JP2011108697A - Method of controlling amount of exposure, exposure method, and method of manufacturing device - Google Patents
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本発明は、基板に対する露光量を制御する露光量制御技術、露光量制御技術を用いる露光技術、及びこの露光技術を用いるデバイス製造技術に関する。 The present invention relates to an exposure control technique for controlling an exposure amount on a substrate, an exposure technique using the exposure control technique, and a device manufacturing technique using the exposure technique.
例えば半導体デバイス等を製造する際に、レチクル(又はフォトマスク等)に形成されたパターンをレジストが塗布されたウエハ(又はガラスプレート等)に転写露光するために用いられる露光装置においては、露光光として水銀ランプの輝線若しくはエキシマレーザ光等の遠紫外域から真空紫外域にかけての光、又は波長が例えば100nm程度以下の極端紫外光(Extreme Ultraviolet Light:以下、EUV光という)が用いられる。 For example, when manufacturing a semiconductor device or the like, an exposure apparatus used to transfer and expose a pattern formed on a reticle (or a photomask or the like) onto a wafer (or glass plate or the like) coated with a resist. For example, light from the far ultraviolet region to the vacuum ultraviolet region such as an emission line of a mercury lamp or excimer laser light, or extreme ultraviolet light (Extreme Ultraviolet Light: hereinafter referred to as EUV light) having a wavelength of about 100 nm or less is used.
これらの露光装置のうちで、レチクルとウエハとを投影光学系に対して同期して移動してウエハを露光する走査型の露光装置(スキャニングステッパー等)においては、ウエハを露光する照射領域は走査方向に直交する方向に細長い長方形又は円弧状等のスリット状に設定される。従来より、そのスリット状の照射領域を設定するために、例えば照射領域の一方の長辺の形状を規定する複数の可動のブレードを有する第1のブラインドと、照射領域の他方の長辺の形状を規定するほぼ直線又は円弧状等のエッジ部を有する第2のブラインドとを有する可変ブラインドが使用されている(例えば、特許文献1参照)。また、走査型の露光装置において露光光としてエキシマレーザ光又はEUV光のようなパルス光を用いる場合には、パルス光毎のエネルギーのばらつきによる露光量むらを低減するために、可変ブラインドを物体面(像面)と共役な面からデフォーカスさせて、照射領域の光強度分布を走査方向に台形状に変化させている。 Among these exposure apparatuses, in a scanning exposure apparatus (such as a scanning stepper) that moves a reticle and a wafer synchronously with respect to a projection optical system to expose the wafer, an irradiation area for exposing the wafer is scanned. It is set to a slit shape such as an elongated rectangle or an arc shape in a direction orthogonal to the direction. Conventionally, in order to set the slit-shaped irradiation area, for example, a first blind having a plurality of movable blades defining the shape of one long side of the irradiation area, and the shape of the other long side of the irradiation area A variable blind having a second blind having a substantially straight or arcuate edge portion that defines the above is used (see, for example, Patent Document 1). In addition, when using pulsed light such as excimer laser light or EUV light as exposure light in a scanning exposure apparatus, a variable blind is placed on the object surface in order to reduce exposure unevenness due to energy variations for each pulsed light. Defocusing is performed from a plane conjugate with (image plane), and the light intensity distribution in the irradiation region is changed to a trapezoidal shape in the scanning direction.
従来の走査型の露光装置において、走査露光後の積算露光量が許容範囲よりも大きい部分がある場合には、露光量を制御するために、可変ブラインドのブレードを駆動して、その部分に対応する照射領域の走査方向の幅(スリット幅)を狭くすることが考えられる。しかしながら、露光光がパルス光である場合に、単にその部分のスリット幅を狭くすると、その部分を通過するウエハの被露光部に対する露光パルス数が少ない露光条件では、パルス発光するエネルギーのばらつきに起因する露光量むらが増加するという問題がある。 In a conventional scanning exposure apparatus, if there is a part where the accumulated exposure after scanning exposure is larger than the allowable range, the variable blind blade is driven to control the exposure. It is conceivable to narrow the width (slit width) in the scanning direction of the irradiation region to be performed. However, when the exposure light is pulsed light, simply narrowing the slit width of that part is caused by variations in the energy of the pulsed light emission under the exposure conditions where the number of exposure pulses to the exposed part of the wafer passing through that part is small. There is a problem that unevenness in exposure amount increases.
また、レチクルのパターン領域の透過率又は反射率が均一な場合の、照射領域内の各点における露光光の広がり角(コヒーレンスファクタ)を照明条件の一つとみなすと、厳密な意味では、照射領域内の各点毎に照明条件は異なっている。そのため、露光量を制御するために、照射領域のスリット幅を部分的に調整した場合には、照射領域内の平均的な照明条件が変化する恐れがある。 In addition, in the strict sense, if the spread angle (coherence factor) of exposure light at each point in the irradiation area is regarded as one of the illumination conditions when the transmittance or reflectance of the reticle pattern area is uniform, the irradiation area in a strict sense. The lighting conditions are different for each point. Therefore, when the slit width of the irradiation region is partially adjusted to control the exposure amount, the average illumination condition in the irradiation region may change.
本発明は、このような事情に鑑み、照射領域で基板を走査露光する場合に、露光量むら又は照明条件のばらつきを低減して基板に対する露光量を制御できるようにすることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of such circumstances, an object of the present invention is to make it possible to control the exposure amount on a substrate by reducing unevenness in exposure amount or variation in illumination conditions when scanning exposure of a substrate in an irradiation region.
本発明の第1の態様によれば、光学系を介して露光光が照射される照射領域に対して、基板を第1方向に移動してその基板を露光する際に、その基板に対するその露光光の露光量を制御する露光量制御方法において、その第1方向に交差する第2方向に関して、その照射領域の光強度分布を計測する工程と、その光強度分布の計測結果に応じて、その第2方向に関する複数の位置毎にその照射領域のその第1方向の幅を調整する工程と、その照射領域のその第1方向の幅に応じて、その第2方向に関するその複数の位置毎に、その第1方向に関し、その照射領域の中央部におけるその露光光の光強度に対し、その露光光の光強度が次第に低下するその照射領域の少なくとも一方の端部の幅を調整する工程と、を含む露光量制御方法が提供される。 According to the first aspect of the present invention, when the substrate is moved in the first direction and the substrate is exposed to the irradiation region irradiated with the exposure light via the optical system, the exposure to the substrate is performed. In the exposure amount control method for controlling the exposure amount of light, the step of measuring the light intensity distribution of the irradiation region in the second direction intersecting with the first direction, and depending on the measurement result of the light intensity distribution, The step of adjusting the width of the irradiation region in the first direction for each of a plurality of positions in the second direction, and the plurality of positions in the second direction according to the width of the irradiation region in the first direction Adjusting the width of at least one end of the irradiation region where the light intensity of the exposure light gradually decreases with respect to the light intensity of the exposure light at the center of the irradiation region with respect to the first direction; Exposure amount control method including .
また、本発明の第2の態様によれば、露光光でマスク及び投影光学系を介して基板を露光しつつ、その投影光学系の照射領域に対するその基板の第1方向への移動と、そのマスクのその第1方向に対応する方向への移動とを同期して行ってその基板を露光する露光方法において、本発明の露光量制御方法を用いて、その第1方向に交差する第2方向に関する複数の位置毎に、その照射領域のその第1方向の幅、及びその照射領域のその露光光の光強度が次第に低下するその第1方向の少なくとも一方の端部のその第1方向の幅を調整し、調整されたその照射領域でその基板を走査露光する露光方法が提供される。 According to the second aspect of the present invention, the substrate is exposed to the irradiation region of the projection optical system in the first direction while exposing the substrate with the exposure light through the mask and the projection optical system, and In an exposure method in which the substrate is exposed in synchronization with the movement of the mask in the direction corresponding to the first direction, the second direction intersecting the first direction using the exposure amount control method of the present invention. The width of the irradiation region in the first direction and the width of the irradiation region in the first direction at which the light intensity of the exposure light gradually decreases in each of the plurality of positions. An exposure method is provided in which the substrate is scanned and exposed in the adjusted irradiation region.
また、本発明の第3の態様によれば、露光光でマスク及び投影光学系を介して基板を露光しつつ、その投影光学系の照射領域に対するその基板の第1方向への移動と、そのマスクのその第1方向に対応する方向への移動とを同期して行ってその基板を露光する露光方法において、その第1方向に交差する第2方向に関する複数の位置毎にその照射領域のその第1方向の幅を調整し、調整後のその照射領域のその第1方向の幅に応じて、その第2方向に関するその複数の位置毎に、その第1方向に関し、その照射領域の中央部におけるその露光光の光強度に対し、その露光光の光強度が次第に低下するその照射領域の少なくとも一方の端部の幅を調整し、調整後のその照射領域でその基板を走査露光する露光方法が提供される。 Further, according to the third aspect of the present invention, the substrate is exposed to the irradiation region of the projection optical system in the first direction while exposing the substrate with the exposure light through the mask and the projection optical system, In an exposure method in which the substrate is exposed in synchronization with the movement of the mask in a direction corresponding to the first direction, the irradiation region of the irradiation region at each of a plurality of positions in the second direction intersecting the first direction. Adjusting the width in the first direction, and depending on the width in the first direction of the irradiated region after adjustment, for each of the plurality of positions in the second direction, the central portion of the irradiated region with respect to the first direction An exposure method for adjusting the width of at least one end of the irradiation region where the light intensity of the exposure light gradually decreases with respect to the light intensity of the exposure light in the step, and scanning and exposing the substrate in the adjusted irradiation region Is provided.
また、本発明の第4の態様によれば、本発明の露光方法を用いて感光性基板を露光することと、その露光された感光性基板を処理することと、を含むデバイス製造方法が提供される。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method comprising: exposing a photosensitive substrate using the exposure method of the present invention; and processing the exposed photosensitive substrate. Is done.
本発明によれば、第2方向に関する複数の位置毎に照射領域の第1方向の幅を調整することで、基板に対する露光量を部分的に制御できる。また、その複数の位置毎にその照射領域の第1方向の幅に応じて、その照射領域の露光光の光強度が次第に低下する端部の幅を調整することで、露光量を変えることなく、露光量むら又は照明条件のばらつきを低減できる。 According to the present invention, the exposure amount on the substrate can be partially controlled by adjusting the width of the irradiation region in the first direction for each of a plurality of positions in the second direction. Further, by adjusting the width of the end portion where the light intensity of the exposure light in the irradiation region gradually decreases in accordance with the width in the first direction of the irradiation region for each of the plurality of positions, without changing the exposure amount. Further, unevenness in exposure amount or variation in illumination conditions can be reduced.
本発明の実施形態の一例につき図1〜図7を参照して説明する。
図1は、本実施形態の露光光EL(照明光)として波長が3〜50nm程度の範囲内で例えば11nm又は13nm等のEUV光(Extreme Ultraviolet Light)を用いる露光装置(EUV露光装置)100の全体構成を概略的に示す断面図である。図1において、露光装置100は、露光光ELを発生するレーザプラズマ光源10と、露光光ELでレチクルR(マスク)を照明する照明光学系ILSと、レチクルRを保持して移動するレチクルステージRSTと、レチクルRのパターン面(レチクル面)に形成されたパターンを、フォトレジスト(感光材料)が塗布されたウエハW(基板)の表面に投影する投影光学系POとを備えている。さらに、露光装置100は、ウエハWを保持して移動するウエハステージWSTと、装置全体の動作を統括的に制御するコンピュータを含む主制御系31等とを備えている。
An example of an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows an exposure apparatus (EUV exposure apparatus) 100 that uses EUV light (Extreme Ultraviolet Light) such as 11 nm or 13 nm within a wavelength range of about 3 to 50 nm as exposure light EL (illumination light) of this embodiment. It is sectional drawing which shows the whole structure roughly. In FIG. 1, an
本実施形態では、露光光ELとしてEUV光が使用されているため、照明光学系ILS及び投影光学系POは、特定のフィルタ等(不図示)を除いて複数の反射光学部材より構成され、レチクルRも反射型である。これらの反射光学部材の反射面及びレチクル面には、EUV光を反射する多層の反射膜が形成されている。レチクル面上の反射膜上には、吸収層によって回路パターンが形成されている。また、露光光ELの気体による吸収を防止するため、露光装置100はほぼ全体として箱状の真空チャンバ1内に収容され、真空チャンバ1内の空間を排気管32Aa,32Ba等を介して真空排気するための大型の真空ポンプ32A,32B等が備えられている。さらに、真空チャンバ1内で露光光ELの光路上の真空度をより高めるために複数のサブチャンバ(不図示)も設けられている。一例として、真空チャンバ1内の気圧は10-5Pa程度、真空チャンバ1内で投影光学系POを収納するサブチャンバ(不図示)内の気圧は10-5〜10-6Pa程度である。
In the present embodiment, since EUV light is used as the exposure light EL, the illumination optical system ILS and the projection optical system PO are composed of a plurality of reflective optical members except for a specific filter or the like (not shown). R is also a reflection type. A multilayer reflective film that reflects EUV light is formed on the reflective surface and reticle surface of these reflective optical members. A circuit pattern is formed by an absorption layer on the reflective film on the reticle surface. In order to prevent the exposure light EL from being absorbed by the gas, the
以下、図1において、ウエハステージWSTが載置される面(真空チャンバ1の底面)の法線方向にZ軸を取り、Z軸に垂直な平面(本実施形態ではほぼ水平面)内で図1の紙面に垂直にX軸を、図1の紙面に平行にY軸を取って説明する。本実施形態では、照明光学系ILは、レチクル面にX方向に伸びる細長い円弧状の照明領域を形成し、露光時にレチクルR及びウエハWは投影光学系POに対してY方向(走査方向)に同期して走査される。 Hereinafter, in FIG. 1, the Z axis is taken in the normal direction of the surface (bottom surface of the vacuum chamber 1) on which the wafer stage WST is placed, and within the plane perpendicular to the Z axis (substantially horizontal in this embodiment). The description will be made by taking the X axis perpendicular to the paper surface of FIG. 1 and the Y axis parallel to the paper surface of FIG. In this embodiment, the illumination optical system IL forms an elongated arc-shaped illumination area extending in the X direction on the reticle surface, and the reticle R and the wafer W are in the Y direction (scanning direction) with respect to the projection optical system PO during exposure. Scanned synchronously.
まず、レーザプラズマ光源10は、高出力のレーザ光源(不図示)と、このレーザ光源から真空チャンバ1の窓部材15を介して供給されるレーザ光を集光する集光レンズ12と、キセノン又はクリプトン等のターゲットガスを噴出するノズル14と、回転楕円面状の反射面を持つ集光ミラー13とを備えた、ガスジェットクラスタ方式の光源である。レーザプラズマ光源10から放射された露光光ELは、集光ミラー13の第2焦点に集光する。その第2焦点に集光した露光光ELは、凹面ミラー21を介してほぼ平行光束となり、露光光ELの照度分布を均一化するための一対のフライアイ光学系22及び23からなるオプティカル・インテグレータに導かれる。フライアイ光学系22及び23のより具体的な構成及び作用については、例えば米国特許第6,452,661号明細書に開示されている。
First, the laser
図1において、フライアイ光学系23の反射面の近傍の面は、照明光学系ILSの瞳面であり、この瞳面又はこの近傍の位置に開口絞りASが配置されている。開口絞りASは、種々の形状の開口を有する複数の開口絞りを代表的に表している。主制御系31の制御のもとで、開口絞りASを交換することによって、照明条件を通常照明、輪帯照明、2極照明、又は4極照明等に切り換えることができる。
In FIG. 1, the surface in the vicinity of the reflecting surface of the fly-eye
開口絞りASを通過した露光光ELは、一度集光した後に曲面ミラー24に入射し、曲面ミラー24で反射された露光光ELは、凹面ミラー25で反射された後、−Y方向の端部が、X方向に細長い固定されたブラインド板26のほぼ円弧状のエッジ部を通過して、円弧状に成形される。円弧状に成形された露光光ELは、レチクルRのパターン面を下方から斜めに均一な照度分布で照明する。したがって、レチクルRのパターン面には、円弧状の照明領域27Rが形成される。
The exposure light EL that has passed through the aperture stop AS is once condensed and then incident on the curved mirror 24. The exposure light EL that is reflected by the curved mirror 24 is reflected by the
曲面ミラー24と凹面ミラー25とからコンデンサ光学系が構成されている。コンデンサ光学系によって、第2フライアイ光学系23の多数の反射ミラー要素からの光がレチクル面の照明領域27Rを重畳的に照明する。なお、図1の例では、曲面ミラー24は凸面ミラーであるが、曲面ミラー24を凹面ミラーより構成し、その分だけ凹面ミラー25の曲率を小さくするようにしてもよい。凹面ミラー21、フライアイ光学系22,23、開口絞りAS、曲面ミラー24、及び凹面ミラー25を含んで照明光学系ILSが構成されている。なお、照明光学系ILSの構成は任意であり、例えば露光光ELのレチクル面に対する入射角をさらに小さくするために、例えば凹面ミラー25とレチクルRとの間にミラーを配置してもよい。
The curved mirror 24 and the
また、レチクル面で反射した露光光ELは、X方向に配列された複数のブラインドユニット38のブレード39の先端部で一部が遮光されて投影光学系POに入射する。投影光学系POを通過した露光光ELは、ウエハW上の照射領域27W(照明領域27Rと光学的に共役な領域)に投影される。この場合、ブラインド板26及び多数のブラインドユニット38を含んで、投影光学系POから見た場合の照明領域27Rの形状、ひいては照射領域27Wの形状を規定する可変ブラインド(可変視野絞り)35が構成されている(詳細後述)。なお、レチクル面とフライアイ光学系22の配置面とは共役であり、照明領域27Rのおおまかな形状は、フライアイ光学系22を構成する個々のミラー要素の形状によっても規定される。
Further, the exposure light EL reflected by the reticle surface is partially shielded by the tips of the
また、ウエハW上の各ショット領域(ダイ)の走査露光の開始時及び終了時に照射領域27WをY方向(走査方向)に閉じるとともに、照射領域27W(照明領域27R)のX方向の幅を規定するための開閉用のブラインドを、例えばブラインド板26の近傍、又はレチクル面との共役面に配置してもよい。
レチクルRは、レチクルステージRSTの底面に静電チャックRHを介して吸着保持されている。レチクルステージRSTは、レーザ干渉計(不図示)の計測値及び主制御系31の制御情報に基づいて、真空チャンバ1の外面のXY平面に平行なガイド面に沿って駆動系(不図示)によってY方向に所定ストロークで駆動されるとともに、X方向及びθz方向(Z軸に平行な軸の回りの回転方向)等にも微小量駆動される。レチクルステージRSTを真空チャンバ1側に覆うようにパーティション8が設けられ、パーティション8内は不図示の真空ポンプによって大気圧と真空チャンバ1内の気圧との間の気圧に維持されている。
Further, at the start and end of scanning exposure of each shot area (die) on the wafer W, the
The reticle R is attracted and held on the bottom surface of the reticle stage RST via the electrostatic chuck RH. Reticle stage RST is driven by a drive system (not shown) along a guide surface parallel to the XY plane of the outer surface of vacuum chamber 1 based on a measurement value of a laser interferometer (not shown) and control information of
レチクル面側には、照明領域27R内の複数位置に対して斜めに(例えば−X方向から)計測光を照射する照射系と、レチクルRで斜めに(例えば+X方向に)反射された計測光を受光する受光系とを含むオートフォーカスセンサ(以下、レチクルAF系という)28が配置されている。レチクルAF系28は、レチクル面内の照明領域27Rにおける複数個所でZ方向の位置を計測し、計測値を主制御系31に供給する。主制御系31は、走査露光中にレチクルAF系28の計測値に基づいて、例えばレチクルステージRST内のZ駆動機構(不図示)を用いてレチクル面のZ方向の位置(Z位置)を許容範囲内に設定する。さらに、例えばレチクル面と可変ブラインド35の各ブレード39の先端とのZ方向の間隔が設定範囲内に維持されるように、主制御系31はブラインド制御系33を介して複数のブラインドユニット38の回転角及び各ブレード39のZ方向の位置等を制御する(詳細後述)。
On the reticle surface side, an irradiation system that irradiates measurement light obliquely (eg, from the −X direction) to a plurality of positions in the
投影光学系POは、一例として、6枚のミラーM1〜M6を不図示の鏡筒で保持することによって構成され、物体面(レチクルR)側に非テレセントリックで、像面(ウエハW)側にテレセントリックの反射系である。投影光学系POの投影倍率は1/4倍等の縮小倍率である。レチクルRの照明領域27Rで反射された露光光ELが、投影光学系POを介してウエハWの照射領域27Wに、レチクルRのパターンの一部の縮小像を形成する。
As an example, the projection optical system PO is configured by holding six mirrors M1 to M6 with a lens barrel (not shown), non-telecentric on the object plane (reticle R) side, and on the image plane (wafer W) side. Telecentric reflection system. The projection magnification of the projection optical system PO is a reduction magnification such as 1/4. The exposure light EL reflected by the
投影光学系POにおいて、レチクル面で反射した露光光ELは、ミラーM1で上方(+Z方向)に反射され、続いてミラーM2で下方に反射された後、ミラーM3で上方に反射され、ミラーM4で下方に反射される。次にミラーM5で上方に反射された露光光ELは、ミラーM6で下方に反射されて、ウエハW上にレチクルRのパターンの一部の像を形成する。一例として、ミラーM1,M2,M4,M6は凹面鏡であり、他のミラーM3,M5は凸面鏡である。なお、投影光学系POは、図1の構成には限定されず、反射光学部材の枚数も6枚以外の何枚であってもよい。 In the projection optical system PO, the exposure light EL reflected by the reticle surface is reflected upward (+ Z direction) by the mirror M1, subsequently reflected downward by the mirror M2, and then reflected upward by the mirror M3, and then by the mirror M4. Is reflected downward. Next, the exposure light EL reflected upward by the mirror M5 is reflected downward by the mirror M6 to form an image of a part of the pattern of the reticle R on the wafer W. As an example, the mirrors M1, M2, M4, and M6 are concave mirrors, and the other mirrors M3 and M5 are convex mirrors. The projection optical system PO is not limited to the configuration shown in FIG. 1, and the number of reflection optical members may be any number other than six.
一方、ウエハWは、静電チャック(不図示)を介してウエハステージWSTの上部に吸着保持されている。ウエハステージWSTは、XY平面に沿って配置されたガイド面に配置されている。ウエハステージWSTは、レーザ干渉計(不図示)の計測値及び主制御系31の制御情報に基づいて、駆動機構(不図示)によってX方向及びY方向に所定ストロ−クで駆動され、必要に応じてθz方向等にも駆動される。
On the other hand, wafer W is attracted and held on top of wafer stage WST via an electrostatic chuck (not shown). Wafer stage WST is arranged on a guide surface arranged along the XY plane. Wafer stage WST is driven at a predetermined stroke in the X and Y directions by a drive mechanism (not shown) based on the measurement value of a laser interferometer (not shown) and the control information of
ウエハステージWST上のウエハWの近傍には、例えばX方向に配列された多数の光電センサを含む照射量モニタ29が設置され、照射量モニタ29の検出信号が主制御系31に供給されている。一例として、照射量モニタ29の受光面は、照射領域27Wよりも広く設定されている。ウエハステージWSTを駆動して照射領域27Wに照射量モニタ29の受光面を移動することによって、照射領域27WのX方向の各計測位置の露光光ELの照度(又はパルスエネルギー)を計測できる。この計測結果に基づいて、主制御系31はブラインド制御系33を介して、照射領域27Wに対して走査されるウエハWの各点の積算露光量が均一になるように、可変ブラインド35によって照明領域27R(ひいては照射領域27W)のX方向の各位置のY方向の幅(スリット幅)を調整する。また、調整後のスリット幅に基づいて、主制御系31はブラインド制御系33を介して、レチクル面に対する各ブレード39のZ方向の間隔(デフォーカス量)が所定の値になるように、各ブレード39のZ位置を調整する(詳細後述)。
In the vicinity of wafer W on wafer stage WST, for example, a
露光の際には、ウエハWに塗布されたフォトレジストから生じるガスが投影光学系POのミラーM1〜M6に悪影響を与えないように、ウエハWはパーティション7の内部に配置される。パーティション7には露光光ELを通過させる開口が形成され、パーティション7内の空間は、真空ポンプ(不図示)により真空排気されている。
ウエハWを露光するときには、ウエハステージWSTのX方向、Y方向へのステップ移動により、ウエハWの一つのショット領域(ダイ)が走査開始位置に移動する。次に、照明光学系ILSからレチクル面への露光光ELの照射が開始される。そして、レチクル面
の照明領域27R内のパターンの投影光学系POによる像でウエハWの表面の照射領域27Wを露光しつつ、レチクルR及びウエハWを投影光学系POに対して投影光学系POの投影倍率に従った速度比でY方向に同期して移動する。これによって、レチクルRのパターンの像はウエハWの当該ショット領域に走査露光される。このようにステップ移動と走査露光とを繰り返すことによって、ステップ・アンド・スキャン方式でウエハWの複数のショット領域に順次レチクルRのパターンの像が露光される。
At the time of exposure, the wafer W is disposed inside the partition 7 so that the gas generated from the photoresist applied to the wafer W does not adversely affect the mirrors M1 to M6 of the projection optical system PO. The partition 7 is formed with an opening through which the exposure light EL is passed, and the space in the partition 7 is evacuated by a vacuum pump (not shown).
When exposing the wafer W, one shot area (die) of the wafer W is moved to the scanning start position by the step movement of the wafer stage WST in the X direction and the Y direction. Next, irradiation of the exposure light EL from the illumination optical system ILS to the reticle surface is started. Then, while exposing the
次に、本実施形態の露光装置100の可変ブラインド35につき説明する。
図2(A)は、図1の可変ブラインド35をレチクルR側から見た一部が省略された平面図である。図2(A)において、レチクルRのパターン面の円弧状の照明領域27Rの−Y方向のエッジ部27Rbの形状は、図1のブラインド板26によって規定される。また、断面形状がL字型の回転部材37の上面の複数の位置Pi(i=1,2,…)にX方向に近接して複数のブラインドユニット38が固定され、これらのブラインドユニット38はそれぞれY方向及びZ方向に変位可能な先端部を持つブレード39を備え、これらのブレード39の先端部が照明領域27Rから反射される露光光の+Y方向のエッジ部27Raを遮光している。なお、図2(A)において、回転部材37上の−X方向側の複数のブラインドユニット38は図示省略されている。
Next, the variable blind 35 of the
FIG. 2A is a plan view in which a part of the variable blind 35 shown in FIG. 1 as viewed from the reticle R side is omitted. 2A, the shape of the edge portion 27Rb in the −Y direction of the
ブラインドユニット38(ブレード39)の個数が多いほど、高精度に照明領域27R(ひいてはウエハWの表面の照射領域27W)の形状を制御できる。ブラインドユニット38の個数は例えば10個程度から数10個である。
この場合、エッジ部27Raが円弧状であるため、複数のブラインドユニット38のブレード39は、Y方向の長さが、両端(例えば位置P1)のブレード39で最も短く、中央のブレード39ほど長く設定されている。位置Piのブラインドユニット38のブレード39のY方向の位置を制御することによって、その位置Piにおける照明領域27RのY方向の幅hi、ひいては照射領域27Wの対応する位置のY方向の幅(スリット幅)を個別に制御できる。例えば初期状態では、全部のブラインドユニット38のブレード39による露光光のY方向の遮光幅はほぼ同じ(例えば可変範囲の中央値)で、照明領域27Rの幅hiもほぼ同じになるように設定されている。
As the number of blind units 38 (blades 39) increases, the shape of the
In this case, since the edge portion 27Ra has an arc shape, the
また、回転部材37にはそれぞれブラインドユニット38の底面を位置決めするための複数の位置決め溝36aが形成され、各ブラインドユニット38は、対応する位置決め溝36a上に載置された後、開口36bを通してボルト50(図3(A)参照)によって固定される。回転部材37はX軸に平行な回転軸37aの回りに回転可能にフレーム36によって支持され、回転軸37aの一方の端部は、フレーム36に固定された回転モータ49によって回転可能である。フレーム36は、図1の真空チャンバ1の側壁等に連結部材(不図示)を介して支持され、回転モータ49はブラインド制御系33によって制御される。
The rotating
なお、照明光学系ILSは、図2(B)に示すように、例えばレチクル面上にX方向に延びる矩形(長方形)状の照明領域27ARを形成してもよい。この場合、回転部材37上の各位置Qi(i=1,2,…)におけるブラインドユニット38のY方向のブレード39の長さは全部同じでよい。この構成において、複数の位置Qiのブレード39のY方向等の位置を制御することによって、照明領域27ARのY方向の幅hi等が個別に制御される。
As shown in FIG. 2B, the illumination optical system ILS may form, for example, a rectangular (rectangular) illumination region 27AR extending in the X direction on the reticle surface. In this case, the lengths of the
図3(A)は、図2(A)の可変ブラインド35における複数のブラインドユニット38の支持機構を示す要部の斜視図、図3(B)は、図3(A)を+X方向に見た側面図である。説明の便宜上、図3(A)ではブラインドユニット38のブレード39の形状は同じ形状とされているが、実際にはブレード39の形状は互いに異なっている。また、図3(A)では図3(B)のフレーム36が図示省略されている。
3A is a perspective view of a main part showing a support mechanism of the plurality of
図3(A)において、各ブラインドユニット38のブレード39の先端部のY方向及びZ方向の位置は互いに独立に制御可能であり、各ブラインドユニット38は信号ケーブルCAを介して図1のブラインド制御系33に接続されている。また、回転モータ49を介して回転部材37を回転することによって、図3(B)に示すように、各ブラインドユニット38を一体的に回転することができる。これによって、点線の位置39Bで示すように、各ブラインドユニット38のブレード39の先端のエッジ部のZ位置を共通にdZだけ調整することができる。このような動作は、例えば図1のレチクルAF系28によって計測されるレチクル面のZ位置がdZだけ変動したときに、レチクル面とブレード39のエッジ部との間隔を一定に維持するために行われる。さらに、本実施形態では、各ブレード39のエッジ部のY方向の位置(対応する照射領域27WのY方向の幅)を調整したときに、露光光ELのパルスエネルギーのばらつきに起因する露光量むらを低減するために、ブレード39の先端のエッジ部のZ位置が調整される。
In FIG. 3A, the positions in the Y direction and Z direction of the tip of the
なお、回転部材37の回転軸37aの中心からブレード39のエッジ部までの距離をLとして、そのエッジ部のZ位置をdZだけ変化させると、そのエッジ部のY方向の位置はほぼ次式のdYだけ変化する。
dY=(L2+dZ2)1/2−L …(1)
そこで、ブレード39のエッジ部のZ位置をdZ(傾斜角に換算してほぼdZ/L(rad))だけ変化させた場合には、ブレード39のY方向の位置をそれまでの状態に維持するために、ブラインド制御系33は、ブラインドユニット38を介して各ブレード39のY方向の位置を式(1)のdYだけ移動させている。これによって、回転部材37を介して一律にブレード39を傾斜した場合でも、照明領域27RのY方向の幅を一定に維持できる。
If the distance from the center of the
dY = (L 2 + dZ 2 ) 1/2 −L (1)
Therefore, when the Z position of the edge portion of the
図3(A)の可変ブラインド35の複数のブラインドユニット38はブレード39の形状以外の構成は共通である。そこで、代表的に一つのブラインドユニット38の構成につき説明する。
図4(A)は、ブラインドユニット38を示す一部が切り欠かれた図である。図4(A)において、ブラインドユニット38は、耐圧性の高い箱状部材40と、箱状部材40の前面に取り付けられてY方向に所定範囲(ブレード39のY方向の移動ストロークを含む範囲)の可撓性を持つダイアフラム41と、ダイアフラム41の中央に固定されたブレード39とを備えている。箱状部材40及びダイアフラム41は例えばステンレスのような脱ガスの少ない金属製である。さらに、箱状部材40内でブレード39の軸部39aの端部に磁性体のコア部材39eが固定され、軸部39aをZ方向に挟むように第1及び第2のコア部材53A,53Bが配置され、コア部材53A,53Bにコイル52A,52Bが巻回され、コイル52A,52Bにはブラインド制御系33から信号ケーブルCAを介して個別に駆動電流が供給される。また、コア部材53A,53Bに対向するようにコア部材39eの底面に下端部39f,39cが固定され、箱状部材40の底面に下端部39f及び39cとの間のギャップを個別に計測するための静電容量センサ43A及び43Bが固定されている。さらに、コア部材53A,53Bに対向するように箱状部材40の底面に固定された引っ張りコイルばね55A,55Bによって、コア部材39eは箱状部材40の底面側に付勢されている。
The plurality of
FIG. 4A is a diagram in which a part of the
ブレード39は、コイル52A,52B及びコア部材53A,53B(駆動部)によって駆動されるロッド状の軸部39aと、軸部39aの−Y方向側で、ダイアフラム41から軸部39aに安定に+Y方向への付勢力を伝えるための段差部39dと、軸部39aの−Y方向の先端に固定された平板部39bとを含んでいる。平板部39bは直接EUV光が照射されるため、ジルコニア等の高耐熱性のセラミックス、又はベリリウム(Be)若
しくはクロム−モリブデン鋼等の高耐熱性の金属から形成されている。ブレード39の軸部39a及び段差部39dは熱伝導率の高い金属製である。
The
また、箱状部材40とダイアフラム41との間は溶接部41aによって封止され、ダイアフラム41とブレード39との間は溶接部41bによって封止され、箱状部材40の内部は気密化されている。本実施形態では、箱状部材40の外部はEUV光を通すために高真空とされ、箱状部材40の内部はほぼ大気圧である。箱状部材40の底面には給気口及び排気口が設けられている。また、図1の真空チャンバ1の外部に、冷却された空気等の気体(冷媒)を送風する送風部47Aと、気体を吸引(回収)する吸引部47Bとが配置され、送風部47Aからの冷却された気体が配管48A及び給気口を介して箱状部材40内に供給され、箱状部材40内を流れた気体が排気口及び配管48Bを介して吸引部47Bで回収される。送風部47A及び吸引部47Bはブラインド制御系33によって制御される。
Further, the space between the box-shaped
静電容量センサ43A,43Bの検出結果はブラインド制御系33に供給されている。ブラインド制御系33は、その検出結果から、ブレード39の先端のエッジ部(ブレード39の平板部39bの先端)のY方向及びZ方向の位置を認識できる。
このブラインドユニット38によれば、コイル52A,52Bに供給する電流を制御することで、コア部材53A,53Bとコア部材39eとの間の吸引力を独立に制御できる。従って、その2つの吸引力を共通に制御することによって、ブレード39のY方向の位置を制御できる。さらに、その2つの吸引力を異ならせることによって、例えば図4(B)の点線の位置B6で示すように、ブレード39をダイアフラム41の中央の支点B7を中心として回転させることができる。これによって、ブレード39のエッジ部のZ位置をΔZだけ制御できる。
The detection results of the
According to the
ただし、ブレード39を回転することによって、ブレード39のエッジ部のY方向の位置が変化したときには、その位置の変化を相殺するようにブレード39のY方向の位置を調整すればよい。
このように、本実施形態では、各ブレード39のエッジ部のZ方向の位置を調整できるため、全部のブラインドユニット38を同時に回転する回転部材37を含む機構は省略してもよい。
However, when the position of the edge portion of the
Thus, in this embodiment, since the position of the edge part of each braid |
次に、本実施形態の露光装置100の露光量制御動作及び露光動作の一例につき図7のフローチャートを参照して説明する。この動作は主制御系31及びブラインド制御系33によって制御される。
まず、図7のステップ102において、図1のレチクルステージRSTに、一様な高い反射率のパターン領域を持つ計測用レチクル(不図示)をロードし、レチクルステージRSTを駆動して、照明領域27Rに計測用レチクルの反射率が高い領域を配置する。次のステップ104において、ブラインド制御系33は、可変ブラインド35の全部のブラインドユニット38のブレード39のエッジ部のY方向及びZ方向の位置を可変範囲の中央値に設定する。これによって、X方向の各位置における照射領域27Wのスリット幅は可変範囲の中央値に設定される。
Next, an example of the exposure amount control operation and the exposure operation of the
First, in
次のステップ106において、ウエハステージWSTを駆動して、照射量モニタ29の受光面を投影光学系POの像面の照射領域27Wに移動し、照明光学系ILSから所定パルス数の露光光ELを計測用レチクルの照明領域27Rに照射する。この状態で、照射量モニタ29で照射領域27Wの全面での露光光ELの光強度分布を計測し、計測結果を主制御系31に供給する。
In the
説明の便宜上、図5(A)に示すように、照射領域27Wの配列方向は図2(A)の照
明領域27Rと同じ配列方向であるとする。従って、照射領域27Wの−Y方向のエッジ部62Aは図1のブラインド板26のエッジ部で規定され、照射領域27Wの+Y方向のエッジ部62Bの形状は、図2(A)のX方向の複数の位置Pi(i=1〜I;Iは2以上の整数)にあるブラインドユニット38のブレード39の像39Pのエッジ部によって規定されている。エッジ部62Bは点線で示す+Y方向のエッジ部61まで拡張することが可能である。
For convenience of explanation, as shown in FIG. 5A, it is assumed that the arrangement direction of the
また、各位置Piのブレード39の像39Pによって規定される照射領域27Wのスリット幅(Y方向の幅)の平均値を、像39Pの中央のX座標Xiの位置におけるスリット幅とする。図5(A)における照射領域27WのX方向の各位置Xiにおけるスリット幅は中央値のH0である。
さらに、X座標がXiの直線上での照射領域27Wの光強度Eiの分布は、図6(C)の台形状の光強度分布64となる。そして、光強度分布64のスリット幅(ここではH0)は、光強度分布64のうちの光強度が最大値と最小値との中央値になる2つの点のY方向の間隔で定義されている。また、光強度分布64の−Y方向及び+Y方向のエッジ部の近傍で、光強度Eiが外側に向かって最大値から最小値まで次第に低下している強度傾斜部64A,64B(照射領域27Wの端部)のY方向の幅をYAとする。強度傾斜部64A,64Bの幅YAは、ブラインド板26及びブレード39のエッジ部のレチクル面からのデフォーカス量に応じて定まっている。本実施形態では、ブラインド板26は固定であるため、強度傾斜部64Aの幅YAは一定である。
Further, the average value of the slit width (width in the Y direction) of the
Furthermore, the distribution of the light intensity Ei of the
さらに、強度傾斜部64Aの−Y方向のエッジ部から強度傾斜部64Bの+Y方向のエッジ部までのY方向の長さを光強度分布64(照射領域27W)のY方向の全長HY0とすると、全長HY0は次のようになる。
HY0=H0+YA/2+YA/2=H0+YA …(2)
また、本実施形態の露光光ELはパルス光であるため、走査露光時にパルス発光間にウエハステージWST(ウエハW)がY方向に移動する距離を図6(D)のΔYとすると、全長HY0の照射領域27WによるウエハWのX方向の位置Xiの点に対する露光パルス数N0はほぼ次のようになる。
Furthermore, when the length in the Y direction from the edge portion in the −Y direction of the intensity inclined
HY0 = H0 + YA / 2 + YA / 2 = H0 + YA (2)
Further, since the exposure light EL of the present embodiment is pulse light, if the distance that the wafer stage WST (wafer W) moves in the Y direction during pulse emission during scanning exposure is ΔY in FIG. The number of exposure pulses N0 with respect to the point of the position Xi in the X direction of the wafer W by the
N0≒HY0/ΔY …(3)
また、露光光ELにはパルス発光毎にエネルギーのばらつきがあるため、露光パルス数N0が少ないと露光量むらが発生する恐れがある。そこで、露光パルス数N0が所定の基準値Nmin以上になり、露光量むらが許容範囲内に収まるように、照射領域27Wの全長HY0及び距離ΔYが設定されている。なお、パルス発光間にウエハステージWSTが移動する距離ΔYは、ウエハステージWSTの走査速度VW及び露光光ELの発光周波数に基づいて定まる。なお、光強度分布64の強度傾斜部64A,64Bは、露光光ELのパルス発光のタイミングの僅かなばらつき等によって、ウエハWの各点で1パルス〜2パルス分のパルスエネルギーの積算露光量のばらつきが発生しないように設けられている。
N0≈HY0 / ΔY (3)
In addition, since the exposure light EL has energy variations for each pulse emission, if the number of exposure pulses N0 is small, there is a risk that uneven exposure will occur. Therefore, the total length HY0 and the distance ΔY of the
次のステップ108において、主制御系31の演算部では、照射量モニタ29の計測結果のうち、照射領域27W内で図5(A)の位置Pi(i=1〜I)のブレード39の像39Pと同じ幅の斜線を施した領域63iの光強度をそれぞれ積算して積算露光量ΣEiを求める。この積算露光量ΣEiは、図5(B)に示すように、X方向(非走査方向)の複数の位置Xi毎に求められる。
In the
次のステップ110において、主制御系31の演算部では、例えば求めた積算露光量ΣEiの平均値に対して所定の幅を持つ範囲を許容範囲AEとする。そして、複数の位置Xiのうちで、積算露光量ΣEiが許容範囲AEよりも大きい位置Xk及び小さい位置Xjを特定し、積算露光量ΣEiが許容範囲AEよりも大きい位置Xkでは、照射領域27W
のスリット幅が狭くなるように対応するブレード39のY方向の位置の調整量を求め、積算露光量ΣEiが許容範囲AEよりも小さい位置Xjでは、照射領域27Wのスリット幅が広くなるように対応するブレード39のY方向の位置の調整量を求め、求めたY方向の位置の調整量の情報をブラインド制御系33に供給する。これに応じて、ブラインド制御系33は、可変ブラインド35の各ブレード39のY方向の位置を調整する。
In the
The amount of adjustment of the position in the Y direction of the
この結果、調整後の投影光学系POによる照射領域27Wは、図6(A)に示すように、+Y方向のエッジ部62Cが階段状に変化するように設定され、位置Piのブレード39の像39Pで規定される照射領域27Wのスリット幅Hiは、中央値H0とは異なった値になり得る。また、X方向の複数の位置Xi毎の全部の積算露光量ΣEiが、図6(B)に示すように、許容範囲AE内に収まるように、各スリット幅Hiが調整される。
As a result, the
この場合、位置Xiの照射領域27Wの調整後のスリット幅Hiは初期値である中央値H0より狭いとすると、位置Xiにおける光強度分布65の両端の強度傾斜部65A,65BのY方向の幅YAは調整前の幅と同じであるため、光強度分布65(調整後の照射領域27W)のY方向の全長HYは次のように調整前の全長HY0より狭くなる。
HY=Hi+YA<HY0 …(4)
従って、スリット幅調整後の照射領域27Wで走査露光した後のウエハWの位置Xiの点における露光パルス数Nは、次のようにほぼ式(3)の露光パルス数N0以下となる。
In this case, if the adjusted slit width Hi of the
HY = Hi + YA <HY0 (4)
Therefore, the exposure pulse number N at the position Xi of the wafer W after the scanning exposure in the
N≒HY/ΔY<HY0/ΔY≒N0 …(5)
そこで、次のステップ112において、ブラインド制御系33は、照射領域27Wの調整後の全長HYが、中央値H0よりも例えばΔY以上に狭い位置Xiにおいて、それぞれ、照射領域27Wの全長がHY0になるように、対応するブレード39のエッジ部のZ方向の位置をレチクル面から離れる方向に調整する。即ち、そのエッジ部のデフォーカス量を大きくする。この調整後の照射領域27Wの光強度分布66は、図6(D)に示すように、+Y方向の強度傾斜部66Bの幅YBが広くなる。光強度分布66のスリット幅はHiであり、他方の強度傾斜部66Aの幅はYAであるため、次の関係が成立する。
N≈HY / ΔY <HY0 / ΔY≈N0 (5)
Therefore, in the
YA/2+Hi+YB/2=HY0 …(6)
従って、式(2)及び式(6)より、強度傾斜部66Bの幅YBが次の値になるように、対応するブレード39のエッジ部のZ方向の位置を調整すればよい。
YB=2(H0−Hi)+YA …(7)
なお、図1の投影光学系POはレチクル側に非テレセントリックであるため、ブレード39のエッジ部のZ位置を調整する場合、より正確には、そのエッジ部は投影光学系POの物体面側の光軸に平行に移動することが好ましい。
YA / 2 + Hi + YB / 2 = HY0 (6)
Therefore, from the expressions (2) and (6), the position in the Z direction of the edge portion of the
YB = 2 (H0-Hi) + YA (7)
Since the projection optical system PO in FIG. 1 is non-telecentric on the reticle side, when the Z position of the edge portion of the
このように照射領域27Wの全長をHY0にすると、走査露光後のウエハWの位置Xiの点における露光パルス数はN0となるため、露光光ELにパルス発光毎のエネルギーのばらつきがあっても、露光量むらが大きくなることはない。さらに、照射領域27W(光強度分布66)のスリット幅はHiのままであるため、積算露光量ΣEiは許容範囲内に収まっている。
When the entire length of the
なお、積算露光量ΣEiが許容範囲AEより小さいために、照射領域27Wのスリット幅Hiを広くする位置では、露光パルス数はN0以上になるため、ステップ112において、特に強度傾斜部65Bの幅を調整する必要はない。以上の動作によって、照射領域27WのX方向の各位置Xiにおけるスリット幅Hi及び照射領域27Wの+Y方向の強度傾斜部66Bの幅YBの設定が終了する。
Since the integrated exposure amount ΣEi is smaller than the allowable range AE, the number of exposure pulses becomes N0 or more at the position where the slit width Hi of the
次のステップ114において、露光装置100のレチクルステージRSTにレチクルR
をロードし、不図示のアライメント系を用いてレチクルRのアライメントを行う。次のステップ116において、ウエハステージWSTにフォトレジストが塗布された未露光のウエハWをロードし、不図示のアライメント系を用いてアライメントを行う。次のステップ118において、ウエハWのステップ移動と、レチクルRの照明領域27R内のパターンの像を投影光学系POを介してウエハWの照射領域27Wに露光しつつ、レチクルR及びウエハWを投影光学系POに対してY方向に同期して移動する動作とを繰り返し、ウエハWの複数のショット領域を照射領域27Wで走査露光する。露光後のウエハWはアンロードされる。次のステップ120において、未露光のウエハがあるときには、ステップ116,118が繰り返される。
In the
And align reticle R using an alignment system (not shown). In the
本実施形態によれば、ウエハWの複数のショット領域の全面に対して適正な積算露光量で、かつ少ない露光量むらでレチクルRのパターンの像を露光できる。
本実施形態の効果等は以下の通りである。
(1)本実施形態の露光装置100による露光量制御方法は、投影光学系PO(光学系)を介して露光光ELが照射される照射領域27Wに対して、ウエハWをY方向(第1方向)に移動してウエハWを露光する際に、ウエハWに対する露光光ELの露光量を制御するものである。その露光量制御方法は、Y方向に直交するX方向(第2方向)に関して照射領域27Wの光強度分布を計測するステップ106,108と、その光強度分布の計測結果に応じて、X方向の複数の位置Xi毎に照射領域27WのY方向の幅(スリット幅)を調整するステップ110と、調整後のスリット幅Hiに応じて、X方向の複数の位置Xi毎に、Y方向に関し、照射領域27Wの中央部における露光光ELの光強度に対し、露光光ELの光強度が次第に低下する照射領域27Wの一方の強度傾斜部65B(端部)の幅YAを幅YBに調整するステップ112とを含んでいる。
According to the present embodiment, the image of the pattern of the reticle R can be exposed to the entire surface of the plurality of shot areas of the wafer W with an appropriate integrated exposure amount and with a small uneven exposure amount.
The effects and the like of this embodiment are as follows.
(1) In the exposure amount control method by the
この実施形態によれば、X方向の複数の位置毎に照射領域27Wのスリット幅を調整することで、ウエハWに対する走査露光後の積算露光量をそれぞれ適正露光量に制御できる。また、その複数の位置毎に照射領域27Wのスリット幅に応じて、照射領域27WのY方向の全長が調整前の全長になるように、照射領域27Wの強度傾斜部65Bの幅を調整することで、積算露光量を変えることなく、かつ露光光ELがパルス光であっても、露光量むらを低減できる。
According to this embodiment, by adjusting the slit width of the
なお、本実施形態では、照射領域27Wの一方の強度傾斜部65Bの幅を調整しているが、照射領域27Wの両方の強度傾斜部65A,65BのY方向の幅を調整してもよい。
(2)また、照射領域27Wは、ウエハWの表面と投影光学系POに関して光学的に共役なレチクル面からデフォーカスさせ、かつ互いに独立にY方向(照射領域27WのY方向に対応する方向)の位置を可変とするように、X方向(照射領域27WのX方向に対応する方向)に配置された複数のブレード39(遮光部材)を有する可変ブラインド35により設定されている。そして、ステップ110では、複数のブレード39のY方向の位置を個別に調整し、ステップ112では、複数のブレード39のエッジ部のレチクル面からのデフォーカス量を個別に調整している。従って、照射領域27Wの強度傾斜部65BのY方向の幅を容易に調整可能である。
In the present embodiment, the width of one intensity
(2) Further, the
(3)また、露光光ELはパルス光であり、ステップ112は、照射領域27Wで照射されたウエハWの各点に対する露光パルス数がほぼ一定になるように強度傾斜部65Bの幅が調整される。これによって、露光光ELのパルスエネルギーにばらつきがあっても、露光量むらが低減される。
(4)また、露光装置100による露光方法は、露光光ELでレチクルR及び投影光学系POを介してウエハWを露光しつつ、投影光学系POの照射領域27Wに対するウエハWのY方向への移動と、レチクルRのY方向に対応する方向への移動とを同期して行ってウエハWを露光する露光方法において、本実施形態の露光量制御方法を用いて、X方向に
関する複数の位置毎に、照射領域27Wのスリット幅、及び照射領域27Wの一方の強度傾斜部65BのY方向の幅を調整するステップ106〜112と、調整された照射領域27WでウエハWを走査露光するステップ118とを有する。
(3) The exposure light EL is pulsed light, and in
(4) In the exposure method by the
従って、ウエハWの各ショット領域の全面を適正な積算露光量で、かつ少ない露光量むらで露光できる。この露光方法においても、照射領域27Wの両方の強度傾斜部65A,65Bの幅を調整してもよい。
なお、本実施形態では、照射領域27Wの強度傾斜部65Bの幅は、ウエハWに対する露光パルス数がほぼ一定になるように調整している。しかしながら、例えばパルスエネルギーのばらつきが小さいような場合には、ステップ112における照射領域27Wの強度傾斜部65B(又は65A,65B)の幅の調整は、X方向の複数の位置毎の照射領域27Wの照明条件がほぼ一定になるように行ってもよい。
Therefore, the entire surface of each shot area of the wafer W can be exposed with an appropriate integrated exposure amount and with a small uneven exposure amount. Also in this exposure method, the widths of both intensity inclined
In the present embodiment, the width of the
この場合、可変ブラインド35の各ブレード39のエッジ部はレチクル面からデフォーカスしており、このデフォーカス量が大きくなるほど、照射領域27Wにおける露光光ELの開き角(実質的に露光光ELのコヒーレンスファクタ(σ値)に対応している)が小さくなる。そこで、予め、照明光学系ILSから照明領域27R(ひいては照射領域27W)に照射される露光光ELのσ値のばらつきが分かっているような場合には、ステップ110で照射領域27Wのスリット幅を調整した後、スリット幅を調整した位置Xiで平均的にσ値が小さくなるときには、ステップ112の代わりに、ブレード39のエッジ部のデフォーカス量を小さくして(強度傾斜部65Bの幅を狭くして)σ値を大きくしてもよい。また、照射領域27Wのスリット幅を調整した後、スリット幅を調整した位置Xiで、平均的にσ値が大きくなるときには、ステップ112の代わりに、ブレード39のエッジ部のデフォーカス量を大きくして(強度傾斜部65Bの幅を広くして)σ値を小さくしてもよい。これによって、照射領域27Wのスリット幅を調整した後で、X方向の各位置においてσ値(照明条件)を一定に維持できる。
In this case, the edge portion of each
次に、本発明の実施形態の他の例につき図8(A)〜図8(C)を参照して説明する。本実施形態でも図1の可変ブラインド35を備えた露光装置100を使用する。以下、図8(A)、図8(B)、図8(C)において、図6(A)、図6(D)に対応する部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
本実施形態では、予め走査露光後の積算露光量が所定の目標値ΣEaとなるように、照射領域27WのX方向の各位置におけるスリット幅が設定されているものとする。そのスリット幅の設定値をH0とする。その積算露光量の目標値ΣEaは、ウエハWに塗布されたフォトレジストの厚さが所定の規定値d0である場合の適正露光量である。
Next, another example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 (A) to 8 (C). Also in this embodiment, the
In this embodiment, it is assumed that the slit width at each position in the X direction of the
本実施形態で露光されるウエハWの表面は、図8(A)に示すように、X方向及びY方向(走査方向)に所定間隔で複数のショット領域SAi(i=1〜N;Nは2以上の整数)に区分されている。本実施形態では、ウエハWの露光前に、予め膜厚検査装置(不図示)によってウエハWの表面に塗布されたフォトレジストの厚さの分布を計測する。その計測の結果、例えばショット領域SAiの+X方向の端部の領域68Aにおける平均的な厚さdpがd0より厚く、中央の領域68Bにおける平均的な厚さがほぼd0であり、−X方向の端部の領域68Cにおける平均的な厚さdmがd0より薄いとする。この場合、ショット領域SAiの領域68Aにおける積算露光量は目標値ΣEaよりも大きくすることが好ましく、領域68Cにおける積算露光量は目標値ΣEaよりも小さくすることが好ましい。
As shown in FIG. 8A, the surface of the wafer W exposed in the present embodiment has a plurality of shot areas SAi (i = 1 to N; N is a predetermined interval in the X direction and the Y direction (scanning direction). An integer of 2 or more). In this embodiment, before the exposure of the wafer W, the thickness distribution of the photoresist applied to the surface of the wafer W in advance by a film thickness inspection apparatus (not shown) is measured. As a result of the measurement, for example, the average thickness dp in the
そこで、照射領域27Wに対してウエハWのショット領域SAiを例えば+Y方向に移動してショット領域SAiを走査露光するときには、予め図1の可変ブラインド35の各ブレード39のY方向の位置を調整して、図8(B)に示すように、領域68A,68B
,及び68Cにおけるスリット幅をそれぞれH0より広いHp,H0,及びH0より狭いHmに設定する。調整後のスリット幅Hp及びHmは、それぞれ走査露光後の積算露光量が厚さdp及びdmのフォトレジストに対して適正露光量になるように設定されている。
Therefore, when the shot area SAi of the wafer W is moved in the + Y direction, for example, with respect to the
, And 68C, the slit widths are set to Hp, H0 wider than H0, and Hm narrower than H0, respectively. The adjusted slit widths Hp and Hm are set so that the integrated exposure amount after scanning exposure is an appropriate exposure amount for photoresists of thickness dp and dm, respectively.
また、照射領域27Wの領域68Cにおけるスリット幅Hmの位置(位置Pmに対応するブレード39の像39Pの位置)における光強度分布69は、図8(C)の点線で示すように、そのY方向の全長HYが、スリット幅がH0の光強度分布64の全長HY0よりも狭くなっている。従って、このままでは、領域68Cにおける露光パルス数が少なくなり、パルスエネルギーのばらつきに起因する露光量むらが増大する。そこで、その露光量むらを低減するために、対応する位置Pmのブレード39のエッジ部のレチクル面に対するデフォーカス量を大きくして、図8(C)の光強度分布69を実線の光強度分布71に調整する。光強度分布71の−Y方向の強度傾斜部71Aの幅YAは同じであり、+Y方向の強度傾斜部71Bの幅YCは、光強度分布71の全長がHY0になるように設定される。そして、領域68Cにおいて光強度分布71を持つ照射領域27WによってウエハWのショット領域SAiが走査露光される。
Further, the
同様に、他のショット領域SAiにおいても、それぞれフォトレジストの厚さに応じて適正露光量で露光できるように、かつ露光量むらを抑制するように、照射領域27Wのスリット幅及び強度傾斜部の幅が調整される。
本実施形態の露光方法は、露光光ELでレチクルR及び投影光学系POを介してウエハW(基板)を露光しつつ、投影光学系POの照射領域27Wに対するウエハWのY方向(第1方向)への移動と、レチクルRのY方向に対応する方向への移動とを同期して行ってウエハWを露光する露光方法である。そして、この露光方法は、Y方向に直交するX方向に関する複数の位置毎に照射領域27Wのスリット幅(Y方向の幅)を調整するステップと、調整後のスリット幅に応じて、X方向に関する複数の位置毎に、Y方向に関し、照射領域27Wの一方の強度傾斜部の幅を調整するステップと、調整後の照射領域27WでウエハWを走査露光するステップとを含んでいる。
Similarly, in the other shot areas SAi, the slit width and the intensity gradient portion of the
In the exposure method of the present embodiment, the wafer W (substrate) is exposed to the
また、その照射領域27Wのスリット幅の調整は、ウエハWのフォトレジストの塗布むら応じて行われている。従って、ウエハWの表面でフォトレジストの塗布むらがあっても、ウエハWの各ショット領域SAiの全面をほぼ適正露光量で露光できるとともに、パルスエネルギーのばらつきに起因する露光量むらを低減できる。なお、この場合にも、照射領域27Wの両側の強度傾斜部の幅を調整してもよい。
Further, the adjustment of the slit width of the
なお、上記の各実施形態では以下のような変形が可能である。
(1)図1ではブラインド板26及び可変ブラインド35はレチクル面の近傍に配置されているが、照明光学系ILS内にレチクル面との共役面を形成し、ブラインド板26及び可変ブラインド35の少なくとも一方を、そのレチクル面との共役面の近傍に配置してもよい。その他に、可変ブラインド35を例えば投影光学系POとウエハWとの間に配置することも可能である。
In the above embodiments, the following modifications are possible.
(1) In FIG. 1, the
(2)図4(A)のブラインドユニット38は2つのコイル52A,52Bを含む駆動部でブレード39を2自由度で駆動している。その他に、ブレード39は、例えばY方向に移動する第1のスライド機構と、Z方向に移動する第2のスライド機構とを組み合わせた駆動部で駆動してもよい。この駆動部を用いる場合には、ブレード39を平行移動することによって、ブレード39のエッジ部のZ方向の位置を調整できる。
(2) The
(3)上述の実施形態では、ブラインドユニット38の箱状部材40の内部を大気圧にしていたが、箱状部材40の内部を真空排気してもよい。例えば、箱状部材40の気圧は、真空チャンバ1内と同じ気圧にすることができる。この場合、箱状部材40側面にペルチェ素子を固定して、箱状部材40の温度を調整してもよい。
また、上記の実施形態の露光装置(EUV露光装置)の露光方法を用いて半導体デバイス等の電子デバイス(又はマイクロデバイス)を製造する場合、電子デバイスは、図9に示すように、電子デバイスの機能・性能設計を行うステップ221、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222、デバイスの基材である基板(ウエハ)を製造してレジストを塗布するステップ223、前述した実施形態の露光方法によりマスクのパターンを基板(感光性基板)に露光する工程、露光した基板を現像する工程、現像した基板の加熱(キュア)及びエッチング工程などを含む基板処理ステップ224、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)225、並びに検査ステップ226等を経て製造される。
(3) In the above-described embodiment, the inside of the box-shaped
Further, when an electronic device (or microdevice) such as a semiconductor device is manufactured using the exposure method of the exposure apparatus (EUV exposure apparatus) of the above embodiment, the electronic device is an electronic device as shown in FIG. Step 221 for performing functional / performance design, step 222 for manufacturing a mask (reticle) based on this design step, step 223 for manufacturing a substrate (wafer) as a base material of the device and applying a resist, and the embodiment described above A
言い換えると、このデバイスの製造方法は、上記の実施形態の露光方法を用いて感光性基板(ウエハ)を露光することと、露光された感光性基板を処理すること(ステップ224)とを含んでいる。この際に、上記の実施形態の露光装置によれば、基板の各点に対する積算露光量を高精度に適正値に制御できるとともに、パルスエネルギーのばらつきに起因する露光量むらが低減できるため、高精度に電子デバイスを製造できる。 In other words, the device manufacturing method includes exposing the photosensitive substrate (wafer) using the exposure method of the above-described embodiment, and processing the exposed photosensitive substrate (step 224). Yes. At this time, according to the exposure apparatus of the above embodiment, the integrated exposure amount for each point of the substrate can be controlled to an appropriate value with high accuracy, and the uneven exposure amount due to variations in pulse energy can be reduced. Electronic devices can be manufactured with high accuracy.
なお、上述の実施形態では、露光光源としてレーザプラズマ光源を用いるものとしたが、これに限らず、SOR(Synchrotron Orbital Radiation)リング、ベータトロン光源、ディスチャージド光源、X線レーザなどのいずれを用いても良い。
また、上記の実施形態では、露光光としてEUV光を用いているが、本発明は、露光光としてKrF(波長248nm)、ArF(波長193nm)などのエキシマレーザ光、又は固体レーザの高調波等を用いる露光装置にも適用可能である。また、気体中でも透過する露光光を使用する場合には、照明光学系及び投影光学系は屈折系、又は反射屈折系でもよい。この場合には、レチクルも透過型として例えば図2(B)のような配置で可変ブラインド35を設置することによって、透過型でレチクル上に照明領域を設定してもよい。
In the above-described embodiment, the laser plasma light source is used as the exposure light source. However, the present invention is not limited to this, and any of a SOR (Synchrotron Orbital Radiation) ring, a betatron light source, a discharged light source, an X-ray laser, and the like is used. May be.
In the above embodiment, EUV light is used as exposure light. However, in the present invention, excimer laser light such as KrF (wavelength 248 nm) and ArF (wavelength 193 nm), or harmonics of a solid-state laser is used as exposure light. It is also applicable to an exposure apparatus using Further, when using exposure light that is transmitted even in a gas, the illumination optical system and the projection optical system may be a refractive system or a catadioptric system. In this case, the illumination area may be set on the reticle of the transmissive type by installing the variable blind 35 in the arrangement as shown in FIG.
なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得ることは勿論である。 In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, Of course, a various structure can be taken in the range which does not deviate from the summary of this invention.
ILS…照明光学系、R…レチクル、PO…投影光学系、W…ウエハ、26…ブラインド板、27R…照明領域、27W…照射領域、28…レチクルAF系、29…照射量モニタ、33…ブラインド制御系、35…可変ブラインド、38…ブラインドユニット、39…ブレード ILS ... illumination optical system, R ... reticle, PO ... projection optical system, W ... wafer, 26 ... blind plate, 27R ... illumination area, 27W ... irradiation area, 28 ... reticle AF system, 29 ... irradiation dose monitor, 33 ... blind Control system, 35 ... variable blind, 38 ... blind unit, 39 ... blade
Claims (9)
前記第1方向に交差する第2方向に関して、前記照射領域の光強度分布を計測する工程と、
前記光強度分布の計測結果に応じて、前記第2方向に関する複数の位置毎に前記照射領域の前記第1方向の幅を調整する工程と、
前記照射領域の前記第1方向の幅に応じて、前記第2方向に関する前記複数の位置毎に、前記第1方向に関し、前記照射領域の中央部における前記露光光の光強度に対し、前記露光光の光強度が次第に低下する前記照射領域の少なくとも一方の端部の幅を調整する工程と、
を含むことを特徴とする露光量制御方法。 An exposure amount control method for controlling an exposure amount of the exposure light to the substrate when the substrate is exposed in the first direction with respect to an irradiation region irradiated with the exposure light via the optical system In
Measuring a light intensity distribution of the irradiation region with respect to a second direction intersecting the first direction;
Adjusting the width of the irradiation region in the first direction for each of a plurality of positions in the second direction according to the measurement result of the light intensity distribution;
Depending on the width of the irradiation region in the first direction, the exposure is performed with respect to the light intensity of the exposure light in the central portion of the irradiation region with respect to the first direction for each of the plurality of positions with respect to the second direction. Adjusting the width of at least one end of the irradiated region where the light intensity of light gradually decreases; and
An exposure amount control method comprising:
前記照射領域の前記第1方向の幅を調整する工程は、前記複数の遮光部材の前記第1方向に対応する方向の位置を個別に調整し、
前記端部の幅を調整する工程は、前記複数の遮光部材のエッジ部の前記光学的に共役な面からのデフォーカス量を個別に調整することを特徴とする請求項1に記載の露光量制御方法。 The irradiation region is defocused from an optically conjugate plane with respect to the surface of the substrate and the optical system, and the position in the direction corresponding to the first direction is variable independently of each other. Is set by a variable blind having a plurality of light shielding members arranged in a direction corresponding to
The step of adjusting the width of the irradiation region in the first direction individually adjusts the position of the plurality of light shielding members in the direction corresponding to the first direction,
2. The exposure amount according to claim 1, wherein the step of adjusting the width of the end portion individually adjusts a defocus amount from the optically conjugate surface of the edge portions of the plurality of light shielding members. Control method.
前記端部の幅を調整する工程は、前記照射領域で照射された前記基板の各点に対する露光パルス数がほぼ一定になるように行われることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の露光量制御方法。 The exposure light is pulsed light,
3. The step of adjusting the width of the end portion is performed so that the number of exposure pulses for each point of the substrate irradiated in the irradiation region is substantially constant. Exposure amount control method.
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の露光量制御方法を用いて、前記第1方向に交差する第2方向に関する複数の位置毎に、前記照射領域の前記第1方向の幅、及び前記照射領域の前記露光光の光強度が次第に低下する前記第1方向の少なくとも一方の端部の前記第1方向の幅を調整し、
調整された前記照射領域で前記基板を走査露光する、
ことを特徴とする露光方法。 While exposing the substrate with exposure light through the mask and the projection optical system, the substrate moves in the first direction relative to the irradiation area of the projection optical system, and the mask moves in the direction corresponding to the first direction. In the exposure method of exposing the substrate in synchronization with,
The width of the irradiation region in the first direction for each of a plurality of positions in the second direction intersecting the first direction using the exposure amount control method according to any one of claims 1 to 4. And adjusting the width in the first direction of at least one end of the first direction in which the light intensity of the exposure light in the irradiation region gradually decreases,
Scanning and exposing the substrate in the adjusted irradiation region;
An exposure method characterized by the above.
前記第1方向に交差する第2方向に関する複数の位置毎に前記照射領域の前記第1方向の幅を調整し、
調整後の前記照射領域の前記第1方向の幅に応じて、前記第2方向に関する前記複数の
位置毎に、前記第1方向に関し、前記照射領域の中央部における前記露光光の光強度に対し、前記露光光の光強度が次第に低下する前記照射領域の少なくとも一方の端部の幅を調整し、
調整後の前記照射領域で前記基板を走査露光する、
ことを特徴とする露光方法。 While exposing the substrate with exposure light through the mask and the projection optical system, the substrate moves in the first direction relative to the irradiation area of the projection optical system, and the mask moves in the direction corresponding to the first direction. In the exposure method of exposing the substrate in synchronization with,
Adjusting the width of the irradiation region in the first direction for each of a plurality of positions related to the second direction intersecting the first direction;
According to the width of the irradiation region in the first direction after adjustment, the light intensity of the exposure light at the central portion of the irradiation region with respect to the first direction for each of the plurality of positions with respect to the second direction. Adjusting the width of at least one end of the irradiation region where the light intensity of the exposure light gradually decreases,
Scanning exposure of the substrate in the irradiated area after adjustment;
An exposure method characterized by the above.
前記照射領域の前記第1方向の幅を調整するために、前記複数の遮光部材の前記第1方向に対応する方向の位置を個別に調整し、
前記照射領域の前記端部の幅を調整するために、前記複数の遮光部材のエッジ部の前記光学的に共役な面からのデフォーカス量を個別に調整することを特徴とする請求項6に記載の露光方法。 The irradiation area is defocused from an optically conjugate plane with respect to the surface of the substrate and the projection optical system, and the position in the direction corresponding to the first direction is variable independently of each other. Set by a variable blind having a plurality of light blocking members arranged in a direction corresponding to the direction,
In order to adjust the width of the irradiation region in the first direction, individually adjust the position of the plurality of light shielding members in the direction corresponding to the first direction,
7. The defocus amount from the optically conjugate surface of the edge portions of the plurality of light shielding members is individually adjusted in order to adjust the width of the end portion of the irradiation region. The exposure method as described.
前記露光された感光性基板を処理することと、を含むデバイス製造方法。 Exposing the photosensitive substrate using the exposure method according to any one of claims 5 to 8,
Processing the exposed photosensitive substrate.
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