JP2010205795A - 光源装置、露光装置及びデバイスの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】観察部によって観察された被照射領域の歪みを低減させることができる光源装置、露光装置及びデバイスの製造方法を提供する。
【解決手段】露光装置は、露光光ELの光路内に配置され、露光光ELによって照射される被照射面40aと該被照射面40aに設けられる複数の計測点とを有する被照射部材40と、露光光ELの光路外に配置され、被照射面40aを照射する露光光ELの照射状態を被照射面40aに対して斜め方向から観察する観察装置42と、複数の計測点の位置情報に基づいて、観察装置42によって斜め方向から観察される被照射面40aにおける露光光ELの照射状態を斜め方向とは異なる方向から観察した状態に変換処理を行う制御装置43と、を備えている。
【選択図】図2
【解決手段】露光装置は、露光光ELの光路内に配置され、露光光ELによって照射される被照射面40aと該被照射面40aに設けられる複数の計測点とを有する被照射部材40と、露光光ELの光路外に配置され、被照射面40aを照射する露光光ELの照射状態を被照射面40aに対して斜め方向から観察する観察装置42と、複数の計測点の位置情報に基づいて、観察装置42によって斜め方向から観察される被照射面40aにおける露光光ELの照射状態を斜め方向とは異なる方向から観察した状態に変換処理を行う制御装置43と、を備えている。
【選択図】図2
Description
本発明は、所定のパターンを基板上に形成するための露光装置、該露光装置に放射ビームを射出する光源装置及び露光装置を用いるデバイスの製造方法に関するものである。
一般に、半導体集積回路などのマイクロデバイスを製造するための露光装置は、所定のパターンが形成されたレチクルなどのマスクに露光光を照射する照明光学系と、マスクを照明した露光光によって該マスクのパターンの像を感光性材料の塗布されたウエハ、ガラスプレートなどの基板に投影する投影光学系とを備えている。このような露光装置では、半導体集積回路の高集積化及び該高集積化に伴うパターンの像の微細化を図るために、投影光学系の更なる高解像度化が要望されている。そのため、露光装置に用いる露光光の短波長化が進み、近年では、EUV(Extreme Ultraviolet )光を露光光として用いる露光装置の開発が行われている(特許文献1参照)。
EUV光を用いる露光装置は、内部が真空雰囲気に設定されるチャンバを備え、該チャンバ内に、各種光学系、及びマスクや基板を保持する各種保持装置などが配置されている。また、チャンバ内には、例えば照明光学系を構成する光学素子(例えば反射ミラー)に入射する露光光の形状や重心を計測するための計測装置が設けられている。この計測装置は、光学素子の入射面の近傍に設定された計測位置に配置される被照射部材を備え、該被照射部材は、露光光の進む方向にほぼ直交し、且つ露光光に照射される被照射面を有している。また、計測装置には、被照射部材の被照射面が露光光に照射されることにより、被照射面に形成される被照射領域を斜め方向から計測するCCDなどの観察部が設けられ、該観察部は、露光光を遮らないように露光光の光路外に配置されている。計測時には、被照射面に形成される被照射領域が、観察部によって斜め方向から観察される。そして、観察部によって観察された被照射領域の形状に基づき、光学素子に入射する露光光の重心の位置が検出されていた。
ところで、観察部は、露光光の光路外に配置されるため、計測位置に配置された被照射部材の被照射面を正面から観察することができない。すなわち、観察部によって斜め方向から観察された被照射領域(観察被照射領域ともいう。)は、被照射面を正視した場合の被照射領域(正視被照射領域ともいう。)に比して歪んだ形状になる。そのため、被照射面に実際に形成される正視被照射領域とは異なる観察被照射領域の形状に基づき検出された露光光の重心の位置は、適切なものとは言い難かった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、観察部によって観察された被照射領域の歪みを低減させることができる光源装置、露光装置及びデバイスの製造方法を提供することにある。
上記の課題を解決するため、本発明は、実施形態に示す図1〜図12に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の露光装置は、所定のパターンが形成されたマスク(R)を光源装置(12)から射出される放射ビーム(EL)で照明し、前記マスク(R)を介した放射ビーム(EL)を基板(W)に照射する露光装置(12)であって、前記放射ビーム(EL)の光路内に配置され、前記放射ビーム(EL)によって照射される被照射面(40a)と該被照射面(40a)に設けられる複数の計測点(46〜50,53〜56)とを有する被照射部材(40)と、前記光路外に配置され、前記被照射面(40a)を照射する前記放射ビーム(EL)の照射状態を前記被照射面(40a)に対して斜め方向から観察する観察部(42)と、前記複数の計測点(46〜50,53〜56)の位置情報に基づいて、前記観察部(42)によって前記斜め方向から観察される前記被照射面(40a)における前記放射ビーム(EL)の照射状態を前記斜め方向とは異なる方向から観察した状態に変換処理を行う変換処理部(43)と、を備えることを要旨とする。
本発明の露光装置は、所定のパターンが形成されたマスク(R)を光源装置(12)から射出される放射ビーム(EL)で照明し、前記マスク(R)を介した放射ビーム(EL)を基板(W)に照射する露光装置(12)であって、前記放射ビーム(EL)の光路内に配置され、前記放射ビーム(EL)によって照射される被照射面(40a)と該被照射面(40a)に設けられる複数の計測点(46〜50,53〜56)とを有する被照射部材(40)と、前記光路外に配置され、前記被照射面(40a)を照射する前記放射ビーム(EL)の照射状態を前記被照射面(40a)に対して斜め方向から観察する観察部(42)と、前記複数の計測点(46〜50,53〜56)の位置情報に基づいて、前記観察部(42)によって前記斜め方向から観察される前記被照射面(40a)における前記放射ビーム(EL)の照射状態を前記斜め方向とは異なる方向から観察した状態に変換処理を行う変換処理部(43)と、を備えることを要旨とする。
上記構成によれば、放射ビーム(EL)の光路内に配置される被照射部材(40)の被照射面(40a)が、放射ビーム(EL)の光路外であって且つ放射ビーム(EL)を遮らないように配置される観察部(42)によって斜め方向から観察される。このように観察される被照射面(40a)における放射ビーム(EL)の照射状態が、変換処理の実行によって、斜め方向とは異なる方向から観察した状態に変換される。その結果、観察部(42)によって観察された照射状態とは異なる状態が導出される。
本発明の光源装置は、所定のパターンを基板(W)に形成する露光装置(12)に放射ビーム(EL)を射出する光源装置(12)であって、前記放射ビーム(EL)を射出する光源部(61)と、前記放射ビーム(EL)の光路内に配置され、前記放射ビーム(EL)によって照射される被照射面(40a)と該被照射面(40a)に設けられる複数の計測点(46〜50,53〜56)とを有する被照射部材(40)と、前記光路外に配置され、前記被照射面(40a)を照射する前記放射ビーム(EL)の照射状態を斜め方向から観察する観察部(42)と、前記複数の計測点(46〜50,53〜56)の位置情報に基づいて、前記観察部(42)によって前記斜め方向から観察した前記被照射面における前記放射ビーム(EL)の照射状態を前記斜め方向とは異なる方向から観察した状態に変換処理を行う変換処理部(43)と、該変換処理部(43)によって前記変換処理された結果に基づき、前記光源装置(12)から前記露光装置(12)に射出される前記放射ビーム(EL)の射出方向を調整する射出方向調整部(14)と、を備えることを要旨とする。
上記構成によれば、放射ビーム(EL)の光路内に配置される被照射部材(40)の被照射面(40a)が、放射ビーム(EL)の光路外であって且つ放射ビーム(EL)を遮らないように配置される観察部(42)によって斜め方向から観察される。このように観察される被照射面(40a)における放射ビーム(EL)の照射状態が、斜め方向とは異なる方向から観察した状態に変換される。その結果、観察部(42)によって観察された照射状態とは異なる状態が導出される。このように導出された結果に基づき、露光装置(12)側に射出される放射ビーム(EL)の射出方向が調整される。したがって、露光装置(12)内での基板(W)へのパターン形成の正確性を向上させることができる。
なお、本発明をわかりやすく説明するために実施形態を示す図面の符号に対応づけて説明したが、本発明が実施形態に限定されるものではないことは言うまでもない。
本発明によれば、観察部によって観察した被照射領域の歪みを低減させることができる。
(第1の実施形態)
以下に、本発明を具体化した第1の実施形態について図1〜図9に基づき説明する。なお、本実施形態では、投影光学系17の光軸に平行にZ軸を取り、Z軸に垂直な平面内で走査露光時のレチクルR及びウエハWの走査方向に沿ってY軸を取り、その走査方向に直交する非走査方向に沿ってX軸を取って説明する。また、X軸、Y軸、Z軸の周りの回転方向をθx方向、θy方向、θz方向ともいう。
以下に、本発明を具体化した第1の実施形態について図1〜図9に基づき説明する。なお、本実施形態では、投影光学系17の光軸に平行にZ軸を取り、Z軸に垂直な平面内で走査露光時のレチクルR及びウエハWの走査方向に沿ってY軸を取り、その走査方向に直交する非走査方向に沿ってX軸を取って説明する。また、X軸、Y軸、Z軸の周りの回転方向をθx方向、θy方向、θz方向ともいう。
図1に示すように、本実施形態の露光装置11は、光源装置12から射出される、波長が100nm程度以下の軟X線領域である極端紫外光、即ちEUV(Extreme Ultraviolet )光を露光光ELとして用いるEUV露光装置である。こうした露光装置11は、内部が大気よりも低圧の真空雰囲気に設定されるチャンバ13(図1では二点鎖線で囲まれた部分)を備えており、該チャンバ13内には、所定のパターンが形成された反射型のレチクルRと、表面にレジストなどの感光性材料が塗布されたウエハWとが搬送される。本実施形態の光源装置12は、レーザ励起プラズマ光源を有しており、該光源装置12は、波長が5〜20nm(例えば13.5nm)となるEUV光を露光光ELとして射出する。
また、光源装置12は、変位機構14によって、その配置位置が調整可能とされている。この変位機構14の駆動によって光源装置12の配置位置が変位することにより、該光源装置12からチャンバ13内に射出される露光光ELの射出方向が調整される。そして、光源装置12からチャンバ13内に入射した露光光ELは、照明光学系15を介してレチクルステージ16にて保持されるレチクルRを照明し、該レチクルRで反射した露光光ELは、投影光学系17を介してウエハステージ18に保持されるウエハWを照射する。
照明光学系15は、チャンバ13の内部と同様に、内部が真空雰囲気に設定される筐体19(図1で一点鎖線で囲まれた部分)を備えている。この筐体19内には、光源装置12から射出された露光光ELを集光するコリメート用ミラー20が設けられており、該コリメート用ミラー20は、入射した露光光ELを略平行に変換して射出する。そして、コリメート用ミラー20から射出された露光光ELは、オプティカルインテグレータの一種であるフライアイ光学系21(図1では破線で囲まれた部分)に入射する。このフライアイ光学系21は、一対のフライアイミラー22,23を備えており、該各フライアイミラー22,23のうち入射側に配置される入射側フライアイミラー22は、レチクルRの被照射面Ra(即ち、図1における下面であって、パターン形成面)とは光学的に共役となる位置に配置されている。こうした入射側フライアイミラー22で反射された露光光ELは、射出側に配置される射出側フライアイミラー23に入射する。
また、照明光学系15には、射出側フライアイミラー23から射出された露光光ELを筐体19外に射出するコンデンサミラー24が設けられている。そして、コンデンサミラー24から射出された露光光ELは、後述する鏡筒29内に設置された折り返し用の反射ミラー25により、レチクルステージ16に保持されるレチクルRに導かれる。なお、本実施形態の照明光学系15には、照明光学系15を構成する各ミラー20,22〜25のうち入射側フライアイミラー22に入射する露光光ELの断面形状や重心位置を計測するための後述する計測装置26が設けられている。
レチクルステージ16は、投影光学系17の物体面側に配置されており、レチクルRを静電吸着するための第1静電吸着保持装置27を備えている。この第1静電吸着保持装置27は、誘電性材料から構成され且つ吸着面28aを有する基体28と、該基体28内に配置される図示しない複数の電極部とから構成されている。そして、図示しない電圧印加部から電圧が各電極部にそれぞれ印加された場合、基体28から発生されるクーロン力により、吸着面28aにレチクルRが静電吸着される。
また、レチクルステージ16には、第1静電吸着保持装置27に保持されるレチクルRをY軸方向(図1における左右方向)に所定ストロークで移動させる図示しないレチクルステージ駆動部と、第1静電吸着保持装置27を支持する支持ステージSTGとが設けられている。レチクルステージ駆動部は、レチクルRをX軸方向(図1において紙面と直交する方向)及びθz方向にも移動可能に構成されている。なお、レチクルRの被照射面Raに露光光ELが照明される場合、該被照射面Raの一部には、X軸方向に延びる略円弧状の照明領域が形成される。
投影光学系17は、露光光ELでレチクルRの被照射面Raを照明することにより形成されたパターンの像を所定の縮小倍率(例えば1/4倍)に縮小させる光学系であって、チャンバ13の内部と同様に、内部が真空雰囲気に設定される鏡筒29を備えている。この鏡筒29内には、複数枚(本実施形態では6枚)の反射型のミラー30,31,32,33,34,35が収容されている。これら各ミラー30〜35は、図示しないミラー保持装置を介して鏡筒29にそれぞれ保持されている。そして、物体面側であるレチクルR側から導かれた露光光ELは、第1ミラー30、第2ミラー31、第3ミラー32、第4ミラー33、第5ミラー34、第6ミラー35の順に反射され、ウエハステージ18に保持されるウエハWの被照射面Waに導かれる。なお、照明光学系15及び投影光学系17を構成する各ミラー20,22〜25,30〜35の反射面には、露光光ELを反射する反射層がそれぞれ形成されている。この反射層は、モリブデン(Mo)とシリコン(Si)を交互に積層した多層膜から構成されている。
ウエハステージ18は、ウエハWを静電吸着するための第2静電吸着保持装置36と、該第2静電吸着保持装置36に保持されるウエハWをY軸方向に所定ストロークで移動させる図示しないウエハステージ駆動部とを備えている。第2静電吸着保持装置36は、誘電性材料から構成され且つ吸着面37aを有する基体37と、該基体37内に配置される図示しない複数の電極部とから構成されている。そして、図示しない電圧印加部から電圧が各電極部にそれぞれ印加された場合、基体37から発生されるクーロン力により、吸着面37aにウエハWが静電吸着される。ウエハステージ駆動部は、第2静電吸着保持装置36に保持されるウエハWをX軸方向及びZ軸方向(図1における上下方向)にも移動可能に構成されている。また、ウエハステージ18には、第2静電吸着保持装置36を保持する図示しないウエハホルダと、該ウエハホルダのZ軸方向における位置及びX軸周り、Y軸周りの傾斜角を調整する図示しないZレベリング機構とが組み込まれている。
そして、ウエハW上の一つのショット領域にレチクルRのパターンを形成する場合、照明光学系15による照明領域をレチクルRに照射した状態で、レチクルステージ駆動部の駆動によって、レチクルRをY軸方向(例えば、+Y方向側から−Y方向側)に所定ストローク毎に移動させるとともに、ウエハステージ駆動部の駆動によって、ウエハWをレチクルRのY軸方向に沿った移動に対して投影光学系17の縮小倍率に応じた速度比で−Y方向側から+Y方向側(図1では左側から右側)に同期して移動させる。そして、一つのショット領域へのパターンの形成が終了した場合、ウエハWの他のショット領域に対するパターンの形成が連続して行われる。
次に、計測装置26について図1〜図4に基づき説明する。
図1及び図2に示すように、計測装置26は、入射した露光光ELを可視光に変換可能な略矩形板状の被照射部材40(蛍光板ともいう。)と、該被照射部材40を露光光ELの光路内において予め設定された計測位置及び露光光ELの光路外の退避位置の間で移動させる移動機構41とを備えている。また、計測装置26には、計測位置に配置された被照射部材40を観察する観察装置42と、変位機構14及び移動機構41の駆動を制御する制御装置43とが設けられている。なお、図2では、被照射部材40を計測位置に配置した状態が実線で示されると共に、被照射部材40を退避位置に配置した状態が二点鎖線で示されている。
図1及び図2に示すように、計測装置26は、入射した露光光ELを可視光に変換可能な略矩形板状の被照射部材40(蛍光板ともいう。)と、該被照射部材40を露光光ELの光路内において予め設定された計測位置及び露光光ELの光路外の退避位置の間で移動させる移動機構41とを備えている。また、計測装置26には、計測位置に配置された被照射部材40を観察する観察装置42と、変位機構14及び移動機構41の駆動を制御する制御装置43とが設けられている。なお、図2では、被照射部材40を計測位置に配置した状態が実線で示されると共に、被照射部材40を退避位置に配置した状態が二点鎖線で示されている。
被照射部材40は、ウエハWへの露光時には露光光ELを遮ることを回避するために退避位置に配置される一方、計測装置26による計測時には計測位置に配置される。この計測位置は、コリメート用ミラー20と入射側フライアイミラー22との間であって、且つ該入射側フライアイミラー22の入射側の直近位置に設定されている。被照射部材40は、計測位置に配置された場合に照明光学系15の光軸AX(図2では一点鎖線で示す。)と略直交する被照射面40aを有しており、該被照射面40aには、露光光ELに照射される領域が発光する発光層が形成されている。例えば、図3に示すように、断面が略円形状の露光光ELに被照射面40aが照射される場合、該被照射面40aにおいて露光光ELに照射される略円形状の被照射領域(図3では破線で囲まれた領域)が発光する。そのため、露光光ELに照射される被照射面40aを観察することにより、露光時における入射側フライアイミラー22への露光光ELの照射状態が推定される。
また、被照射部材40の被照射面40aには、該被照射面40a内の第1方向A(図3では上下方向)に沿って延びる第1軸44と、被照射面40a内で第1方向Aと直交する第2方向Bに沿って延びる第2軸45とが形成されており、該第1軸44及び第2軸45は、被照射面40a上に製膜若しくは蒸着された金属膜からそれぞれ構成されている。なお、こうした金属膜は、露光光ELの照射に基づく熱エネルギーによって熱変形しにくく、露光光ELの照射によって発光しない膜であることが望ましい。
第1軸44及び第2軸45は、被照射面40a内の中央部で互いに直交しており、該直交する点のことを基準計測点46という。また、第1軸44において第1方向Aにおける両端と基準計測点46との中間位置のそれぞれには、第1の計測点47,48が形成されている。すなわち、第1軸44上では、第1の計測点47、基準計測点46及び第1の計測点48が等間隔に配置されている。また、第2軸45において第2方向Bにおける両端と基準計測点46との中間位置のそれぞれには、第2の計測点49,50が形成されている。すなわち、第2軸45上では、第2の計測点49、基準計測点46及び第2の計測点50が等間隔に配置されている。
さらに、被照射面40a内において、第2の計測点49,50を含み、且つ第1軸44と平行な第1仮想線51(図3では二点鎖線で示す。)と、第1の計測点47,48を含み、且つ第2軸45と平行な第2仮想線52(図3では二点鎖線で示す。)との交差点のそれぞれには、第3の計測点53,54,55,56が形成されている。すなわち、これら各第3の計測点53〜56は、第1方向Aにおいて互いに隣り合う計測点46〜48の間以外の位置であって且つ第2方向Bにおいて互いに隣り合う計測点46,49,50の間以外の位置にそれぞれ配置されている。なお、各第3の計測点53〜56は、被照射面40a上に製膜若しくは蒸着された金属膜からそれぞれ構成されている。また、こうした金属膜は、第1軸44及び第2軸45を構成する金属膜と同一種類であることが望ましい。
観察装置42は、図1及び図2に示すように、レチクルRのパターンをウエハWに投影する露光動作時、露光光ELの遮光を回避するために露光光ELの光路外に配置されている。ここで、照明光学系15の筐体19内には、ミラーなどの光学素子以外にも、光学素子を保持する保持装置や光学素子の温度調整を行なうための温調装置などの各種装置が設けられており、観察装置42を計測位置近傍に配置することが困難であった。そのため、本実施形態では、観察装置42は、計測位置から離れた位置に配置されている。
こうした観察装置42は、露光光ELの光路内の計測位置に配置された被照射部材40の被照射面40a(即ち、露光光ELが入射する入射面)を斜め方向から撮像する撮像部(例えばCCD)を有しており、該撮像部によって撮像された画像は、画像情報として制御装置43に出力される。なお、本実施形態では、露光光ELの光路内に被照射部材40の計測位置が設定される。本実施形態の観察装置42によって被照射面40aを撮像した画像は、図4に示すように、被照射面40aを正面から撮像した場合に比して歪んでいる。そのため、露光光ELが被照射面40aを照射することにより形成される被照射領域57A(図3にて破線で囲まれた領域であって、正視被照射領域ともいう。)が円形状である場合、観察装置42によって斜め方向から撮像された被照射領域(実被照射領域ともいう。)57の形状は、略楕円形状になる。
制御装置43は、図示しないCPU、ROM及びRAMなどを備えている。こうした制御装置43の図示しない入力側インターフェースには、観察装置42によって撮像された画像に関する画像情報が入力される。そして、制御装置43は、入力された画像情報に基づく画像において実被照射領域57を抽出し、該実被照射領域57の形状を、被照射面40aを正面から撮像した場合の正視被照射領域57Aの状態に変換する後述する変換処理を行なう。
また、制御装置43のROMなどによって構成される図示しない記憶部には、入射側フライアイミラー22に入射する露光光ELの重心の基準位置が記憶されている。この基準位置とは、ウエハWの各ショット領域に対してパターンを適切に形成することができるように露光光ELの光路の位置などが調整された場合における露光光ELの重心の位置である。もし仮に、現時点の露光光ELの重心の位置(実重心位置)が基準位置と異なる場合、ウエハWに対する露光不良が発生するおそれがある。そこで、本実施形態では、制御装置43は、上記変換処理が実行された実被照射領域57に基づき、入射側フライアイミラー22に入射する露光光ELの実重心位置を導出し、該実重心位置と記憶部に記憶される基準位置とのずれ量を導出する。そして、制御装置43は、導出したずれ量が許容範囲外である場合、ずれ量が0(零)若しくはほぼ0(零)となるように変位機構14を駆動させ、光源装置12から射出される露光光ELの射出方向を調整する。一方、制御装置43は、導出したずれ量が許容範囲内である場合、露光光ELの光路の調整を行なう必要がない旨を報知し、被照射部材40を計測位置から退避位置に移動させるべく移動機構41の駆動を制御する。
次に、本実施形態の制御装置43によって実行される変換処理について図5〜図9に基づき説明する。なお、図5〜図8には、被照射面40aの第1軸44及び第2軸45上の各計測点46〜50のみを用いて変換処理を行なう場合が示される一方、図9には、第1軸44及び第2軸45上の各計測点46〜50及び各第3の計測点53〜56を用いて変換処理を行なう場合が示されている。
まず、第1軸44及び第2軸45上の各計測点46〜50の各位置情報(座標)に基づき1次の変換処理を行なう場合について説明する。なお、この処理方法のことを、第1比較例ともいう。
観察装置42から入力された画像情報に基づく画像から抽出された第1軸44及び第2軸45は、図5(a)に示すように、互いに直交していないと共に、第1軸44及び第2軸45の交差点である基準計測点46は、画像の中央からずれている。そこで、第1比較例では、第1軸44及び第2軸45を直交座標系に変換すべく1次の変換処理が、以下に示す関係式(式1)に基づき実行される。なお、この関係式(式1)におけるパラメータC1〜C3は、第1軸44及び第2軸45上の各計測点46〜50を用いた最小二乗法によって算出される。
ただし、R…変換処理後の座標位置を示す複素数、r…変換処理前の座標位置を示す複素数、r*…複素数rの共役複素数、C1,C2,C3…複素数のパラメータ
図5(b)には、1次の変換処理後の第1軸44及び第2軸45が実線で示されると共に、理想的な第1軸44A及び第2軸45A(即ち、被照射面を正面から見た場合の各軸)が破線で示されており、理想的な第1軸44A及び第2軸45Aは直交座標系である。また、図6には、1次の変換処理後の実被照射領域57が実線で示されると共に、正視被照射領域57Aが破線で示されている。
図5(b)には、1次の変換処理後の第1軸44及び第2軸45が実線で示されると共に、理想的な第1軸44A及び第2軸45A(即ち、被照射面を正面から見た場合の各軸)が破線で示されており、理想的な第1軸44A及び第2軸45Aは直交座標系である。また、図6には、1次の変換処理後の実被照射領域57が実線で示されると共に、正視被照射領域57Aが破線で示されている。
図5(a)(b)を示すように、1次の変換処理後の第1軸44及び第2軸45は、理想的な第1軸44A及び第2軸45Aにそれぞれ近づく。また、図6に示すように、1次の変換処理後の実被照射領域57の形状は、第1軸44及び第2軸45がほぼ直交するように変換される結果、上記正視被照射領域57Aの形状に近づく。すなわち、実被照射領域57の歪みがある程度小さくなる。しかし、1次の変換処理後の実被照射領域57の中央位置は、正視被照射領域57Aの中央位置からずれている。
次に、第1軸44及び第2軸45上の各計測点46〜50の各位置情報(座標)に基づき2次の変換処理を行なう場合について説明する。なお、この処理方法のことを、第2比較例ともいう。
第2比較例では、第1軸44及び第2軸45を直交座標系に変換するための2次の変換処理は、以下に示す関係式(式2)に基づき実行される。なお、この関係式(式2)におけるパラメータC1〜C6は、第1軸44及び第2軸45上の各計測点46〜50を用いた最小二乗法によって算出される。
ただし、R…変換処理後の座標位置を示す複素数、r…変換処理前の座標位置を示す複素数、r*…複素数rの共役複素数、C1,C2,C3,C4,C5,C6…複素数のパラメータ
図7には、2次の変換処理後の第1軸44及び第2軸45が実線で示されると共に、理想的な第1軸44A及び第2軸45Aが破線で示されている。また、図8には、2次の変換処理後の実被照射領域57が実線で示されている。
図7には、2次の変換処理後の第1軸44及び第2軸45が実線で示されると共に、理想的な第1軸44A及び第2軸45Aが破線で示されている。また、図8には、2次の変換処理後の実被照射領域57が実線で示されている。
図5(a)及び図7に示すように、2次の変換処理後の第1軸44及び第2軸45は、上記第1比較例の場合よりも、理想的な第1軸44A及び第2軸45Aにそれぞれ近づく。すなわち、2次の変換処理後の第1軸44及び第2軸45は、理想的な第1軸44A及び第2軸45Aとほぼ一致する。しかし、2次の変換処理後の実被照射領域57の形状は、図8に示すように、歪みが更に大きくなり、上記正視被照射領域57Aとはかけ離れた形状になる。そのため、2次の変換処理後の実被照射領域57から露光光ELの実重心位置の検出は、非常に困難である。
ちなみに、2次の変換処理後の実被照射領域57の形状の歪みが逆に大きくなる原因は、パラメータC1〜C6に対して位置情報(即ち、計測点の数が少ない)が少ないことであると思われる。そこで、本実施形態における第1軸44及び第2軸45上の計測点の数を増やしてみた。しかし、2次の変換処理後の実被照射領域57の形状は、変換処理前の形状よりも歪みが大きくなるため、露光光ELの実重心位置を検出することはできなかった。そのため、位置情報の取得について工夫する必要がある。
次に、第1軸44及び第2軸45上の各計測点46〜50及び各第3の計測点53〜56の各位置情報(座標)に基づき2次の変換処理を行なう場合について説明する。この処理方法を、本実施例ともいう。
本実施例では、第1軸44及び第2軸45を直交座標系に変換するための2次の変換処理は、上記第2比較例の場合と同様に、関係式(式2)に基づき実行される。ただし、関係式(式2)におけるパラメータC1〜C6は、第1軸44及び第2軸45上の各計測点46〜50だけではなく、各第3の計測点53〜56をも用いた最小二乗法によって算出される。そのため、各パラメータC1〜C6の少なくとも一つは、第2比較例の場合における各パラメータC1〜C6と異なった値になる。なお、図9には、2次の変換処理後の実被照射領域57が実線で示されると共に、正視被照射領域57Aが破線で示されている。
こうした2次の変換処理が行なわれると、2次の変換処理後の第1軸44及び第2軸45は、理想的な第1軸44A及び第2軸45Aとほぼ一致する。また、2次の変換処理後の実被照射領域57の形状は、図9に示すように、第2比較例の場合とは異なり、上記正視被照射領域57Aの形状に近づく。すなわち、実被照射領域57の歪みがほとんどなくなる。しかも、2次の変換処理後の実被照射領域57の中央位置は、正視被照射領域57Aの中央位置とほぼ一致している。これは、第1及び第2の各比較例とは異なり、被照射面40a内における第1軸44及び第2軸45上の計測点46〜50だけではなく、第1軸44及び第2軸45上ではない点(第3の計測点)をも計測点として用い、各パラメータC1〜C6が設定され、結果として、変換精度が向上するためである。
そのため、露光光ELの実重心位置は、2次の変換処理後の実被照射領域57を用いて容易に検出することができる。この際、露光光ELの実重心位置の検出精度は、当然の結果として、第1比較例の場合に比して向上する。このように検出された実重心位置と上記記憶部に記憶された重心の基準位置とによって検出されるずれ量は、非常に正確な値になるため、光源装置12の位置を適切に調整することが可能になる。その後、計測装置26による計測が終了して被照射部材40が退避位置に移動し、ウエハWへの露光処理が開始された場合、ウエハWの各ショット領域には、適切な形状のパターンがそれぞれ形成される。
ここで、2次の変換処理後における実被照射領域57の各画素領域の光強度は、以下に示すように算出される。なお、各画素領域とは、被照射領域を複数に分割した領域のことである。
すなわち、2次の変換処理前の実被照射領域内を正方形の画素領域で多数に分割した場合、正方形の各頂点の座標r1,r2,r3,r4を、上記関係式(式2)を用いて2次の変換処理を行なうと、2次の変換処理後の座標R1,R2,R3,R4が以下に示す関係式(式3)のように算出される。
そして、第1の座標R1と第2の座標R2との間の距離を第1距離aとし、第2の座標R2と第3の座標R3との間の距離を第2距離bとし、第3の座標R3と第4の座標R4との間の距離を第3距離cとし、第4の座標R4と第1の座標R1との間の距離を第4距離dとし、第3の座標R3と第1の座標R1との間の距離を第5距離eとすると、各座標R1,R2,R3,R4で囲まれた画素領域の面積S(即ち、2次の変換処理後の画素領域の面積)は、以下に示す関係式(式4)で算出される。なお、この関係式(式4)は、ヘロンの公式を利用して四角形の画素領域の面積を算出するための式である。
したがって、2次の変換処理後の各画素領域のうちi番目の画素領域における光強度は、以下に示す関係式(式5)で示される。
ただし、Pi’…2次の変換処理後のi番目の画素領域における光強度、Pi…2次の変換処理前のi番目の画素領域における光強度、Si…2次の変換処理後のi番目の画素領域の面積
2次の変換処理前の被照射領域の各画素領域の光強度は、観察装置42の観察結果からそれぞれ算出できる。そして、観察装置42にて観察された被照射領域に対して2次の変換処理を行なう。続いて、2次の変換処理後の被照射領域の各画素領域の面積をそれぞれ算出し、上記関係式(式5)を用いて2次の変換処理後の各画素領域の光強度をそれぞれ算出する。こうした算出結果を用いることにより、2次の変換処理後の被照射領域の重心が算出される。
2次の変換処理前の被照射領域の各画素領域の光強度は、観察装置42の観察結果からそれぞれ算出できる。そして、観察装置42にて観察された被照射領域に対して2次の変換処理を行なう。続いて、2次の変換処理後の被照射領域の各画素領域の面積をそれぞれ算出し、上記関係式(式5)を用いて2次の変換処理後の各画素領域の光強度をそれぞれ算出する。こうした算出結果を用いることにより、2次の変換処理後の被照射領域の重心が算出される。
したがって、本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
(1)露光光ELの光路内に配置される被照射部材40の被照射面40aは、露光光ELの光路外であって且つ露光光ELを遮らないように配置される観察装置42によって斜め方向から観察される。そして、観察装置42によって観察された被照射面40aにおける露光光ELの照射状態は、制御装置43で実行される変換処理によって、斜め方向とは異なる方向(本実施形態では、被照射面40aを正視する方向)から観察した状態に変換される。その結果、被照射面40aを斜め方向から観察することにより発生する画像の歪みを小さくできる。そのため、入射側フライアイミラー22に入射する露光光ELの状態(形状や重心位置)を正確に確認することができる。
(1)露光光ELの光路内に配置される被照射部材40の被照射面40aは、露光光ELの光路外であって且つ露光光ELを遮らないように配置される観察装置42によって斜め方向から観察される。そして、観察装置42によって観察された被照射面40aにおける露光光ELの照射状態は、制御装置43で実行される変換処理によって、斜め方向とは異なる方向(本実施形態では、被照射面40aを正視する方向)から観察した状態に変換される。その結果、被照射面40aを斜め方向から観察することにより発生する画像の歪みを小さくできる。そのため、入射側フライアイミラー22に入射する露光光ELの状態(形状や重心位置)を正確に確認することができる。
(2)制御装置43で実行される変換処理では、第1軸44及び第2軸45上の各計測点46〜50に加え、各第3の計測点53〜56が用いられる。そのため、変換処理後の実被照射領域57の形状は、変換処理によって、正視被照射領域57Aの形状に非常に近い形状になる。すなわち、第1軸44及び第2軸45上の各計測点46〜50に加え、各第3の計測点53〜56を用いた変換処理を行なうことにより、被照射面40aを斜め方向から観察しても、被照射面40aを正面から観察したときの情報を得ることができる。したがって、観察装置42の配置位置の自由度を向上させることができる。
(3)もし仮に変換処理が1次の変換処理であるとすると、2次の変換処理を行なう場合に比して変換後の第1軸44及び第2軸45と、理想的な第1軸44A及び第2軸45Aとのずれ量が大きくなる。そのため、第1軸44及び第2軸上の各計測点46〜50及び各第3の計測点53〜56を用いた1次の変換処理であっても、該1次の変換処理後の実被照射領域57の形状は、2次の変換処理後の実被照射領域57の形状よりも歪んでしまう可能性がある。一方、もし仮に変換処理が3次以上のn(nは正の整数)次変換処理であるとすると、変換処理を実行するための関係式が、2次の変換処理を実行するための関係式(式2)に比して非常に複雑化し、変換処理に伴う制御装置43の負荷が増大する問題がある。そこで、本実施形態では、第1軸44及び第2軸上の各計測点46〜50及び各第3の計測点53〜56を用いた2次の変換処理が行なわれる。そのため、変換後の第1軸44及び第2軸45を理想的な第1軸44A及び第2軸45Aにほぼ一致させることができると共に、実被照射領域57の形状を、ほとんど歪みがなくなった形状にすることができる。さらに、変換処理に基づく制御装置43の負荷を、3次以上のn次の変換処理を行なう場合に比して低減させることができる。
(4)本実施形態では、被照射部材40の被照射面40aは、露光光ELで照射された領域が発光するように構成される。そのため、被照射面40aにおける被照射領域を容易に確認できる。
(5)また、制御装置43からの制御指令によって移動機構41の駆動を制御することにより、被照射部材40を必要に応じて計測位置と退避位置との間で移動させることができる。
(6)上記記憶部に予め記憶された重心の基準位置と、検出された実重心位置とのずれ量に応じて、入射側フライアイミラー22に入射する露光光ELの向きが調整される。そのため、ウエハWの各ショット領域にパターンを適切に形成することができる。
(7)しかも、本実施形態では、光源装置12の位置を変位させることにより、入射側フライアイミラー22に入射する露光光ELの向きが調整される。そのため、照明光学系15を構成するミラー(この場合、コリメート用ミラー20)の位置調整を行なう必要がない。したがって、コリメート用ミラー20を保持する保持装置に、変位機構を設ける必要がない分、照明光学系15内における部品点数の増大及び複雑化を抑制できる。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態を図10に従って説明する。なお、第2の実施形態は、計測装置が光源装置12に設けられる点が第1の実施形態と異なっている。したがって、以下の説明においては、第1の実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第1の実施形態と同一又は相当する部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
次に、本発明の第2の実施形態を図10に従って説明する。なお、第2の実施形態は、計測装置が光源装置12に設けられる点が第1の実施形態と異なっている。したがって、以下の説明においては、第1の実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第1の実施形態と同一又は相当する部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
図10に示すように、本実施形態の光源装置12は、露光装置11のチャンバ13に隣接するように配置される光源用チャンバ60を備え、該光源用チャンバ60内は、内部が真空雰囲気に設定されている。この光源用チャンバ60内には、露光光ELを出力する光源部61が設けられている。この光源部61は、プラズマPLを発生させるプラズマ発生部62と、プラズマPLから放射される露光光ELを集光させるための筒状の集光ミラー63とを備えている。プラズマ発生部62は、EUV光発生物質(ターゲット)として高密度のキセノンガス(Xe)を高速で噴出するノズル64と、例えば半導体レーザ励起を利用したYAGレーザやエキシマレーザなどの高出力レーザ65とを備えている。そして、高出力レーザ65から射出されたレーザ光LRがノズル64から高速で噴出される高密度のキセノンガスを照射することによりプラズマPLが発生し、該プラズマPLからは、EUV光が露光光ELとして放射される。こうした露光光ELは、集光ミラー63の入射側(−Z方向側であって、図10では左側)の開口から集光ミラー63内に入射する。
集光ミラー63は、Y軸方向における各部位の断面形状が円環状をなすように形成されており、集光ミラー63の内周面には、露光光ELを反射可能な反射層が形成されている。なお、図10では集光ミラー63が1つのみ図示されているが、実際には、大きさの異なる複数の集光ミラー63がZ軸方向において重なるようにそれぞれ配置されている。そして、集光ミラー63で反射した露光光ELは、集光ミラー63の射出側の開口(+Z方向側であって、図10では右側)から露光装置11のチャンバ13内の照明光学系15に向けて射出される。なお、集光ミラー63の反射層は、モリブデン(Mo)とシリコン(Si)を交互に積層した多層膜から構成されている。
本実施形態の計測装置26Aは、露光装置11のチャンバ13内において光源装置12の直近位置に配置される被照射部材40と、該被照射部材40を露光光ELの光路内において予め設定された計測位置及び露光光ELの光路外の退避位置の間で移動させる移動機構41とを備えている。また、計測装置26には、計測位置に配置された被照射部材40を斜め方向から観察する観察装置42と、変位機構14及び移動機構41の駆動を制御する制御装置43とが設けられている。なお、図10では、被照射部材40を計測位置に配置した状態が実線で示されると共に、被照射部材40を退避位置に配置した状態が二点鎖線で示されている。また、本実施形態における計測位置は、露光光ELから射出される露光光ELの中間集光点IFとはZ軸方向において異なる位置(この場合、中間集光点IFよりも−Z方向側)に設定されている。
被照射部材40は、ウエハWへの露光時には露光光ELを遮ることを回避するために退避位置に配置される一方、計測装置26による計測時には計測位置に配置される。被照射部材40は、光源装置12から射出される露光光の射出方向(即ち、Z軸方向)と略直交する被照射面40aを有している。この被照射面40aは、露光光ELに照射される領域が発光する。
すなわち、本実施形態では、被照射部材40を光源装置12の射出側の近傍に配置することにより、光源装置12から射出される露光光ELの形状や実重心位置が検出される。こうして検出された各種情報に基づき、光源装置12の配置位置が、変位機構14の駆動によって調整される。
したがって、本実施形態では、上記第1の実施形態における効果(2)〜(7)と同等の効果に加え、さらに以下に示す効果を得ることができる。
(8)露光光ELの光路内に配置される被照射部材40の被照射面40aは、露光光ELの光路外であって且つ露光光ELを遮らないように配置される観察装置42によって斜め方向から観察される。そして、観察装置42によって観察された被照射面40aにおける露光光ELの照射状態は、制御装置43で実行される変換処理によって、斜め方向とは異なる方向(本実施形態では、被照射面40aを正視する方向)から観察した状態に変換される。その結果、被照射面40aを斜め方向から観察することにより発生する画像の歪みを小さくできる。そして、変換処理後の照射状態に基づき、露光装置11側に射出される露光光ELの射出方向が調整される。したがって、露光装置11内でのウエハWへのパターン形成の正確性を向上させることができる。
(8)露光光ELの光路内に配置される被照射部材40の被照射面40aは、露光光ELの光路外であって且つ露光光ELを遮らないように配置される観察装置42によって斜め方向から観察される。そして、観察装置42によって観察された被照射面40aにおける露光光ELの照射状態は、制御装置43で実行される変換処理によって、斜め方向とは異なる方向(本実施形態では、被照射面40aを正視する方向)から観察した状態に変換される。その結果、被照射面40aを斜め方向から観察することにより発生する画像の歪みを小さくできる。そして、変換処理後の照射状態に基づき、露光装置11側に射出される露光光ELの射出方向が調整される。したがって、露光装置11内でのウエハWへのパターン形成の正確性を向上させることができる。
なお、上記各実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・第2の実施形態において、計測位置を、露光光ELから射出される露光光ELの中間集光点IFとはZ軸方向において異なる位置であれば任意のZ方向における位置(例えば、中間集光点IFよりも+Z方向側)に設定してもよい。
・第2の実施形態において、計測位置を、露光光ELから射出される露光光ELの中間集光点IFとはZ軸方向において異なる位置であれば任意のZ方向における位置(例えば、中間集光点IFよりも+Z方向側)に設定してもよい。
・第1の実施形態において、入射側フライアイミラー22に入射する露光光ELの向きを調整するためのビーム位置調整部として、光源装置12の位置調整を行なう変位機構14の代わりに、コリメート用ミラー20の位置調整を行なう機構を設けてもよい。
・第1の実施形態において、被照射部材40を、照明光学系15を構成する各ミラー20,22〜25のうち、入射側フライアイミラー22以外の他のミラー(例えば、コリメート用ミラー20)の入射側に配置してもよい。また、被照射部材40を、投影光学系17を構成する各ミラー30〜35の何れか1つのミラーの入射側に配置してもよい。また、被照射部材40を、レチクルステージ16に保持されるレチクルRの入射側やウエハステージ18に保持されるウエハWの入射側に配置してもよい。
・各実施形態において、被照射部材40を、露光光ELによる照射によって温度が変化し易い部材で構成してもよい。この場合、観察装置42は、被照射部材40の被照射面40aの位置毎の温度変化を観察可能な装置であることが望ましい。このように構成すると、被照射面40aの温度変化を観察することにより、被照射面40aに形成される実被照射領域57を検出できる。
・各実施形態において、変換処理は、2次以外のn次(例えば、1次や3次)の変換処理であってもよい。ただし、こうしたn次の変換処理の関係式に用いられるパラメータは、第1軸44及び第2軸45上の各計測点46〜50だけではなく、各第3の計測点53〜56をも用いた最小二乗法によって算出される値を用いることが望ましい。このように構成しても、第1軸44及び第2軸45上の各計測点46〜50だけを用いた最小二乗法によってパラメータを導出し、該パラメータを用いて変換処理を行なう場合に比して、実被照射領域57の歪みを小さくできる。
・各実施形態において、被照射部材40を、その被照射面40aが露光光ELの進む方向と直交しないように配置してもよい。この場合であっても、被照射面40aが露光光ELに照射されるのであれば、その照射状態を観察装置42によって斜め方向から観察し、観察された実被照射領域57を変換処理することにより、露光光ELの断面形状や実重心位置などを検出することができる。
・各実施形態において、被照射面40a内の第1軸44及び第2軸45上において各計測点46〜50を、等間隔に配置しなくてもよい。
・各実施形態において、第1軸44上には、3つ以外の任意数(例えば5つ)の計測点を設けてもよい。また、第2軸45上には、3つ以外の任意数(例えば7つ)の計測点を設けてもよい。このように計測点の数を増やして変換処理を行なうことにより、実被照射領域57の歪みを小さくできる。
・各実施形態において、第1軸44上には、3つ以外の任意数(例えば5つ)の計測点を設けてもよい。また、第2軸45上には、3つ以外の任意数(例えば7つ)の計測点を設けてもよい。このように計測点の数を増やして変換処理を行なうことにより、実被照射領域57の歪みを小さくできる。
・各実施形態において、被照射面40a内には、9つ以外の任意数(例えば12個)の計測点を設けてもよい。
・各実施形態において、被照射面40a内に、第3の計測点53〜56を設けなくてもよい。この場合の変換処理は、上記関係式(式1)を用いる1次の変換処理であることが望ましい。こうすることにより、変換処理を行なわない実被照射領域57から露光光ELの重心の位置を検出しようとする従来の場合よりも、正確に実重心位置を検出できる。
・各実施形態において、被照射面40a内に、第3の計測点53〜56を設けなくてもよい。この場合の変換処理は、上記関係式(式1)を用いる1次の変換処理であることが望ましい。こうすることにより、変換処理を行なわない実被照射領域57から露光光ELの重心の位置を検出しようとする従来の場合よりも、正確に実重心位置を検出できる。
・各実施形態において、露光光ELの光路に、該露光光ELの一部を分岐するビームスプリッターを配置し、該ビームスプリッターによって分岐された露光光ELの光路に被照射部材40を配置してもよい。この場合、ビームスプリッターによって分岐された露光光ELは、ウエハWへの露光処理に用いられないため、被照射部材40を計測位置と退避位置との間で移動させる必要がない。すなわち、被照射部材40をビームスプリッターによって分岐された露光光ELの光路内に固定した状態で配置できる。また、ウエハWへの露光処理を行ないつつ、計測装置26,26Aによる計測を行なうことができる。
・各実施形態において、被照射面40a内に設けられる第1軸44、第2軸45及び各計測点46〜50,53〜56を、観察装置42によって観察できればよく、例えば被照射面40aを形成する発光層を削ることにより形成してもよい。
・各実施形態において、露光装置11は、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、EUV露光装置、X線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクルまたはマスクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシリコンウエハなどへ回路パターンを転写する露光装置であってもよい。また、露光装置11は、液晶表示素子(LCD)などを含むディスプレイの製造に用いられてデバイスパターンをガラスプレート上へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッド等の製造に用いられて、デバイスパターンをセラミックウエハ等へ転写する露光装置、及びCCD等の撮像素子の製造に用いられる露光装置などであってもよい。
・各実施形態において、露光装置11を、レチクルRとウエハWとが相対移動した状態でレチクルRのパターンをウエハWへ転写し、ウエハWを順次ステップ移動させるスキャニング・ステッパに搭載してもよい。
・第2の実施形態において、光源部61において供給されるEUV光発生物質(ターゲット)は、キセノンガスに限定されず他の物質であってもよく、例えば、気体状のスズ(Sn)であってもよいし、液体状又は固体状のスズであってもよく、スズを含む化合物などであってもよい。
・第2の実施形態において、光源部61において供給されるEUV光発生物質(ターゲット)は、キセノンガスに限定されず他の物質であってもよく、例えば、気体状のスズ(Sn)であってもよいし、液体状又は固体状のスズであってもよく、スズを含む化合物などであってもよい。
・各実施形態において、EUV光を出力可能な光源装置12として、放電型プラズマ光源を有する光源装置であってもよい。
・各実施形態において、光源装置12は、例えばg線(436nm)、i線(365nm)、KrFエキシマレーザ(248nm)、F2レーザ(157nm)、Kr2レーザ(146nm)、Ar2レーザ(126nm)等を供給可能な光源であってもよい。また、光源装置12は、DFB半導体レーザまたはファイバレーザから発振される赤外域、または可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム(またはエルビウムとイッテルビウムの双方)がドープされたファイバアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を供給可能な光源であってもよい。
・各実施形態において、光源装置12は、例えばg線(436nm)、i線(365nm)、KrFエキシマレーザ(248nm)、F2レーザ(157nm)、Kr2レーザ(146nm)、Ar2レーザ(126nm)等を供給可能な光源であってもよい。また、光源装置12は、DFB半導体レーザまたはファイバレーザから発振される赤外域、または可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム(またはエルビウムとイッテルビウムの双方)がドープされたファイバアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を供給可能な光源であってもよい。
次に、本発明の実施形態の露光装置11によるデバイスの製造方法をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。図11は、マイクロデバイス(ICやLSI等の半導体チップ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等)の製造例のフローチャートを示す図である。
まず、ステップS101(設計ステップ)において、マイクロデバイスの機能・性能設計(例えば、半導体デバイスの回路設計等)を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップS102(マスク製作ステップ)において、設計した回路パターンを形成したマスク(レチクルRなど)を製作する。一方、ステップS103(基板製造ステップ)において、シリコン、ガラス、セラミックス等の材料を用いて基板(シリコン材料を用いた場合にはウエハWとなる。)を製造する。
次に、ステップS104(基板処理ステップ)において、ステップS101〜ステップS104で用意したマスクと基板を使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によって基板上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップS105(デバイス組立ステップ)において、ステップS104で処理された基板を用いてデバイス組立を行う。このステップS105には、ダイシング工程、ボンティング工程、及びパッケージング工程(チップ封入)等の工程が必要に応じて含まれる。最後に、ステップS106(検査ステップ)において、ステップS105で作製されたマイクロデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にマイクロデバイスが完成し、これが出荷される。
図12は、半導体デバイスの場合におけるステップS104の詳細工程の一例を示す図である。
ステップS111(酸化ステップ)おいては、基板の表面を酸化させる。ステップS112(CVDステップ)においては、基板表面に絶縁膜を形成する。ステップS113(電極形成ステップ)においては、基板上に電極を蒸着によって形成する。ステップS114(イオン打込みステップ)においては、基板にイオンを打ち込む。以上のステップS111〜ステップS114のそれぞれは、基板処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
ステップS111(酸化ステップ)おいては、基板の表面を酸化させる。ステップS112(CVDステップ)においては、基板表面に絶縁膜を形成する。ステップS113(電極形成ステップ)においては、基板上に電極を蒸着によって形成する。ステップS114(イオン打込みステップ)においては、基板にイオンを打ち込む。以上のステップS111〜ステップS114のそれぞれは、基板処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
基板プロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップS115(レジスト形成ステップ)において、基板に感光性材料を塗布する。引き続き、ステップS116(露光ステップ)において、上で説明したリソグラフィシステム(露光装置11)によってマスクの回路パターンを基板に転写する。次に、ステップS117(現像ステップ)において、ステップS116にて露光された基板を現像して、基板の表面に回路パターンからなるマスク層を形成する。さらに続いて、ステップS118(エッチングステップ)において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップS119(レジスト除去ステップ)において、エッチングが済んで不要となった感光性材料を取り除く。すなわち、ステップS118及びステップS119において、マスク層を介して基板の表面を加工する。これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、基板上に多重に回路パターンが形成される。
11…露光装置、12…光源装置、14…ビーム位置調整部、射出方向調整部としての変位機構、20,22〜25,30〜35…光学素子としてのミラー、40…被照射部材、40a…被照射面、42…観察部としての観察装置、41…移動機構、43…変換処理部、重心導出部としての制御装置、46…第1の計測点及び第2の計測点としての基準計測点、47,48…第1の計測点、49,50…第2の計測点、53〜56…第3の計測点、61…光源部、A…第1方向、B…第2方向、EL…放射ビームとしての露光光、R…マスクとしてのレチクル、W…基板としてのウエハ。
Claims (15)
- 所定のパターンが形成されたマスクを光源装置から射出される放射ビームで照明し、前記マスクを介した放射ビームを基板に照射する露光装置であって、
前記放射ビームの光路内に配置され、前記放射ビームによって照射される被照射面と該被照射面に設けられる複数の計測点とを有する被照射部材と、
前記光路外に配置され、前記被照射面を照射する前記放射ビームの照射状態を前記被照射面に対して斜め方向から観察する観察部と、
前記複数の計測点の位置情報に基づいて、前記観察部によって前記斜め方向から観察される前記被照射面における前記放射ビームの照射状態を前記斜め方向とは異なる方向から観察した状態に変換処理を行う変換処理部と、を備えることを特徴とする露光装置。 - 前記複数の計測点は、前記被照射面内で、互いに交差する2つの方向のうち、第1方向に沿った複数の位置に配置される第1の計測点と、前記互いに交差する2つの方向のうち、前記第1方向とは異なる第2方向に沿った複数の位置に配置される第2の計測点と、前記第1の方向において互いに隣り合う前記第1の計測点の間以外の位置であって且つ前記第2の方向において互いに隣り合う前記第2の計測点の間以外の位置に配置される第3の計測点と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
- 前記複数の第1の計測点は、前記第1方向において等間隔にそれぞれ配置され、
前記複数の第2の計測点は、前記第2方向において等間隔にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項2に記載の露光装置。 - 前記第1方向と前記第2方向とは互いに直交しており、
前記第3の計測点は、前記複数の第2の計測点の何れか一つの第2の計測点を含み、前記第1方向に平行な方向と、前記複数の第1の計測点の何れか一つの第1の計測点を含み、前記第2方向に平行な方向とが交わる位置に配置されていることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の露光装置。 - 前記被照射部材は、前記被照射面が前記放射ビームの進む方向に対して略直交するように配置され、
前記変換処理部は、前記観察部によって前記斜め方向から観察される前記被照射面における前記放射ビームの照射状態を、前記被照射面を正面から観察した状態に変換することを特徴とする請求項1〜請求項4のうち何れか一項に記載の露光装置。 - 前記変換処理部は、前記観察部によって観察される前記被照射面に対して、前記複数の計測点に基づきn次(nは自然数)の変換処理を行なうことを特徴とする請求項1〜請求項5のうち何れか一項に記載の露光装置。
- 前記変換処理部は、前記n次の変換処理条件を最小二乗法により決定することを特徴とする請求項6に記載の露光装置。
- 前記被照射面は、前記放射ビームが入射する入射面であることを特徴とする請求項1〜請求項7のうち何れか一項に記載の露光装置。
- 前記変換処理部によって前記変換処理が行なわれた後、前記被照射面を照射する前記放射ビームの重心を導出する重心導出部をさらに備えることを特徴とする請求項1〜請求項8のうち何れか一項に記載の露光装置。
- 前記被照射部材を、前記放射ビームの光路内と該光路外との間で移動させるための移動機構をさらに備えることを特徴とする請求項1〜請求項9のうち何れか一項に記載の露光装置。
- 前記変換処理部によって前記変換処理が行なわれた後、前記被照射部材に対する前記放射ビームの位置を調整するビーム位置調整部をさらに備えることを特徴とする請求項1〜請求項10のうち何れか一項に記載の露光装置。
- 前記ビーム位置調整部は、前記被照射部材よりも前記光源装置側に配置される光学素子の位置を変位させることを特徴とする請求項11に記載の露光装置。
- 前記ビーム位置調整部は、前記光源装置の位置を変位させることを特徴とする請求項11に記載の露光装置。
- 所定のパターンを基板に形成する露光装置に放射ビームを射出する光源装置であって、
前記放射ビームを射出する光源部と、
前記放射ビームの光路内に配置され、前記放射ビームによって照射される被照射面と該被照射面に設けられる複数の計測点とを有する被照射部材と、
前記光路外に配置され、前記被照射面を照射する前記放射ビームの照射状態を斜め方向から観察する観察部と、
前記複数の計測点の位置情報に基づいて、前記観察部によって前記斜め方向から観察した前記被照射面における前記放射ビームの照射状態を前記斜め方向とは異なる方向から観察した状態に変換処理を行う変換処理部と、
該変換処理部によって前記変換処理された結果に基づき、前記光源部から前記露光装置に射出される前記放射ビームの射出方向を調整する射出方向調整部と、を備えることを特徴とする光源装置。 - リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、
前記リソグラフィ工程は、請求項1〜請求項13のうち何れか一項に記載の露光装置を用いることを特徴とするデバイスの製造方法。
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JP2009047197A JP2010205795A (ja) | 2009-02-27 | 2009-02-27 | 光源装置、露光装置及びデバイスの製造方法 |
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US10976669B2 (en) | 2012-02-06 | 2021-04-13 | Nikon Corporation | Reflective image-forming optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method |
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