PR2 by the
図12に示すように、例えば第42ノーマルショット領域NS42に第1照射領域PR1が配置されている場合、第2露光部2Bによる第2照射領域PR2が、エッジショット領域ESに配置され、第1、第4露光部2A、2Dによる第2照射領域PR2が、ノーマルショット領域NSに配置される。この場合、制御装置5は、第2露光部2Bによる第2照射領域PR2に第2露光光L2を照射し、ノーマルショット領域NSに配置されている第2照射領域PR2に対する第2露光光L2の照射を停止する。また、図12に示す例では、第3露光部2Cによる第2照射領域PR2が、ノーマルショット領域NS及びエッジショット領域ESの外側に配置される。この場合、制御装置5は、第3露光部2Cによる第2照射領域PR2に対する第2露光光L2の照射を停止することができる。これにより、図9、図10及び図11において第2露光光L2で露光されたエッジショット領域ESとは別のエッジショット領域ESを第2露光光L2で露光することができる。
As shown in FIG. 12, for example, when the first irradiation region PR1 is arranged in the forty-second normal shot region NS42, the second irradiation region PR2 by the
このように、図8〜図12を参照して説明したような手順を繰り返すことによって、複数のノーマルショット領域NSが第1露光光L1で露光され、複数のエッジショット領域ESが第2露光光L2で露光される。 As described above, by repeating the procedure described with reference to FIGS. 8 to 12, the plurality of normal shot areas NS are exposed with the first exposure light L1, and the plurality of edge shot areas ES are exposed with the second exposure light. Exposure is performed at L2.
また、制御装置5は、各エッジショット領域ESを露光するとき、それら各エッジショット領域ESの大きさ、位置及び形状に応じて、調整機構22を用いて、第2照射領域PR2の大きさ、位置及び形状を調整することができる。制御装置5は、ノーマルショット領域NSに第2露光光L2が照射されないように、調整機構22を制御して、第2照射領域PR2の大きさ、位置及び形状を調整することができる。
Further, when exposing each edge shot area ES, the control device 5 uses the
なお、ここでは、第1照射領域PR1及び第2照射領域PR2に対して基板PをY軸方向に移動してノーマルショット領域NS及びエッジショット領域ESを露光しているが、ほぼ静止状態の基板Pに対して第1照射領域PR1及び第2照射領域PR2をY軸方向に移動してノーマルショット領域NS及びエッジショット領域ESを露光してもよいし、第1照射領域PR1及び第2照射領域PR2と基板Pとの両方を移動してもよい。 In this case, the normal shot region NS and the edge shot region ES are exposed by moving the substrate P in the Y-axis direction with respect to the first irradiation region PR1 and the second irradiation region PR2, but the substrate is almost stationary. The normal irradiation region NS and the edge shot region ES may be exposed by moving the first irradiation region PR1 and the second irradiation region PR2 with respect to P in the Y-axis direction, or the first irradiation region PR1 and the second irradiation region. Both PR2 and the substrate P may be moved.
ノーマルショット領域NS及びエッジショット領域ESの露光が終了した後、制御装置5は、その基板Pを、所定の搬送システムを用いて、基板ステージ6からアンロードする。基板ステージ6からアンロードされた基板Pは、露光装置EXとは別の装置に搬送され、各種プロセス処理を実行される。
After the exposure of the normal shot area NS and the edge shot area ES is completed, the control device 5 unloads the substrate P from the
基板Pの露光後において、その露光後の基板Pには、例えば現像処理、エッチング処理及びCMP処理等、各種プロセス処理が実行される。エッジショット領域ESは、製品として機能しないが、ノーマルショット領域NSにパターンを生成し、エッジショット領域ESにパターンを生成しなかった場合、ノーマルショット領域NSとエッジショット領域ESとの間に、パターンによる大きな段差が生じる可能性がある。すると、例えばCMP処理を実行した場合、所謂、片当たり現象が生じ、基板Pの表面内においてCMP処理を均一に行うことができなくなる可能性が生じ、不良チップが発生する可能性がある。また、ノーマルショット領域NSにパターンを生成し、エッジショット領域ESにパターンを生成しなかった場合、現像処理、エッチング処理等を均一に行うことができなくなる可能性が生じ、不良チップが発生する可能性がある。 After the substrate P is exposed, various processes such as a development process, an etching process, and a CMP process are performed on the exposed substrate P. The edge shot area ES does not function as a product, but when a pattern is generated in the normal shot area NS and a pattern is not generated in the edge shot area ES, a pattern is generated between the normal shot area NS and the edge shot area ES. There is a possibility that a large level difference will occur. Then, for example, when the CMP process is executed, a so-called one-sided phenomenon occurs, and there is a possibility that the CMP process cannot be uniformly performed on the surface of the substrate P, and a defective chip may be generated. In addition, when a pattern is generated in the normal shot area NS and a pattern is not generated in the edge shot area ES, there is a possibility that development processing, etching processing, etc. cannot be performed uniformly, and defective chips may be generated. There is sex.
本実施形態においては、第2光学ユニット2がエッジショット領域ESを露光するので、不良チップの発生を抑制することができる。また、ノーマルショット領域NSを露光する第1光学ユニット1とは別に第2光学ユニット2を設け、第1光学ユニット1を用いる基板Pのノーマルショット領域NSの露光と並行して、第2光学ユニット2を用いる基板Pのエッジショット領域ESの露光を実行しているので、スループットの低下を抑制しつつ、不良チップの発生を抑制することができる。
In the present embodiment, since the second
また、本実施形態においては、ノーマルショット領域NSに生成されるパターンとほぼ同じ密度のパターンをエッジショット領域ESに生成している。本発明者は、ノーマルショット領域NSに生成されるパターンとほぼ同じ密度のパターンをエッジショット領域ESに生成することによって、現像処理、エッチング処理及びCMP処理等の均一性の低下を抑制でき、不良チップの発生を抑制できることを見出した。さらに、本発明者は、ノーマルショット領域NSに生成されるパターンよりも線幅が太いパターンをエッジショット領域ESに生成した場合でも、ノーマルショット領域NSに生成されるパターン密度と、エッジショット領域ESに生成されるパターン密度とをほぼ同じにすることによって、現像処理、エッチング処理及びCMP処理等の均一性の低下を抑制できることを見出した。 In the present embodiment, a pattern having substantially the same density as the pattern generated in the normal shot area NS is generated in the edge shot area ES. The present inventor can suppress a decrease in uniformity of the development process, the etching process, the CMP process, and the like by generating a pattern having almost the same density as the pattern generated in the normal shot area NS in the edge shot area ES. It was found that the generation of chips can be suppressed. Furthermore, even when the inventor has generated a pattern having a larger line width than the pattern generated in the normal shot area NS in the edge shot area ES, the inventor has determined the pattern density generated in the normal shot area NS and the edge shot area ES. It has been found that by making the pattern density generated in the same substantially the same, it is possible to suppress a decrease in uniformity of development processing, etching processing, CMP processing, and the like.
本発明者の知見によれば、ノーマルショット領域NSに生成するパターンの線幅を、例えば65nm程度とし、エッジショット領域ESに生成するパターンの線幅を、例えば500nm程度とした場合でも、ノーマルショット領域NSとエッジショット領域ESとのパターン密度をほぼ同じにすることによって、現像処理、エッチング処理及びCMP処理等の均一性の低下を抑制できることを見出した。 According to the knowledge of the present inventor, even when the line width of the pattern generated in the normal shot region NS is about 65 nm, for example, and the line width of the pattern generated in the edge shot region ES is about 500 nm, for example, the normal shot It has been found that by making the pattern density of the region NS and the edge shot region ES substantially the same, it is possible to suppress a decrease in uniformity such as development processing, etching processing, and CMP processing.
したがって、エッジショット領域ESに対するパターン生成精度(露光精度)が、ノーマルショット領域NSに対するパターン生成精度(露光精度)より低くても、現像処理、エッチング処理及びCMP処理等の均一性の低下を抑制でき、不良チップの発生を抑制できる。すなわち、第2光学ユニット2のパターン生成精度が、第1光学ユニット1のパターン生成精度より低くても、ノーマルショット領域NSのパターン密度とエッジショット領域ESのパターン密度とをほぼ同じにすることによって、不良チップの発生を抑制することができる。また、第2光学ユニット2に要求されるパターン生成精度は、第1光学ユニット1に要求されるパターン生成精度より低いので、第2光学ユニット2の装置コスト、製造コストの上昇を抑えることができる。
Therefore, even if the pattern generation accuracy (exposure accuracy) for the edge shot region ES is lower than the pattern generation accuracy (exposure accuracy) for the normal shot region NS, it is possible to suppress a decrease in uniformity of development processing, etching processing, CMP processing, and the like. The occurrence of defective chips can be suppressed. That is, even if the pattern generation accuracy of the second
以上説明したように、本実施形態によれば、チップが形成可能なノーマルショット領域NSを露光するための第1光学ユニット1とは別の、エッジショット領域ESを露光するための第2光学ユニット2を設けたので、スループットの低下を抑制しつつ、デバイスを良好に形成することができる。
As described above, according to the present embodiment, the second optical unit for exposing the edge shot region ES, which is different from the first
また、ノーマルショット領域NSに生成されるパターンとほぼ同じ密度のパターンをエッジショット領域ESに生成することによって、例えば線幅が異なる等、ノーマルショット領域NSに生成されるパターンとエッジショット領域ESに生成されるパターンとが異なっていても、例えば現像処理、エッチング処理及びCMP処理等の均一性の低下を抑制でき、デバイスを良好に形成することができる。 In addition, by generating a pattern with almost the same density as the pattern generated in the normal shot area NS in the edge shot area ES, the pattern generated in the normal shot area NS and the edge shot area ES have different line widths, for example. Even if the generated pattern is different, it is possible to suppress a decrease in uniformity such as a development process, an etching process, and a CMP process, and a device can be formed satisfactorily.
<第2実施形態>
次に、第2実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。本実施形態の特徴的な部分は、少なくともパターン密度が異なる複数の第2マスクM2を保持して可動の移動装置32を備えた点にある。
Second Embodiment
Next, a second embodiment will be described. In the following description, the same or equivalent components as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted. A characteristic part of this embodiment is that a
図13は、第2実施形態に係る第1露光部2Ab(又は第2〜第4露光部2Bb〜2Db)の一例を示す模式図である。図13において、第1露光部2Abは、パターン密度が異なる複数の第2マスクM2を保持して可動の移動装置32を備えている。移動装置32は、複数の第2マスクM2を保持する保持部材33と、その保持部材33を移動する駆動装置34とを備えている。
FIG. 13 is a schematic diagram illustrating an example of the first exposure unit 2Ab (or the second to fourth exposure units 2Bb to 2Db) according to the second embodiment. In FIG. 13, the first exposure unit 2Ab includes a movable moving
図14は、複数の第2マスクM2を保持する保持部材33を示す平面図である。図14に示すように、本実施形態においては、保持部材33の外形は、円形である。本実施形態においては、保持部材33は、4つの第2マスクM2を保持している。4つの第2マスクM2は、保持部材33の中心の周囲にほぼ等間隔で配置されている。第2マスクM2のそれぞれは、パターン密度が互いに異なる。
FIG. 14 is a plan view showing a holding
駆動装置34は、XY平面内において、保持部材33を回転する。保持部材33が回転することで、複数の第2マスクM2のうち、1つの第2マスクM2が、第2照明系IL2から射出された第2露光光L2の照射位置に配置される。制御装置5は、ノーマルショット領域NSに生成されるパターンに応じて、第2露光光L2の照射位置に対して第2マスクM2を交換する。制御装置5は、ノーマルショット領域NSに生成されるパターンとほぼ同じ密度のパターンがエッジショット領域ESに生成されるように、保持部材33に保持されている複数の第2マスクM2の中から、所定の第2マスクM2を選択し、その選択された第2マスクM2が第2露光光L2の照射位置に配置されるように、駆動装置34を用いて、保持部材33を回転させる。
The
なお、図15に示すように、保持部材33Bの外形が、XY平面内において矩形でもよい。図15に示す保持部材33Bは、第2マスクM2がX軸方向に複数配置されるように、それら第2マスクM2を保持する。保持部材33Bは、所定の駆動装置(不図示)によって、第2照明系IL2から射出される第2露光光L2の照射位置に対してX軸方向に移動可能である。制御装置5は、ノーマルショット領域NSに生成されるパターンとほぼ同じ密度のパターンがエッジショット領域ESに生成されるように、保持部材33Bに保持されている複数の第2マスクM2の中から、所定の第2マスクM2を選択し、その選択された第2マスクM2が第2露光光L2の照射位置に配置されるように、保持部材33Bを移動する。
As shown in FIG. 15, the outer shape of the holding
本実施形態においても、ノーマルショット領域NSに生成されるパターンに応じて、エッジショット領域ESに生成するパターンを変更することができる。 Also in the present embodiment, the pattern generated in the edge shot area ES can be changed according to the pattern generated in the normal shot area NS.
なお、上述の各実施形態において、第1光学ユニット1としては、基板Pと第1照射領域PR1とを相対的に移動して、第1露光光L1でノーマルショット領域NSを露光する走査露光方式(ステップ・アンド・スキャン方式)の他に、基板Pをほぼ静止した状態で、パターン化された第1露光光L1でノーマルショット領域NSを露光し、基板Pを順次ステップ移動させる一括露光方式(ステップ・アンド・リピート方式)でもよい。また、第2光学ユニット2も、基板Pをほぼ静止した状態で、パターン化された第2露光光L2でエッジショット領域ESを露光し、基板Pを順次ステップ移動させる一括露光方式(ステップ・アンド・リピート方式)でもよい。さらに、第2光学ユニット2において、第2マスクM2を移動することなく実質的に静止させたまま、基板Pのみを移動して、エッジショット領域ESを露光しても良い。この場合、例えば基板Pの移動方向(Y軸方向)と直交する方向(X軸方向)に周期的に配列されるパターン(一次元のラインアンドスペースパターンなど)を第2マスクM2に形成しておき、そのパターンをエッジショット領域ESに転写しても良い。
In each of the above-described embodiments, the first
また、一括露光方式の露光において、第1のパターンと基板Pとをほぼ静止した状態で、投影光学系(第1投影光学系PL1、第2投影光学系PL2)を用いて第1のパターンの縮小像を基板P上に転写した後、第2のパターンと基板Pとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第2のパターンの縮小像を第1のパターンと部分的に重ねて基板Pに一括露光してもよい(スティッチ方式の一括露光装置)。また、スティッチ方式の露光装置としては、基板P上で少なくとも2つのパターンを部分的に重ねて転写し、基板Pを順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式でもよい。 Further, in the exposure of the collective exposure method, the first pattern and the substrate P are substantially stationary, and the first pattern is formed using the projection optical system (first projection optical system PL1, second projection optical system PL2). After the reduced image is transferred onto the substrate P, the reduced image of the second pattern is partially overlapped with the first pattern using the projection optical system in a state where the second pattern and the substrate P are substantially stationary. The substrate P may be subjected to batch exposure (stitch type batch exposure apparatus). Further, the stitch type exposure apparatus may be a step-and-stitch type in which at least two patterns are partially overlapped and transferred on the substrate P, and the substrate P is sequentially moved.
また、第1光学ユニット1及び第2光学ユニット2の少なくとも一方が、例えば米国特許第6611316号明細書に開示されているような、2つのマスクのパターンを投影光学系(第1投影光学系PL1、第2投影光学系PL2)を介して基板P上で合成し、一回の走査露光によって基板Pの1つのショット領域(ノーマルショット領域NS、エッジショット領域ES)をほぼ同時に二重露光する方式であってもよい。また、第1光学ユニット1及び第2光学ユニット2の少なくとも一方が、プロキシミティ方式の露光装置、ミラープロジェクション・アライナー等であってもよい。
Further, at least one of the first
また、上述の各実施形態においては、第1、第2マスクM1、M2として、光透過性の基板に所定の遮光パターン(又は位相パターン・減光パターン)を形成した透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第6778257号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する可変成形マスク(電子マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれる)を用いてもよい。可変成形マスクは、例えば非発光型画像表示素子(空間光変調器)の一種であるDMD(Digital Micro-mirror Device)等を含む。また、可変成形マスクとしては、DMDに限られるものでなく、DMDに代えて、以下に説明する非発光型画像表示素子を用いても良い。ここで、非発光型画像表示素子は、所定方向へ進行する光の振幅(強度)、位相あるいは偏光の状態を空間的に変調する素子であり、透過型空間光変調器としては、透過型液晶表示素子(LCD:Liquid Crystal Display)以外に、エレクトロクロミックディスプレイ(ECD)等が例として挙げられる。また、反射型空間光変調器としては、上述のDMDの他に、反射ミラーアレイ、反射型液晶表示素子、電気泳動ディスプレイ(EPD:Electro Phonetic Display)、電子ペーパー(または電子インク)、光回折型ライトバルブ(Grating Light Valve)等が例として挙げられる。 In each of the above-described embodiments, the first and second masks M1 and M2 are transmissive masks in which a predetermined light-shielding pattern (or phase pattern / dimming pattern) is formed on a light-transmissive substrate. Instead of this mask, for example, as disclosed in US Pat. No. 6,778,257, a variable shaped mask (electronic) that forms a transmission pattern, a reflection pattern, or a light emission pattern based on electronic data of a pattern to be exposed. A mask, an active mask, or an image generator) may be used. The variable shaping mask includes, for example, a DMD (Digital Micro-mirror Device) which is a kind of non-light emitting image display element (spatial light modulator). The variable shaping mask is not limited to DMD, and a non-light emitting image display element described below may be used instead of DMD. Here, the non-light-emitting image display element is an element that spatially modulates the amplitude (intensity), phase, or polarization state of light traveling in a predetermined direction, and a transmissive liquid crystal modulator is a transmissive liquid crystal modulator. An electrochromic display (ECD) etc. are mentioned as an example other than a display element (LCD: Liquid Crystal Display). In addition to the DMD described above, the reflective spatial light modulator includes a reflective mirror array, a reflective liquid crystal display element, an electrophoretic display (EPD), electronic paper (or electronic ink), and a light diffraction type. An example is a light valve (Grating Light Valve).
第2光学ユニット2が、可変成形マスクを用いて、エッジショット領域ESに生成するパターン(パターン密度)を可変とすることによって、ノーマルショット領域NSに生成されるパターンとほぼ同じ密度のパターンをエッジショット領域ESに円滑に生成することができる。
The second
また、非発光型画像表示素子を備える可変成形マスクに代えて、自発光型画像表示素子を含むパターン形成装置を備えるようにしても良い。この場合、照明系は不要となる。ここで自発光型画像表示素子としては、例えば、CRT(Cathode Ray Tube)、無機ELディスプレイ、有機ELディスプレイ(OLED:Organic Light Emitting Diode)、LEDディスプレイ、LDディスプレイ、電界放出ディスプレイ(FED:Field Emission Display)、プラズマディスプレイ(PDP:Plasma Display Panel)等が挙げられる。また、パターン形成装置が備える自発光型画像表示素子として、複数の発光点を有する固体光源チップ、チップを複数個アレイ状に配列した固体光源チップアレイ、または複数の発光点を1枚の基板に作り込んだタイプのもの等を用い、該固体光源チップを電気的に制御してパターンを形成しても良い。なお、固体光源素子は、無機、有機を問わない。 Further, a pattern forming apparatus including a self-luminous image display element may be provided instead of the variable molding mask including the non-luminous image display element. In this case, an illumination system is unnecessary. Here, as a self-luminous image display element, for example, CRT (Cathode Ray Tube), inorganic EL display, organic EL display (OLED: Organic Light Emitting Diode), LED display, LD display, field emission display (FED: Field Emission) Display), plasma display (PDP: Plasma Display Panel), and the like. Further, as a self-luminous image display element provided in the pattern forming apparatus, a solid light source chip having a plurality of light emitting points, a solid light source chip array in which a plurality of chips are arranged in an array, or a plurality of light emitting points on a single substrate A built-in type or the like may be used to form a pattern by electrically controlling the solid-state light source chip. The solid light source element may be inorganic or organic.
また、第1光学ユニット1及び第2光学ユニット2の少なくとも一方が、例えば国際公開第2001/035168号パンフレットに開示されているような、干渉縞を基板P上に形成することによって、基板Pにライン・アンド・スペースパターンを生成する方式であってもよい。
Further, at least one of the first
図16は、干渉縞を用いてエッジショット領域ESを露光する第2光学ユニット2Fの一例を示す図である。図16(A)において、第2照明系IL2の光源70の光路下流に、光軸に対してずれた位置に1つの開口を有する一極照明絞り71が配置される。光源70から射出された光束は、一極照明絞り71の開口を通過後、レンズ系73を通過して第2マスクM2のL/Sパターン52に斜め入射する。第2マスクM2のL/Sパターン52で回折した0次光及び±1次光のうち、0次光及び+1次光(あるいは−1次光)のみが第2投影光学系PL2に入射する。基板Pのエッジショット領域ESは0次光及び+1次光(−1次光)に基づく二光束干渉法により露光される。あるいは、図16(B)に示すように、光軸に対してずれた位置に2つの開口を有する二極照明絞り72を用いて露光することもできる。あるいは4つの開口を有する四重極照明絞りを用いてもよい。また、照明条件の変更は、絞りの変更のみならず、ズーム光学系や回折光学素子などを併用して変更するようにしてもよい。
FIG. 16 is a diagram illustrating an example of the second
図17は、干渉縞を用いてエッジショット領域ESを露光する第2光学ユニット2Gの一例を示す図である。図17において、レーザ光等の可干渉性光を射出可能な光源80の光路下流に、コリメータレンズを含む第1レンズ系81と、第1レンズ系81を通過した光束を2光束に分岐するハーフミラー82と、第2レンズ系83と、開口絞り85とが設けられている。光源80から射出した光束は第1レンズ系81を通過後、ハーフミラー82で2つの光束に分岐され、この2つの光束は第2レンズ系83を介して第2投影光学系PL2に入射する。基板Pのエッジショット領域ESには2つの光束に基づく二光束干渉法により干渉縞パターンが形成される。このように、パターン(第2マスクM2)を使わずに、エッジショット領域ESを露光することもできる。
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of the second
なお、上述の各実施形態においては、1つのノーマルショット領域NSに、1つのチップが配置されることとしたが、図18に示すように、1つのノーマルショット領域NSに、チップが複数形成されてもよい。また、複数のノーマルショット領域NSにおいて、チップの数が異なっていてもよい。例えば、第1のノーマルショット領域NSには、第1の大きさを有するチップが1つ形成され、第2のノーマルショット領域NSには、第1の大きさより小さい第2の大きさを有するチップが例えば4つ形成されてもよい。また、形成されるチップの大きさが互いに異なっていてもよい。図18に示す場合においても、第2光学ユニット2は、チップが形成されない基板Pの領域を、第2露光光L2で露光する。
In each of the embodiments described above, one chip is arranged in one normal shot area NS. However, as shown in FIG. 18, a plurality of chips are formed in one normal shot area NS. May be. The number of chips may be different in the plurality of normal shot areas NS. For example, one chip having the first size is formed in the first normal shot region NS, and a chip having a second size smaller than the first size is formed in the second normal shot region NS. For example, four may be formed. Further, the sizes of the chips formed may be different from each other. Also in the case shown in FIG. 18, the second
なお、上述の各実施形態においては、X軸方向に関して第1照射領域PR1の両側に配置される第1、第3露光部2A、2Cによる第2照射領域PR2は、Y軸方向に関して第1照射領域PR1と位置がほぼ同じであり、Y軸方向に関して第1照射領域PR1の両側に配置される第2、第4露光部2B、2Dによる第2照射領域PR2は、X軸方向に関して第1照射領域PR1と位置がほぼ同じであるが、複数の第2照射領域PR2のうち、少なくとも1つの第2照射領域PR2が、X軸方向及びY軸方向の両方に関して第1照明領域PR1と位置が異なっていてもよい。例えば、図19に示すように、第3露光部2Cによる第2照射領域PR2が、X軸方向及びY軸方向の両方に関して第1照明領域PR1と位置が異なっていてもよい。図19に示す例において、第1照射領域PR1と第3露光部2Cによる第2照射領域PR2とのX軸方向に関する距離D3Xは、ノーマルショット領域NSのX軸方向に関する大きさWXのほぼ整数倍であり、Y軸方向に関する距離D3Yは、ノーマルショット領域NSのY軸方向に関する大きさWYのほぼ整数倍である。また、第3露光部2Cによる第2照射領域PR2に限らず、他の露光部2A、2B、2Dによる第2照射領域PR2も、X軸方向及びY軸方向の両方に関して第1照明領域PR1と位置が異なっていてもよい。
In each of the above-described embodiments, the second irradiation region PR2 by the first and
なお、上述の各実施形態においては、距離D1と距離D3とがほぼ同じであり、距離D2と距離D4とがほぼ同じである場合を例にして説明したが、例えば図20に示すように、距離D1と距離D3とが異なってもよい。同様に、距離D2と距離D4とが異なってもよい。なお、この場合も、距離D1、D3は、大きさWXのほぼ整数倍であり、距離D2、D4は、大きさWYのほぼ整数倍である。 In each of the above-described embodiments, the case where the distance D1 and the distance D3 are substantially the same and the distance D2 and the distance D4 are substantially the same has been described as an example. However, for example, as illustrated in FIG. The distance D1 and the distance D3 may be different. Similarly, the distance D2 and the distance D4 may be different. In this case as well, the distances D1 and D3 are approximately integer multiples of the size WX, and the distances D2 and D4 are approximately integer multiples of the size WY.
なお、本実施形態においては、第2照射領域PR2が、第1照射領域PR1の周囲に4つ配置される場合を例にして説明したが、例えば図21に示すように、第2照射領域PR2が2つでもよい。図21には、第2照射領域PR2が、X軸方向に関して第1照射領域PR1の両側に配置されている例が示されている。また、第2照射領域PR2が、Y軸方向に関して第1照射領域PR1の両側に配置されていてもよい。また、図22に示すように、第2照射領域PR2が1つでもよい。また、第2照射領域PR2が、3つでもよいし、5つ以上の複数でもよい。 In the present embodiment, the case where four second irradiation regions PR2 are arranged around the first irradiation region PR1 has been described as an example. However, as shown in FIG. 21, for example, the second irradiation region PR2 There may be two. FIG. 21 shows an example in which the second irradiation region PR2 is disposed on both sides of the first irradiation region PR1 with respect to the X-axis direction. Further, the second irradiation region PR2 may be arranged on both sides of the first irradiation region PR1 with respect to the Y-axis direction. Further, as shown in FIG. 22, there may be one second irradiation region PR2. Further, the second irradiation region PR2 may be three, or may be a plurality of five or more.
なお、上述の各実施形態においては、第2光学ユニット2が、ノーマルショット領域NSと基板Pのエッジとの間のエッジショット領域ESを第2露光光L2で露光する場合を例にして説明したが、例えば、基板Pの表面の中央付近の有効露光範囲内の一部に、チップを形成しない領域が設定された場合には、第2光学ユニット2は、その有効露光範囲内の一部の領域を第2露光光L2で露光することができる。
In each of the above-described embodiments, the case where the second
また、上述の各実施形態においては、エッジショット領域ESは、ノーマルショット領域NSより小さいが、ノーマルショット領域NSより大きい場合(チップを配置可能な場合)でも、第2光学ユニット2が、そのエッジショット領域ESを第2露光光L2で露光することによって、不良チップの発生を抑制することができる。
In each of the above-described embodiments, the edge shot area ES is smaller than the normal shot area NS, but the second
なお、上述の各実施形態において、第1光学ユニット1と第2光学ユニット2の光源とが、1つの光源(ここではArFエキシマレーザ装置)を兼用してもよい。
In each of the above-described embodiments, the light sources of the first
なお、上述の各実施形態においては、第1、第2露光光L1、L2が、ArFエキシマレーザ光である場合を例にして説明したが、例えば水銀ランプから射出される輝線(g線、h線、i線)及びKrFエキシマレーザ光(波長248nm)等、他の波長でもよい。また、感光膜Rgに所望の精度でパターンを生成できるのであれば、第1露光光L1の波長と第2露光光L2の波長とが異なってもよい。 In each of the above-described embodiments, the case where the first and second exposure lights L1 and L2 are ArF excimer laser light has been described as an example. For example, bright lines emitted from a mercury lamp (g-line, h Other wavelengths, such as KrF excimer laser light (wavelength 248 nm). Further, the wavelength of the first exposure light L1 and the wavelength of the second exposure light L2 may be different as long as a pattern can be generated on the photosensitive film Rg with a desired accuracy.
なお、上述の各実施形態において、第1光学ユニット1及び第2光学ユニット2の少なくとも一方が、例えば国際公開第99/49504号パンフレット等に開示されているような、液体を介して露光光で基板を露光する液浸露光方式でもよい。
In each of the above-described embodiments, at least one of the first
なお、上述の各実施形態の基板Pとしては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版(合成石英、シリコンウエハ)等が適用される。 As the substrate P in each of the above embodiments, not only a semiconductor wafer for manufacturing a semiconductor device, but also a glass substrate for a display device, a ceramic wafer for a thin film magnetic head, or an original mask or reticle used in an exposure apparatus. (Synthetic quartz, silicon wafer) or the like is applied.
また、露光装置EXとして、米国特許第6341007号明細書、米国特許第6400441号明細書、米国特許第6549269号明細書、米国特許第6590634号明細書、米国特許第6208407号明細書、及び米国特許第6262796号明細書等に開示されているような、複数の基板ステージを備えたツインステージ型の露光装置にも適用できる。 As the exposure apparatus EX, US Pat. No. 6,341,007, US Pat. No. 6,400,441, US Pat. No. 6,549,269, US Pat. No. 6,590,634, US Pat. No. 6,208,407, and US Pat. The present invention can also be applied to a twin stage type exposure apparatus having a plurality of substrate stages as disclosed in the specification of Japanese Patent No. 6262796.
更に、米国特許第6897963号明細書、欧州特許出願公開第1713113号明細書等に開示されているような、基板を保持する基板ステージと、基準マークが形成された基準部材及び/又は各種の光電センサを搭載した計測ステージとを備えた露光装置にも本発明を適用することができる。また、複数の基板ステージと計測ステージとを備えた露光装置を採用することができる。 Further, as disclosed in US Pat. No. 6,897,963, European Patent Application No. 1713113, etc., a substrate stage for holding a substrate, a reference member on which a reference mark is formed, and / or various photoelectric devices. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that includes a measurement stage equipped with a sensor. An exposure apparatus including a plurality of substrate stages and measurement stages can be employed.
露光装置の種類としては、基板Pに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置、薄膜磁気ヘッド、撮像素子(CCD)、マイクロマシン、MEMS、DNAチップ、あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。 The type of the exposure apparatus is not limited to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element that exposes a semiconductor element pattern on the substrate P. An exposure apparatus for manufacturing a liquid crystal display element or a display, a thin film magnetic head, an image sensor (CCD) It can be widely applied to an exposure apparatus for manufacturing a micromachine, a MEMS, a DNA chip, a reticle, a mask, or the like.
なお、上述の各実施形態においては、レーザ干渉計を含む干渉計システムを用いて各ステージの各位置情報を計測するものとしたが、これに限らず、例えば各ステージに設けられるスケール(回折格子)を検出するエンコーダシステムを用いてもよい。この場合、干渉計システムとエンコーダシステムとの両方を備えるハイブリッドシステムとし、干渉計システムの計測結果を用いてエンコーダシステムの計測結果の較正(キャリブレーション)を行うことが好ましい。また、干渉計システムとエンコーダシステムとを切り換えて用いる、あるいはその両方を用いて、ステージの位置制御を行うようにしてもよい。 In each of the above-described embodiments, each position information of each stage is measured using an interferometer system including a laser interferometer. However, the present invention is not limited to this. For example, a scale (diffraction grating) provided in each stage. ) May be used. In this case, it is preferable that a hybrid system including both the interferometer system and the encoder system is used, and the measurement result of the encoder system is calibrated using the measurement result of the interferometer system. Further, the position of the stage may be controlled by switching between the interferometer system and the encoder system or using both.
また、上述の各実施形態では、露光光ELとしてArFエキシマレーザ光を発生する光源装置として、ArFエキシマレーザを用いてもよいが、例えば、米国特許7023610号明細書に開示されているように、DFB半導体レーザ又はファイバーレーザなどの固体レーザ光源、ファイバーアンプなどを有する光増幅部、及び波長変換部などを含み、波長193nmのパルス光を出力する高調波発生装置を用いてもよい。さらに、上記実施形態では、前述の各照明領域と、照射領域(投影領域)がそれぞれ矩形状であるものとしたが、他の形状、例えば円弧状などでもよい。 In each of the above-described embodiments, an ArF excimer laser may be used as a light source device that generates ArF excimer laser light as exposure light EL. For example, as disclosed in US Pat. No. 7,023,610, A harmonic generator that outputs pulsed light having a wavelength of 193 nm may be used, including a solid-state laser light source such as a DFB semiconductor laser or a fiber laser, an optical amplification unit having a fiber amplifier, a wavelength conversion unit, and the like. Furthermore, in the above-described embodiment, each illumination area and the irradiation area (projection area) described above are rectangular, but other shapes such as an arc shape may be used.
以上のように、本願実施形態の露光装置は、本願請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。 As described above, the exposure apparatus according to the present embodiment assembles various subsystems including the constituent elements recited in the claims of the present application so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. It is manufactured by. In order to ensure these various accuracies, before and after assembly, various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy, various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy, and various electrical systems are Adjustments are made to achieve electrical accuracy. The assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus includes mechanical connection, electrical circuit wiring connection, pneumatic circuit piping connection and the like between the various subsystems. Needless to say, there is an assembly process for each subsystem before the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus. When the assembly process of the various subsystems to the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed to ensure various accuracies as the entire exposure apparatus. The exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図23に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ201、この設計ステップに基づいたマスク(レチクル)を製作するステップ202、デバイスの基材である基板を製造するステップ203、上述の実施形態に従って、マスクのパターンを用いて露光光で基板を露光すること、及び露光された基板を現像することを含む基板処理(露光処理)を含む基板処理ステップ204、デバイス組み立てステップ(ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程などの加工プロセスを含む)205、検査ステップ206等を経て製造される。上述の実施形態のクリーニング動作は、基板処理ステップ204に含まれる。
As shown in FIG. 23, a microdevice such as a semiconductor device includes a
なお、上述の各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、上述の各実施形態及び変形例で引用した露光装置などに関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。 Note that the requirements of the above-described embodiments can be combined as appropriate. In addition, the disclosures of all published publications and US patents related to the exposure apparatus and the like cited in the above-described embodiments and modifications are incorporated herein by reference.
1…第1光学ユニット、2…第2光学ユニット、6…基板ステージ、6D…駆動システム、7…射出部、9…射出部、13…第1マスクステージ、16…第1終端光学素子、17…アライメントシステム、20…第2マスクステージ、22…調整機構、23…第2終端光学素子、24…フォーカス・レベリング検出システム、26…駆動システム、27…搬送システム、33…保持部材、34…駆動装置、ES…エッジショット領域、EX…露光装置、IL1…第1照明系、IL2…第2照明系、L1…第1露光光、L2…第2露光光、M1…第1マスク、M2…第2マスク、NS…ノーマルショット領域、P…基板、PL1…第1投影光学系、PL2…第2投影光学系、PR1…第1照射領域、PR2…第2照射領域
DESCRIPTION OF
Claims (49)
パターン化された第1露光光を第1照射領域に照射する第1光学ユニットと、
前記第1露光光と同時にパターン化された第2露光光を前記基板に照射可能で前記第1照射領域と異なる位置に第2照射領域が設定される第2光学ユニットと、を備え、
前記基板上でデバイスを構成するチップが形成可能な第1ショット領域を前記第1露光光で露光する動作と並行して、前記基板上で前記チップが形成されない第2ショット領域を前記第2露光光で露光する露光装置。 An exposure apparatus for exposing a substrate,
A first optical unit that irradiates the first irradiation region with the patterned first exposure light;
A second optical unit capable of irradiating the substrate with the second exposure light patterned simultaneously with the first exposure light and setting a second irradiation region at a position different from the first irradiation region;
A second shot region where the chip is not formed on the substrate is exposed to the second exposure in parallel with the operation of exposing the first shot region where the chip constituting the device can be formed on the substrate with the first exposure light. An exposure device that exposes with light.
前記第2光学ユニットは、前記第2露光光を射出する第2光学部材を備え、
前記第2光学部材は、前記第1光学部材と対向する位置に配置された前記基板の少なくとも一部と対向可能である請求項1記載の露光装置。 The first optical unit includes a first optical member that emits the first exposure light,
The second optical unit includes a second optical member that emits the second exposure light,
The exposure apparatus according to claim 1, wherein the second optical member can face at least a part of the substrate disposed at a position facing the first optical member.
前記第1照射領域と前記第2照射領域との前記第1方向に関する距離は、前記第1ショット領域の前記第1方向に関する大きさのほぼ整数倍である請求項1又は2記載の露光装置。 The second irradiation region is disposed on at least one side of the first irradiation region with respect to a first direction in a predetermined plane substantially parallel to the surface of the substrate,
3. The exposure apparatus according to claim 1, wherein a distance between the first irradiation region and the second irradiation region in the first direction is substantially an integer multiple of a size of the first shot region in the first direction.
前記第1照射領域と前記第2照射領域との前記第2方向に関する距離は、前記第1ショット領域の前記第2方向に関する大きさのほぼ整数倍である請求項3記載の露光装置。 The second irradiation region is disposed on at least one side of the first irradiation region with respect to a second direction orthogonal to the first direction within the predetermined plane,
The exposure apparatus according to claim 3, wherein a distance between the first irradiation region and the second irradiation region in the second direction is substantially an integer multiple of a size of the first shot region in the second direction.
前記第2光学ユニットは、前記第1マスクのパターン密度とほぼ同じパターン密度の第2マスクによって前記第2露光光をパターン化する請求項1〜22のいずれか一項記載の露光装置。 The first optical unit patterns the first exposure light with a first mask,
23. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the second optical unit patterns the second exposure light with a second mask having a pattern density substantially the same as the pattern density of the first mask.
露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法。 Exposing the substrate using the exposure apparatus according to any one of claims 1 to 40;
Developing the exposed substrate; and a device manufacturing method.
前記基板上でデバイスを構成するチップが形成可能な第1ショット領域を、第1照射領域に照射されるパターン化された第1露光光で露光することと、
前記第1ショット領域の露光動作と並行して、前記基板上で前記チップが形成されない第2ショット領域を、前記第1照射領域と位置が異なる第2照射領域に照射されるパターン化された第2露光光で露光することと、を含む露光方法。 An exposure method for exposing a substrate,
Exposing a first shot area on which a chip constituting a device can be formed on the substrate with a patterned first exposure light applied to the first irradiation area;
In parallel with the exposure operation of the first shot area, a patterned second pattern is formed in which a second shot area where the chip is not formed on the substrate is irradiated to a second irradiation area having a position different from the first irradiation area. Exposing with two exposure light.
露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法。 Exposing the substrate using the exposure method of claims 42-48;
Developing the exposed substrate; and a device manufacturing method.
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