JP2010127670A - 測定装置及び露光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】比較的簡単かつ高精度に被測定面の位置を測定することが可能な測定装置及び露光装置を提供する。
【解決手段】被測定面の位置を測定する測定装置100は、光源112からの広帯域光を分離して一方を計測光として被測定面に導き、他方を参照光として参照面に導く投光光学系120と、計測光と参照光とを合成して両者の干渉光を検出する受光光学系130と、を有し、投光光学系120と受光光学系130は全体として複数のビームスプリッタ125、132を有し、各ビームスプリッタは、参照光が複数のビームスプリッタ125、132において反射及び透過する回数と、計測光が複数のビームスプリッタ125、132において反射及び透過する回数と、が等しくなるように配置されている。
【選択図】図7
【解決手段】被測定面の位置を測定する測定装置100は、光源112からの広帯域光を分離して一方を計測光として被測定面に導き、他方を参照光として参照面に導く投光光学系120と、計測光と参照光とを合成して両者の干渉光を検出する受光光学系130と、を有し、投光光学系120と受光光学系130は全体として複数のビームスプリッタ125、132を有し、各ビームスプリッタは、参照光が複数のビームスプリッタ125、132において反射及び透過する回数と、計測光が複数のビームスプリッタ125、132において反射及び透過する回数と、が等しくなるように配置されている。
【選択図】図7
Description
本発明は、測定装置及び露光装置に関する。
露光装置において、基板表面の高さ方向の位置を検出するフォーカス検出系が通常使用する光学式センサは、基板のレジストの下層にある金属層の反射の影響を受けてレジスト表面の位置を金属層の位置と誤計測し易い。そこで、近年、白色干渉方式を利用して基板表面の位置を測定する測定装置が提案されている。白色干渉方式を利用すると、金属層の反射の影響を受けずに基板表面(レジスト表面)の位置を測定することができる。
白色干渉計では、光源からの白色光をビームスプリッタで分離して一方を計測光として被測定面に導き、他方を参照光として参照面に導き、両面からの反射光を別のビームスプリッタで合成する。この結果、計測光はビームスプリッタを2回透過し、参照光はビームスプリッタを2回反射する。しかしながら、反射位相と透過位相が異なること、及び他の光学系の誤差により検出される白色干渉信号に歪みが発生する。そこで、これを解決するため、特許文献1はビームスプリッタの透過光路の長波長屈折率と短波長屈折率の光路長差とビームスプリッタの反射光路の長波長屈折率と短波長屈折率の光路長差を等しくして白色干渉信号を改善する方法を開示している。
その他の従来技術としては特許文献2がある。
特開平07−198318号公報
米国特許出願公開第2007/0086013号明細書
しかしながら、特許文献1のように透過光路と反射光路の光路長差を補正する方法は煩雑で製造コストの増加と歩留まりの低下をもたらす。
そこで、本発明は、比較的簡単かつ高精度に被測定面の位置を測定することが可能な測定装置及び露光装置を提供することを例示的な目的とする。
本発明の一側面としての測定装置は、被測定面の位置を測定する測定装置であって、光源からの広帯域光を分離して一方を計測光として前記被測定面に導き、他方を参照光として参照面に導く投光光学系と、前記被測定面に入射して反射した前記計測光と前記参照面に入射して反射した前記参照光とを合成して前記計測光と前記参照光の干渉光を検出する受光光学系と、を有し、前記投光光学系と前記受光光学系は複数のビームスプリッタを有し、各ビームスプリッタは、前記参照光が前記複数のビームスプリッタにおいて反射及び透過する回数と、前記計測光が前記複数のビームスプリッタにおいて反射及び透過する回数と、が等しくなるように配置されていることを特徴とする。
本発明の別の側面としての露光装置は、原板のパターンの像を基板に露光する露光装置であって、前記基板を支持及び駆動する基板ステージと、前記基板の表面の位置を測定する上述の測定装置と、前記測定装置の測定結果に基づいて前記基板ステージによる駆動を制御する制御部と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、比較的簡単かつ高精度に被測定面の位置を測定することが可能な測定装置及び露光装置を提供することができる。
図1は本実施例の露光装置のブロック図である。本実施例の露光装置は、ステップアンドスキャン方式を利用するが、本発明はステップアンドリピート方式の露光装置にも適用可能である。図1において、Y方向は走査方向であり、X方向は走査方向に直交する非走査方向である。Z方向はXY平面に垂直な方向であり、投影光学系の光軸方向に平行な方向である。また、X軸を回転軸とする方向をωX方向、Y軸を回転軸とする方向をωY方向とする。
露光装置は、照明装置10、原板ステージ20、投影光学系30、基板ステージ40、フォーカス検出系50、制御部60、測定装置100を有する。露光装置は、光源からの光束を利用して投影光学系30を介して原板Mのパターンの像を基板Wに露光する投影露光装置である。
照明装置10は原板Mを照明する機能を有し、露光用の光束を射出する光源と、原板Mを均一に照明する照明光学系と、を有する。原板(マスク又はレチクル)Mは、露光されるパターンを有する。
原板ステージ20は、原板Mを支持し、少なくとも走査方向であるY方向に原板ステージ20を駆動する不図示の駆動機構が設けられている。
投影光学系30は、原板Mと基板Wとを光学的に共役な関係に維持し、原板パターンの像を基板Wに投影する。
基板Wはフォトレジストが塗布されているウエハや液晶基板などである。基板Wは、フォーカス検出系50及び測定装置100によってその表面(被測定面)のZ方向の位置が測定される被検体である。
基板ステージ40は、基板Wを支持してこれをXYZの各軸の方向及び各軸周りの方向に駆動する。基板ステージ40には基準プレート42が搭載されている。基準プレート42は、オプティカルフラットと呼ばれる面精度の良いガラス板などが使用され、その表面は反射率分布のない均一な領域である。基準プレート42は、露光装置の他のキャリブレーション用(例えばアライメント検出計用や、投影光学系の評価用)に必要な各種較正用マークを設けたプレートの一部を使用するようにしてもよい。
フォーカス検出系50は、基板WのZ方向の位置又は表面形状を検出する。本実施例のフォーカス検出系50は光学式センサを利用し、測定装置100とは異なる構成を有する。即ち、フォーカス検出系50は、投光部からの光(斜入射光)でパターンを照明してその像を基板Wに結像し、基板Wからの反射光をCCDなどの受光部で計測する。なお、フォーカス検出系50は、光学式センサの代わりに、エアゲージ、キャパシタンスゲージ、近接プローブを使用してもよい。
制御部60は、露光装置の各部を制御すると共に、フォーカス検出系50による検出結果に基づいて基板ステージ40の駆動を制御してフォーカス制御を行う。また、制御部60は、測定装置100の測定結果に基づいてフォーカス検出系50の検出結果を較正する。制御部60には記憶部62が接続されている。
測定装置100は、基板W(被検体)の表面(被測定面)のZ方向の位置(又は表面形状)、XY面内の所定領域の平均的な高さ、平均的な傾き情報(ωx、ωy)を測定する。更に、基板W上に複数の薄膜が形成されている場合は、最上面の薄膜表面、各薄膜の界面、あるいは、基板そのものの高さ情報のいずれかを計測するものである。
このようにフォーカス検出系50と測定装置100は共に基板Wの表面位置を計測するが、フォーカス検出系50の方が応答性が良く測定装置100の方がパターンによる騙されが少ない。
図2は、測定装置100の光路図である。照明装置110と、投光光学系120と、ステージ系と、受光光学系130と、データ処理系140と、を有する。照明装置110、投光光学系120、ステージ系、受光光学系130は干渉計を構成し、データ処理系140はコンピュータとして実現可能である。
照明装置110は、光源112と照明光学系を有する。
光源112は、広帯域な波長幅の光を発するLED(所謂白色LEDを含む)やハロゲンランプを適用することができ、狭帯域な波長幅の異なる発光波長のレーザーを複数合成してもよい。光源112の波長帯域は、400nmから800nmが好ましいが、この範囲に限定されず、100nm以上の帯域が好ましく、基板W上にレジストが構成さている場合は、レジストの感光を防ぐために350nmよりも高いことが好ましい。光の偏光状態は、無偏光または円偏光の状態にしている。
照明光学系は、発生した光を集光するコンデンサーレンズ114と基板Wに光を照射するスリット板116を含む。スリット板116には、50μmのスリット幅で長さ700μm(X方向)の矩形状の透過領域(スリット)が設けられている。透過領域は、矩形に限らず円形、ピンホールとしてもよい。基板Wの計測領域に応じてスリットの大きさを変更してもよい。スリットは透過領域に限らず、金属板などにスリット形状の光透過領域を設けたものを用いてもよい。
投光光学系120は、光束の方向を変更させるプリズム型ミラー121、凹面ミラー122、凸面ミラー123、開口絞り124、光を分岐するビームスプリッタ125を有する。
照明光学系を構成できる十分なスペースがある場合には、プリズム型ミラー121を設ける必要はない。
凹面ミラー122と凸面ミラー123は、それぞれの曲率中心を同心円の関係とした、いわゆるオフナー型と呼ばれる配置関係にしてもよい。更に、凹面ミラー122の曲率(R凹)と凸面ミラー123の曲率(R凸)の関係をR凸=R凹/2とし、それぞれの曲率中心を非同心円の関係としてもよい。
また、反射膜などにより凸面ミラー123の反射領域を制限することにより、開口絞り124の代替としてもよい。
ビームスプリッタ125は、凹面ミラー122からの光を分離する。ビームスプリッタ125は、分離された光の一方(ほぼ半分の光量の光)を透過して計測光として基板Wの被測定面に導き、分離された光の他方(ほぼ半分の光量の光)を反射して参照光として参照ミラー131の参照面に導く。
基板Wと参照ミラー131への光の入射角度はθで等しい。基板Wへの入射角度θが大きくなると、基板上の薄膜表面からの反射率が薄膜の裏面からの反射率に対して強くなるので、薄膜表面の形状を測定する場合は入射角度θが大きいほど好ましい。一方、入射角度θが90度に近くなると、光学系の組立てが難しくなる。以上から、入射角度θは、70度から85度が好ましい。
本実施例は、ビームスプリッタ125として1μmから5μm程度の厚さの薄い膜(材質はSiCやSiNなど)で構成されるペリクル型ビームスプリッタを使用している。ペリクル型ビームスプリッタは半透膜を有するが、接着層は有しない。
ステージ系は、基板Wを保持する不図示のウエハチャックと基板Wを駆動する基板ステージ40を有する。基板ステージ40の位置は不図示のレーザー干渉計を利用して測定することができる。
受光光学系130は、参照ミラー131、ビームスプリッタ132、プリズム型ミラー133、凹面ミラー134、凸面ミラー135、開口絞り136、プリズム型ミラー137及び光電変換素子138を有する。
参照ミラー131は、面精度が10nmから20nm程度のアルミ平面ミラーや、同様の面精度を持つ、ガラス平面ミラーなどを使用することができる。
ビームスプリッタ132は、基板Wの表面(被測定面)に入射してそこで反射した計測光と参照ミラー131の表面(参照面)に入射してそこで反射した参照光とを合成(合波)する。本実施例は、ビームスプリッタ132として1μmから5μm程度の厚さの薄い膜(材質はSiCやSiNなど)で構成されるペリクル型ビームスプリッタを使用している。ペリクル型ビームスプリッタは接着層がないので、接着層が透過位相と反射位相に与える影響を考慮する必要はない。
本実施例では、ビームスプリッタ125と132は、同じ厚さと材質を使用しているため、波長に対する反射強度と反射位相は同じ特性であり、かつ、波長に対する透過強度と透過位相は同じ特性である。
凹面ミラー134と凸面ミラー135は、両側テレセントリックな結像光学系を構成し、基板Wの表面を光電変換素子138の受光面に結像させる。凹面ミラー134と凸面ミラー135の配置も凹面ミラー122と凸面ミラー123の配置と同様にすることができる。
開口絞り136は、凹面ミラー134と凸面ミラー135からなる結像光学系の瞳位置に配置され、結像光学系の開口数(NA)をsin(0.1度)からsin(5度)程度の非常に小さなNAに絞っている。反射膜などにより凸面ミラー135の反射領域を制限することにより、開口絞り136の代替としてもよい。
プリズム型ミラー133、137は光束の方向を変更する偏向部材である。光電変換素子138を構成できる十分なスペースがある場合には、プリズム型ミラー133、137を設ける必要はない。
光電変換素子138は、計測光と参照光によって形成される干渉光(干渉縞)を検出する。光電変換素子138は、フォトディテクターなどの光量検出素子、1次元ラインセンサ(フォトディテクターアレイ、CCDラインセンサ、CMOSラインセンサなど)、2次元センサ(2次元CCD、2次元CMOSなど)などを使用することができる。1次元ラインセンサや2次元ラインセンサを使用すると、1回の計測にて検出可能な基板Wの計測領域が増加し、測定時間を短縮することができる。
ビームスプリッタにおいてはその半透膜の特性から、透過光と反射光に位相差が生じる。従来は、被測定面からの計測光がビームスプリッタを2回透過し、参照面からの参照光がビームスプリッタを2回反射するように2つのビームスプリッタを配置していた。しかし、これでは、計測光と参照光は各波長で位相が異なり、光電変換素子138が出力する白色信号波形は、図3に示すように、歪んでしまう。それを解決するために、特許文献1のように、ビームスプリッタの透過光路の長波長屈折率と短波長屈折率の光路長差とビームスプリッタの反射光路の長波長屈折率と短波長屈折率の光路長差を等しくすることは困難である。
この点、図4に示すように、投光光学系120と受光光学系130が一つのビームスプリッタを共有し、計測光と参照光のそれぞれがビームスプリッタを1回ずつ反射及び透過するように構成することも考えられる。しかし、図4においては、参照光と計測光はビームスプリッタ200の半透膜210の異なる面より入射して反射している。このため、半透膜210の構成と接着剤220の影響により、参照光と計測光の位相に差異が生じ、白色信号波形に図3に示すような歪みが生じることになる。
本実施例においては、投光光学系120と受光光学系130は複数のビームスプリッタを有している。これは、投光光学系120と受光光学系130がそれぞれ少なくとも一つのビームスプリッタを有し、投光光学系120と受光光学系130に含まれるビームスプリッタの合計が複数であることを意味する。
次に、本実施例は、複数のビームスプリッタ125、132において参照光と計測光は反射回数と透過回数の両方が等しくなるように、各ビームスプリッタを配置している。即ち、ビームスプリッタ125で反射した参照光は参照ミラー131で反射された後、ビームスプリッタ132を透過して光電変換素子138に導光される。一方、ビームスプリッタ125を透過した計測光は基板Wで反射された後、ビームスプリッタ132で反射されて光電変換素子138に導光される。これにより、参照光と計測光がビームスプリッタ125、132から受ける影響は同等となるため、白色干渉信号に発生する歪みを低減することができる。
複数のビームスプリッタの数は偶数であることが好ましい。これにより、反射と透過の回数を等しくすることができる。
ここで、参照光と計測光の一方(例えば、計測光)が2つのビームスプリッタの一方(例えば、ビームスプリッタ125)の半透膜に入射して透過する際の前記一方の半透膜に対する入射角度をU1とする。また、参照光と計測光の他方(例えば、参照光)が2つのビームスプリッタの他方(例えば、ビームスプリッタ132)の半透膜に入射して透過する際の他方の半透膜に対する入射角度をU2とする。すると、本実施例は、U1とU2を等しく設定している。また、参照光と計測光の前記一方(例えば、計測光)が2つのビームスプリッタの前記他方(例えば、ビームスプリッタ132)の前記半透膜に入射して反射する際の入射角度をU3とする。また、参照光と計測光の前記他方(例えば、参照光)が2つのビームスプリッタの前記一方(例えば、ビームスプリッタ125)の前記半透膜に入射して反射する際の入射角度をU4とする。すると、本実施例は、U3とU4を等しく設定している。各ビームスプリッタの半透膜への透過光と反射光の入射角度を計測光と参照光との間で等しくすることによって計測光と参照光の透過特性と反射特性が受ける影響を等しくすることができる。なお、U1とU4は等しいので、本実施例では、U1〜U4の全ての絶対値が等しい。
なお、図4に示す構成において、ビームスプリッタが接着層がないペリクル型ビームスプリッタの場合には接着層による影響がなくなるので、適用可能である。この場合、投光光学系は、光源112からの広帯域光を分離して一方を計測光として被測定面に垂直に入射させ、他方を参照光として参照面に垂直に入射させる。また、投光光学系と受光光学系は一つのペリクル型ビームスプリッタを共有することになる。
データ処理系140は、演算処理部142、データ保存用の記憶部144、測定結果、測定条件を表示する表示部146を有する。演算処理部142は制御部60に処理結果を出力する。
測定装置100の動作において、光源112からの光は、コンデンサーレンズ114でスリット板116の透過領域(スリット)付近に集光され、投光光学系120は、基板W及び参照ミラー131にスリットの像を結像させる。投光光学系120を通った光のほぼ半分の光量の光はビームスプリッタ125を透過してその主光線は入射角度θで斜めに基板Wに入射し、ほぼ半分の光量の光はビームスプリッタ125を反射して参照ミラー131に基板Wと同じ入射角度θで斜めに入射する。本実施例の入射角度θは0°よりも大きく90°よりも小さく垂直入射ではない。
基板Wで反射した計測光と参照ミラー131で反射した参照光は共にビームスプリッタ132に入射し、ビームスプリッタ132で合成される。また、基板W及び参照ミラー131に結像したスリットの像は、凹面ミラー134と凸面ミラー135により光電変換素子138の受光面に再結像される。光電変換素子138の受光面上では、計測光と参照光が重なり、光の干渉(干渉光又は干渉縞)が生じる。
白色干渉信号を光電変換素子138で得るために、基板ステージ40をZ方向に駆動する。なお、基板Wの測定領域を変更させる場合には、基板ステージ40をX方向、または、Y方向に駆動して所望の領域が光電変換素子138の受光領域に位置するように位置合わせした後に上述の測定を行う。
本出願において「白色」という用語は「広帯域光」と同義である。これは、青色を使用しない波長領域(例えば、500nm〜800nm)の広帯域光を使用しても効果が得られるからである。また、広帯域光は、コンピュータによる信号処理により分離可能な複数の波長(又は周波数)を含む光であると定義することができる。
まず、基板ステージ40をZ方向に駆動させ、光電変換素子138が白色干渉信号を検出すると、演算処理部142は、白色干渉信号に基づいて基板Wの表面である被測定面のZ方向の位置を算出し、基板Wの表面形状を取得する。
図5は、白色干渉信号のグラフである。横軸は基板ステージ40(又は基板W)のZ方向の位置であり、縦軸は光電変換素子138の出力である白色干渉信号の強度である。基板ステージ40のZ方向の位置は、不図示のZ軸測長干渉計(測長センサとしては、静電容量センサでもよい)によって測定される。演算処理部142は、白色干渉信号の信号ピークの位置を算出し、それに対応したZ位置がその検出領域での高さ位置となる。光電変換素子138に2次元センサを用いれば、基板Wの三次元形状を測定することが可能となる。
より具体的には、白色干渉信号の包絡線のピークや干渉信号の最大コントラストを検出し、基板Wの表面位置を検出する。また、白色干渉信号の中心の干渉縞(以下、セントラルフリンジ)に対して、信号強度ピーク、重心計算、または、二次近似などの関数フィッティングを実施する。これにより、セントラルフリンジのピーク検出が可能となり、基板Wの表面位置を検出することも可能となる。更に、白色干渉信号の測定値に対して移動平均や関数フィッティングなどを実施することで、図5の横軸であるZ方向のサンプリングピッチZpの1/10から1/50程度の分解能で基板Wの表面位置の検出が可能である。サンプリングピッチZpは、等ピッチでステップ的に駆動させる方法でもよい。また、Zステージの速度をZspとし等速度で駆動して、光電変換素子138の取り込みタイミングに同期して、Z軸測長干渉計の出力(Z位置)を取り込む場合、計測時間の短縮が可能である。
演算処理部142は、基板Wの各点のXY方向の各点において以上の処理を実行することによって、基板表面全体の形状を求め、記憶部144にその形状データを保存し、また、形状データを表示部146で表示可能としている。
なお、本実施例は、参照ミラー131を固定し、基板Wを駆動しているが、基板Wを固定し、参照ミラー131をZ方向に駆動してもよい。更に、基板W又は参照ミラー131の駆動を伴わずに、特許文献2に開示されているように、受光センサ手前に分光素子を配置して、センサ上にて波長毎の干渉強度を検出してもよい。
図6は、ペリクル型ビームスプリッタを使用するビームスプリッタ125と132の代わりに、金属膜や、誘電体多層膜など膜をスプリット膜としたプリズム型ビームスプリッタ126と139を使用した測定装置100Aの断面図である。測定装置100Aは、ビームスプリッタ126を有する投光光学系120Aと、ビームスプリッタ139を有する受光光学系130Aを有する点で、測定装置100と相違する。
図7は、ビームスプリッタ126及び139近傍の拡大断面図である。図7において、光束P1はビームスプリッタ126によって分離される前の広帯域光を示している。光束P2はビームスプリッタ126によって分離された後の透過光(計測光)を示している。光束P3はビームスプリッタ126によって分離された後の反射光(参照光)を示している。光束P4は光束P3が基板Wの表面(被測定面)で反射した後の反射光(計測光)を示している。光束P5は光束P4が参照ミラー131の表面(参照面)で反射した後の反射光(参照光)を示している。光束P6はビームスプリッタ139によって合成された後の広帯域光を示している。
ビームスプリッタ126で反射した参照光は参照ミラー131で反射された後、ビームスプリッタ139を透過して光電変換素子138に導光される。一方、ビームスプリッタ126を透過した計測光は基板Wで反射された後、ビームスプリッタ139で反射されて光電変換素子138に導光される。
プリズム型ビームスプリッタは一つのガラスプリズムに半透膜を成膜した後、別のガラスプリズムを半透膜の表面に接着することにより製作される。即ち、ビームスプリッタ126は、一対のガラスプリズム126a及び126bの間に、半透膜126cと接着層126dの積層構造を有する。また、ビームスプリッタ139は、一対のガラスプリズム139a及び139bの間に、半透膜139cと接着層139dの積層構造を有する。この際、積層構造の半透膜側から入射した光束の反射特性と積層構造の接着層側から入射した光束の反射特性は異なる。なお、透過光については、積層構造の半透膜側から接着層を経て透過しても接着層側から半透膜を経て透過しても透過特性は同じである。
そこで、本実施例は、図7に示すように、参照光と計測光が反射する際に、常に半透膜側から入射して反射するようにビームスプリッタ126と139を配置している。これにより、ビームスプリッタ126、139を通過した参照光と計測光の各波長に対する反射強度と反射位相は図8に示すように等しくなり、透過強度と透過位相も図9に示すように等しくなる。即ち、参照光と計測光がビームスプリッタ126及び139から受ける影響は等しくなるため、白色干渉信号に歪みは生じず、図3の誤差なしのような信号が得られる。
なお、図7において、参照光と計測光が常に接着層側から入射して反射するように、ビームスプリッタ126と139の配置を入れ替えてもよい。このような構成でも、同様の効果が得られる。
露光においては、測定装置100が基板Wの表面形状を測定し、制御部60が、測定装置100の測定結果に基づいて基板ステージ40の駆動を制御する。
より具体的には、制御部60は、フォーカス検出系50の検出結果を測定装置100の測定結果によって較正することができる。図10は、較正方法を説明するためのフローチャートである。
まず、制御部60は、フォーカス検出系50により基準プレート42のZ方向の位置を検出し(S1002)、その検出値Omを記憶部62に格納する(S1004)。次に、制御部60は、フォーカス検出系50の検出対象位置とXY面に関して同じ位置を測定装置100で測定し(S1006)その測定値Pmを記憶部62に格納する(S1008)。
次に、制御部60は、図11に示すように、測定装置100の測定値Pmとフォーカス検出系50の検出値Omの差である第1オフセットを算出する(S1010)。第1オフセットは本来ゼロになるべきであるが、基板ステージ40の走査方向のオフセットやフォーカス検出系50又は測定装置100の長期的なドリフトなどの誤差要因によって発生する。このため、本実施例の制御部60は、定期的に第1オフセットを取得しているが、これらの誤差要因が変化しないとみなせる場合には第1オフセットを一度のみ取得すればよい。
これで、基準プレート42を用いた較正フローを終了する。
次に、制御部60は、基板Wの測定位置Wp(XY面内)のZ方向の位置をフォーカス検出系50で検出し(S1012)、その検出値Owを記憶部62に格納する(S1014)。なお、測定位置Wpは、基板内の1点、転写領域(ショット)内の1点、ショット内の全点、複数ショット内の全点、基板内の全点などの各種モードから選択できるようになっている。次に、制御部60は、基板Wの測定位置Wpを測定装置100で測定し(S1016)その測定値Pwを記憶部62に格納する(S1018)。
次に、制御部60は、図11に示すように、測定装置100の測定値Pwとフォーカス検出系50の検出値Owの差である第2オフセットを測定位置Wp毎に算出する(S1020)。
次に、制御部60は、基板上の測定位置毎に、第2オフセットと第1オフセットの差を記憶部62に格納する(S1022)。基板W上の各測定位置におけるオフセット量Opは次式で表わされる。
ここで、iは基板上の測定位置を表す番号である。オフセット量Opとしては、露光ショット単位(ステップアンドリピート方式の場合はショット、ステップアンドスキャン方式の場合は露光スリット単位)で、平均的高さオフセット(Z)、平均傾きオフセット(ωz、ωy)を保存してもよい。更には、基板上の各ショットの平均値としてオフセット量Opを求めて保存してもよい。
これで、基板Wの較正フローを終了する。
その後の走査露光において、フォーカス検出系50は基板W上の測定位置の面位置を測定し、それを数式1で補正して基板の表面形状を測定する。制御部60は、補正後の基板形状に基づいてフォーカス制御を行う。本実施例によれば、基板上の反射率分布やローカルチルトによる測定誤差を低減してフォーカス精度を向上し、高解像度を維持すると共に製造歩留まりを維持することができる。
つぎに、本発明の一実施形態のデバイス(半導体デバイス、液晶表示デバイス等)の製造方法について説明する。ここでは、半導体デバイスの製造方法を例に説明する。
半導体デバイスは、ウエハに集積回路を作る前工程と、前工程で作られたウエハ上の集積回路チップを製品として完成させる後工程を経ることにより製造される。前工程は、前述の露光装置を使用して感光剤を塗布した基板を露光する工程と、その基板を現像する工程を含む。後工程は、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)と、パッケージング工程(封入)を含む。
本実施形態のデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
M 原板
W 基板
30 投影光学系
40 基板ステージ
50 フォーカス検出系
60 制御部
100、100A 測定装置
120、120A 投光光学系
130、130A 受光光学系
125、126、132、139 ビームスプリッタ
137 光電変換素子
126c、139c 半透膜
126d、139d 接着層
W 基板
30 投影光学系
40 基板ステージ
50 フォーカス検出系
60 制御部
100、100A 測定装置
120、120A 投光光学系
130、130A 受光光学系
125、126、132、139 ビームスプリッタ
137 光電変換素子
126c、139c 半透膜
126d、139d 接着層
Claims (10)
- 被測定面の位置を測定する測定装置であって、
光源からの広帯域光を分離して一方を計測光として前記被測定面に導き、他方を参照光として参照面に導く投光光学系と、
前記被測定面に入射して反射した前記計測光と前記参照面に入射して反射した前記参照光とを合成して前記計測光と前記参照光の干渉光を検出する受光光学系と、
を有し、
前記投光光学系と前記受光光学系は複数のビームスプリッタを有し、
各ビームスプリッタは、前記参照光が前記複数のビームスプリッタにおいて反射及び透過する回数と、前記計測光が前記複数のビームスプリッタにおいて反射及び透過する回数と、が等しくなるように配置されていることを特徴とする測定装置。 - 前記複数のビームスプリッタの数は偶数であることを特徴とする請求項1に記載の測定装置。
- 各ビームスプリッタは、ペリクル型ビームスプリッタであることを特徴とする請求項1又は2に記載の測定装置。
- 各ビームスプリッタは、半透膜と接着層の積層構造を有し、
前記複数のビームスプリッタは、前記参照光又は前記計測光を反射する場合において、前記半透膜側から入射した前記参照光の反射回数と、前記半透膜側から入射した前記計測光の反射回数と、が等しく、かつ、前記接着層側から入射した前記参照光の反射回数と、前記接着層側から入射した前記計測光の反射回数と、が等しくなるように配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の測定装置。 - 前記複数のビームスプリッタは、前記参照光又は前記計測光を透過する場合において、前記半透膜側から入射した前記参照光の透過回数と、前記半透膜側から入射した前記計測光の透過回数と、が等しく、かつ、前記接着層側から入射した前記参照光の透過回数と、前記接着層側から入射した前記計測光の透過回数と、が等しくなるように配置されていることを特徴とする請求項4に記載の測定装置。
- 前記複数のビームスプリッタの数は2つのビームスプリッタを含み、
前記参照光と前記計測光の一方が前記2つのビームスプリッタの一方の半透膜に入射して透過する際の前記一方の半透膜に対する入射角度と前記参照光と前記計測光の他方が前記2つのビームスプリッタの他方の半透膜に入射して透過する際の前記他方の半透膜に対する入射角度は等しく、かつ、前記参照光と前記計測光の前記一方が前記2つのビームスプリッタの前記他方の前記半透膜に入射して反射する際の入射角度と前記参照光と前記計測光の前記他方が前記2つのビームスプリッタの前記一方の前記半透膜に入射して反射する際の入射角度は等しくなるように、各ビームスプリッタは配置されていることを特徴とする請求項1に記載の測定装置。 - 前記投光光学系は、前記計測光を前記被測定面に斜めに入射させ、前記参照光を参照ミラーに斜めに入射させることを特徴とする請求項1〜6のうちいずれか一項に記載の測定装置。
- 被測定面の位置を測定する測定装置であって、
光源からの広帯域光を分離して一方を計測光として前記被測定面に垂直に導き、他方を参照光として参照面に垂直に導く投光光学系と、
前記被測定面に入射して反射した前記計測光と前記参照面に入射して反射した前記参照光とを合成して前記計測光と前記参照光の干渉光を検出する受光光学系と、
を有し、
前記投光光学系と前記受光光学系は一つのペリクル型ビームスプリッタを共有することを特徴とする測定装置。 - 原板のパターンの像を基板に露光する露光装置であって、
前記基板を支持及び駆動する基板ステージと、
前記基板の表面の位置を測定する請求項1〜8のうちいずれか一項に記載の測定装置と、
前記測定装置の測定結果に基づいて前記基板ステージによる駆動を制御する制御部と、
を有することを特徴とする露光装置。 - 請求項9に記載の露光装置を用いて基板を露光するステップと、
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の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008300500A JP2010127670A (ja) | 2008-11-26 | 2008-11-26 | 測定装置及び露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008300500A JP2010127670A (ja) | 2008-11-26 | 2008-11-26 | 測定装置及び露光装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010127670A true JP2010127670A (ja) | 2010-06-10 |
Family
ID=42328193
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008300500A Pending JP2010127670A (ja) | 2008-11-26 | 2008-11-26 | 測定装置及び露光装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010127670A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017044565A (ja) * | 2015-08-26 | 2017-03-02 | 株式会社東京精密 | 距離測定装置及びその方法 |
-
2008
- 2008-11-26 JP JP2008300500A patent/JP2010127670A/ja active Pending
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JP2017044565A (ja) * | 2015-08-26 | 2017-03-02 | 株式会社東京精密 | 距離測定装置及びその方法 |
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