JP2012015332A - Measuring optical member, mask, exposure device, exposure method, and manufacturing method of device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、計測用のパターンが形成される計測用光学部材、及び基板に像を投影するための所定のパターンと計測用のパターンとが形成されるマスクに関するものである。また、本発明は、計測用光学部材及びマスクの少なくとも一方を介した放射ビームを用いて各種計測を行なう露光装置、露光方法及び該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。 The present invention relates to a measurement optical member on which a measurement pattern is formed, and a mask on which a predetermined pattern for projecting an image on a substrate and a measurement pattern are formed. The present invention also relates to an exposure apparatus that performs various measurements using a radiation beam that passes through at least one of a measurement optical member and a mask, an exposure method, and a device manufacturing method that uses the exposure apparatus.
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では、所定のパターンが形成されたレチクルなどのマスクを露光光で照明し、該マスクを介した露光光を感光性材料の塗布されたウエハなどの基板に照射させることにより、該基板にパターンが形成される。こうした露光装置において、基板の各ショット領域にパターンを確実に形成させるためには、マスクを介した露光光を基板に導く投影光学系の光学特性を適切な状態に調整することが重要である。 In general, in an exposure apparatus for manufacturing a microdevice such as a semiconductor integrated circuit, a mask such as a reticle on which a predetermined pattern is formed is illuminated with exposure light, and the exposure light through the mask is applied with a photosensitive material. By irradiating a substrate such as a wafer, a pattern is formed on the substrate. In such an exposure apparatus, in order to reliably form a pattern in each shot area of the substrate, it is important to adjust the optical characteristics of the projection optical system that guides the exposure light through the mask to the substrate to an appropriate state.
そのため、露光装置においてマスクを保持するマスク保持装置には、計測用光学部材(RFM(レチクルフィデュシャルマーク)ともいう。)が設けられている。この計測用光学部材には、空間像計測やベースラインチェックなどの各種計測時に使用される計測用パターンを有する計測用パターンユニットが形成されている。この計測用パターンユニットの形状は、照明光学系によってマスク(又は計測用光学部材)に形成される照明領域の形状に対応した形状である(特許文献1参照)。 For this reason, a measurement optical member (also referred to as RFM (reticle fiducial mark)) is provided in a mask holding device that holds a mask in an exposure apparatus. In the measurement optical member, a measurement pattern unit having a measurement pattern used for various measurements such as aerial image measurement and baseline check is formed. The shape of the measurement pattern unit is a shape corresponding to the shape of the illumination area formed on the mask (or measurement optical member) by the illumination optical system (see Patent Document 1).
一例として、空間像計測の場合には、計測用光学部材の計測用パターンユニットが露光光の光路に配置され、該計測用パターンユニットを介した露光光を投影光学系に入射させる。そして、投影光学系に入射した露光光によって形成される計測用パターンの空間像を観察し、該観察結果に基づいて投影光学系の光学特性が算出される。その結果、算出された投影光学系の光学特性に基づき、投影光学系の光学部材の位置や形状などが、必要に応じて調整される。 As an example, in the case of aerial image measurement, the measurement pattern unit of the measurement optical member is disposed in the optical path of the exposure light, and the exposure light via the measurement pattern unit is incident on the projection optical system. Then, the aerial image of the measurement pattern formed by the exposure light incident on the projection optical system is observed, and the optical characteristics of the projection optical system are calculated based on the observation result. As a result, based on the calculated optical characteristics of the projection optical system, the position and shape of the optical member of the projection optical system are adjusted as necessary.
ところで、基板へのパターンの形成時に用いられるレチクルは、該レチクルへの露光光の入射量に対する投影光学系側への露光光の射出量の比率である射出率が50%程度となるように形成されている。これに対し、計測用光学部材の計測用パターンユニットの射出率は、レチクルの射出率とは大きく異なりほぼ0(零)%に設定されている。すなわち、計測用パターンユニットにおいて計測用パターンの形成されていないパターン非形成領域は、入射した露光光を投影光学系側にほとんど射出しないように形成されている。 By the way, the reticle used at the time of forming the pattern on the substrate is formed such that the emission rate, which is the ratio of the exposure light emission amount to the projection optical system side with respect to the exposure light incident amount on the reticle, is about 50%. Has been. On the other hand, the injection rate of the measurement pattern unit of the measurement optical member is largely different from the injection rate of the reticle, and is set to approximately 0 (zero)%. That is, the pattern non-formation region where the measurement pattern is not formed in the measurement pattern unit is formed so that the incident exposure light is hardly emitted to the projection optical system side.
そのため、基板の1つのショット領域への露光処理と次のショット領域への露光処理との間に計測用光学部材を用いた計測を行なう場合、投影光学系に入射する露光光の光量は、ショット領域への露光処理時よりも大幅に減少する。すると、投影光学系の光学部材は、冷却機構などによって冷却されているため、その温度が急激に低下する。その結果、計測時には、投影光学系での発熱量と放熱量とのバランスが崩れ、光学部材が変位したり、光学部材の形状が変わったりするおそれがある。すなわち、ショット領域への露光処理時と計測時とでは、投影光学系の光学特性が異なる可能性がある。 Therefore, when performing measurement using the measurement optical member between the exposure process for one shot area of the substrate and the exposure process for the next shot area, the amount of exposure light incident on the projection optical system is This is greatly reduced compared to the exposure processing for the area. Then, since the optical member of the projection optical system is cooled by a cooling mechanism or the like, the temperature rapidly decreases. As a result, at the time of measurement, the balance between the heat generation amount and the heat dissipation amount in the projection optical system is lost, and the optical member may be displaced or the shape of the optical member may be changed. That is, there is a possibility that the optical characteristics of the projection optical system differ between the shot area exposure processing and the measurement.
特に、EUV(Extreme Ultraviolet )光を露光光として使用するEUV露光装置では、基板のショット領域への露光処理時と計測用パターンユニットを用いた計測時とで、投影光学系が吸収する熱量の変化が顕著になる。 In particular, in an EUV exposure apparatus that uses EUV (Extreme Ultraviolet) light as exposure light, a change in the amount of heat absorbed by the projection optical system during exposure processing to a shot region of the substrate and during measurement using a measurement pattern unit. Becomes prominent.
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、投影光学系の光学特性を計測することができる計測用光学部材、マスク、露光装置、露光方法及びデバイスの製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a measurement optical member, a mask, an exposure apparatus, an exposure method, and a device manufacturing method capable of measuring the optical characteristics of a projection optical system. Is to provide.
第一の実施態様に係る計測用光学部材は、計測用パターン(46)が形成されるパターン形成領域(44)及び該パターン形成領域(44)とは異なる位置に配置されるパターン非形成領域(45,45a,45b,45c)を有する複数の計測用パターンユニット(43A,43B,43C)を備え、前記パターン非形成領域(45,45a,45b,45c)は、前記計測用パターンユニット(43A,43B,43C)毎に互いに異なる形成条件で形成されることを要旨とする。 The optical member for measurement according to the first embodiment includes a pattern formation region (44) where the measurement pattern (46) is formed and a pattern non-formation region (where the pattern formation region (44) is located). 45, 45a, 45b, 45c) having a plurality of measurement pattern units (43A, 43B, 43C), and the pattern non-formation regions (45, 45a, 45b, 45c) include the measurement pattern units (43A, 43c). 43B and 43C) are formed under different formation conditions.
第二の実施態様に係る計測用光学部材は、計測用パターン(46)が形成されるパターン形成領域(44)及び該パターン形成領域(44)とは異なる位置に配置されるパターン非形成領域(45c)を有する計測用パターンユニット(43C)と、前記パターン非形成領域(45c)に入射する放射ビーム(EL)を遮蔽可能な遮蔽部(60)と、前記遮蔽部(60)を移動させるべく駆動する駆動部(61)と、を備えることを要旨とする。 The optical member for measurement according to the second embodiment includes a pattern formation region (44) where the measurement pattern (46) is formed and a pattern non-formation region (positioned at a position different from the pattern formation region (44)). 45c), a measurement pattern unit (43C), a shielding part (60) capable of shielding the radiation beam (EL) incident on the pattern non-formation region (45c), and the shielding part (60). And a driving unit (61) for driving.
第三の実施態様に係るマスクは、所定のパターンが形成される第1領域(70A)と、前記第1領域(70A)とは異なる位置に配置され、且つ計測用パターン(46)が形成されるパターン形成領域(44)及び該パターン形成領域(44)とは異なる位置に配置されるパターン非形成領域(45,45a,45b,45c)を有する複数の計測用パターンユニット(43A,43B,43C)が形成される第2領域(70B)と、を備え、前記パターン非形成領域(45,45a,45b,45c)は、前記計測用パターンユニット(43A,43B,43C)毎に互いに異なる形成条件で形成されることを要旨とする。 The mask according to the third embodiment is arranged at a position different from the first area (70A) where the predetermined pattern is formed and the first area (70A), and the measurement pattern (46) is formed. A plurality of measurement pattern units (43A, 43B, 43C) having a pattern formation region (44) and a pattern non-formation region (45, 45a, 45b, 45c) arranged at a position different from the pattern formation region (44). ) In which the pattern non-formation regions (45, 45a, 45b, 45c) are different from each other for each of the measurement pattern units (43A, 43B, 43C). The gist is to be formed.
第四の実施態様に係る露光装置は、所定のパターンが形成されたマスク(R)を照明光学系(15)から射出される放射ビーム(EL)で照明することにより形成されたパターンの像を、投影光学系(17)を介して基板(W)に投影する露光装置(11)において、計測用パターン(46)を有する計測用パターンユニット(43A,43B,43C)が形成される複数の計測用光学部材(23B,23C,23D)と、前記複数の計測用光学部材(23B,23C,23D)のうち何れか一つの計測用光学部材が放射ビーム(EL)の光路に配置された場合に、前記何れか一つの計測用光学部材の計測用パターンユニット(43A,43B,43C)から前記投影光学系(17)側に射出される放射ビーム(EL)を用いて計測する計測装置(50,SE3)と、を備え、前記複数の計測用パターンユニット(43A,43B,43C)は、計測用パターン(46)が形成されるパターン形成領域(44)及び該パターン形成領域(44)とは異なる位置に配置されるパターン非形成領域(45,45a,45b,45c)をそれぞれ有し、前記パターン非形成領域(45,45a,45b,45c)は、前記計測用パターンユニット(43A,43B,43C)毎に互いに異なる形成条件で形成されることを要旨とする。 In an exposure apparatus according to the fourth embodiment, an image of a pattern formed by illuminating a mask (R) on which a predetermined pattern is formed with a radiation beam (EL) emitted from an illumination optical system (15). In the exposure apparatus (11) that projects onto the substrate (W) via the projection optical system (17), a plurality of measurement units in which measurement pattern units (43A, 43B, 43C) having the measurement pattern (46) are formed are formed. When any one of the measurement optical members (23B, 23C, 23D) and the plurality of measurement optical members (23B, 23C, 23D) is arranged in the optical path of the radiation beam (EL) Measurement using a radiation beam (EL) emitted from the measurement pattern unit (43A, 43B, 43C) of any one of the measurement optical members to the projection optical system (17) side. The plurality of measurement pattern units (43A, 43B, 43C) include a pattern formation region (44) in which the measurement pattern (46) is formed and the pattern formation region (44). The pattern non-formation regions (45, 45a, 45b, 45c) are arranged at positions different from those of the pattern non-formation regions (45, 45a, 45b, 45c). , 43B, 43C) are formed under different formation conditions.
第五の実施態様に係る露光装置は、所定のパターンが形成されたマスク(R)を照明光学系(15)から射出される放射ビーム(EL)で照明することにより形成されたパターンの像を、投影光学系(17)を介して基板(W)に投影する露光装置(11)において、計測用パターン(46)が形成されるパターン形成領域(44)及び該パターン形成領域(44)とは異なる位置に配置されるパターン非形成領域(45c)を有する計測用パターンユニット(43C)が形成される計測用光学部材(23E)と、放射ビーム(EL)の光路に配置される前記計測用光学部材(23E)の前記パターン非形成領域(45c)を照明する放射ビーム(EL)の光強度分布を調整する調整装置(25)と、前記計測用パターンユニット(43C)が放射ビーム(EL)の光路に配置される場合に、該計測用パターンユニット(43C)から前記投影光学系(17)側に射出される放射ビーム(EL)を用いて計測する計測装置(50,SE3)と、を備えることを要旨とする。 In an exposure apparatus according to the fifth embodiment, an image of a pattern formed by illuminating a mask (R) on which a predetermined pattern is formed with a radiation beam (EL) emitted from an illumination optical system (15). In the exposure apparatus (11) that projects onto the substrate (W) via the projection optical system (17), the pattern formation region (44) on which the measurement pattern (46) is formed and the pattern formation region (44) A measurement optical member (23E) in which a measurement pattern unit (43C) having pattern non-formation regions (45c) arranged at different positions is formed, and the measurement optical arranged in the optical path of the radiation beam (EL) An adjustment device (25) for adjusting the light intensity distribution of the radiation beam (EL) that illuminates the pattern non-formation region (45c) of the member (23E), and the measurement pattern unit (43C) When arranged in the optical path of the radiation beam (EL), a measuring device (50, 50) that uses the radiation beam (EL) emitted from the measurement pattern unit (43C) to the projection optical system (17) side. SE3).
第六の実施態様に係る露光方法は、所定のパターンが形成されたマスク(R)を、照明光学系(15)から射出された放射ビーム(EL)で照明し、前記マスク(R)を介した放射ビーム(EL)を、投影光学系(17)を介して基板(W)に導くことにより、該基板(W)を露光する露光方法において、前記照明光学系(15)から射出される放射ビーム(EL)の光路に、計測用パターンを有する計測用パターンユニット(43A,43B,43C)を配置し、該計測用パターンユニット(43A,43B,43C)から前記投影光学系(17)側に射出される放射ビーム(EL)を用いた計測を行なう場合には、前記計測用パターンユニット(43A,43B,43C)を用いた計測を行なう前の状態における前記投影光学系(17)への放射ビーム(EL)の入射量を推定し、前記推定結果に基づく光量の放射ビーム(EL)を、前記計測用パターンユニット(43A,43B,43C)を介して前記投影光学系(17)に入射させ、前記投影光学系(17)に入射した放射ビーム(EL)を用いて計測を行なうことを要旨とする。 In the exposure method according to the sixth embodiment, a mask (R) on which a predetermined pattern is formed is illuminated with a radiation beam (EL) emitted from an illumination optical system (15), and the mask (R) is passed through the mask (R). Radiation emitted from the illumination optical system (15) in the exposure method of exposing the substrate (W) by guiding the emitted radiation beam (EL) to the substrate (W) through the projection optical system (17). A measurement pattern unit (43A, 43B, 43C) having a measurement pattern is disposed in the optical path of the beam (EL), and the measurement pattern unit (43A, 43B, 43C) is directed to the projection optical system (17) side. In the case of performing measurement using the emitted radiation beam (EL), the projection optical system (17) in a state before performing measurement using the measurement pattern unit (43A, 43B, 43C). The amount of incident radiation beam (EL) is estimated, and the amount of radiation beam (EL) based on the estimation result is transmitted to the projection optical system (17) via the measurement pattern units (43A, 43B, 43C). The gist is to perform measurement using the radiation beam (EL) incident on the projection optical system (17).
なお、本発明の態様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、本発明の態様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。 In addition, in order to explain the aspect of this invention clearly, it demonstrated corresponding to the code | symbol of drawing which shows embodiment, but it cannot be overemphasized that the aspect of this invention is not limited to embodiment.
(第1の実施形態)
以下に、本発明の一実施形態について図1〜図6に基づき説明する。なお、本実施形態では、投影光学系の光軸に平行な方向をZ軸方向とし、Z軸方向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の走査方向をY軸方向とし、その走査方向に直交する非走査方向をX軸方向として説明する。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。
(First embodiment)
Below, one Embodiment of this invention is described based on FIGS. In this embodiment, the direction parallel to the optical axis of the projection optical system is the Z-axis direction, and the scanning direction of the reticle R and wafer W during scanning exposure in a plane perpendicular to the Z-axis direction is the Y-axis direction. The non-scanning direction orthogonal to the scanning direction will be described as the X-axis direction. The rotation directions around the X, Y, and Z axes are also referred to as the θx direction, the θy direction, and the θz direction.
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、該チャンバ13には連結部14を介して光源装置12が接続されている。また、チャンバ13内には、照明光学系15、反射型のレチクルRを保持するレチクルステージ16、投影光学系17及びウエハWを保持するウエハステージ18が設けられている。
As shown in FIG. 1, an exposure apparatus 11 according to this embodiment uses extreme ultraviolet light, ie, EUV (Extreme Ultraviolet) light, which is a soft X-ray region having a wavelength of about 100 nm or less, emitted from a
照明光学系15は、光源装置12から連結部14を介してチャンバ13内に供給された露光光ELをレチクルR側に射出する光学系である。こうした照明光学系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では実線で囲まれた部分)を備えている。この筐体19内には、露光光ELを反射可能な複数枚の図示しない反射ミラーが設けられている。そして、各反射ミラーによって順に反射された露光光ELは、後述する鏡筒26内に設置された折り返し用の反射ミラー20に入射し、該反射ミラー20で反射した露光光ELがレチクルステージ16側に導かれる。
The illumination optical system 15 is an optical system that emits the exposure light EL supplied into the
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ると共に、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21を備えている。この第1静電吸着保持装置21は、誘電性材料から構成される基体22と、該基体22内に配置される図示しない複数の電極部とを有している。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には、基体22からクーロン力が発生することにより、該基体22の吸着面22a(図1では下面であって、−Z方向側の面)にレチクルRが静電吸着される。
The
また、レチクルステージ16は、照明光学系15から射出される露光光ELの光量を検出するための第1光量センサSE1と、ベースラインチェックや空間像計測時などに用いられる反射型の計測用マークが形成された計測用光学部材23とを保持している。第1光量センサSE1は、レチクルRの−Y方向側(図1では左側)に配置されると共に、計測用光学部材23は、第1光量センサSE1の−Y方向側に配置されている。計測用光学部材23に形成された計測用マークは、レチクルフィデュシャルマーク(RFM)を含み、計測用光学部材23の計測面23a(−Z方向側の面)は、第1静電吸着保持装置21に静電吸着されるレチクルRのパターン形成面Ra(所定のパターンが形成される面であって、−Z方向側の面)とZ軸方向において略同一位置に位置している。
The
また、レチクルステージ16は、レチクル側駆動装置24の駆動によって、Y軸方向に移動可能である。レチクル側駆動装置24は、第1静電吸着保持装置21に保持されるレチクルRをY軸方向に所定ストロークで移動させることができる。また、レチクル側駆動装置24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)、Z軸方向及びθz方向に微動させることが可能である。
The
レチクルステージ16と投影光学系17の鏡筒26との間には、レチクルRを照明する露光光ELの光強度分布を調整するためのスリット装置25(図2で詳述する。)が設けられている。そして、スリット装置25を介した露光光ELによってレチクルRのパターン形成面Raに形成される照明領域は、その形状又は位置がスリット装置25の駆動によって補正されるものの、概ねX軸方向に延びる略円弧状に形成される。
Between the
投影光学系17は、露光光ELでレチクルR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る。こうした投影光学系17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鏡筒26を備えている。この鏡筒26内には、複数枚(一例としては6枚であって、図1では1枚のみ図示)の反射型のミラー27が収容されている。これらミラー27は、図示しない保持装置を介して鏡筒26に支持されている。保持装置は、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向、θx方向、θy方向及びθz方向の6自由度方向にミラー27を移動させるべく駆動する。そして、レチクルR側から鏡筒26内に入射した露光光ELは、各ミラー27に順に反射され、ウエハステージ18に保持されるウエハWにおいて感光性材料が塗布されたウエハ表面である露光面Wa(+Z方向側の面)に導かれる。
The projection
なお、各光学系15,17を構成する各ミラーの反射面には、モリブデン(Mo)とシリコン(Si)を交互に積層した多層膜である反射層がそれぞれ形成されている。
また、投影光学系17の鏡筒26及び各ミラー27は、図示しない冷却機構によって、所定温度となるように温度調整がなされている。この冷却機構は、所定温度に温度が調整された冷却用流体を流動させる流動管路(図示略)を有している。一例として、所定温度とは、露光装置11が設置される環境の温度と略同一の温度である。
A reflective layer, which is a multilayer film in which molybdenum (Mo) and silicon (Si) are alternately stacked, is formed on the reflective surface of each mirror constituting each
The temperature of the
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28を備えている。この第2静電吸着保持装置28は、誘電性材料から構成される基体29と、該基体29内に配置される図示しない複数の電極部とを有している。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29からクーロン力が発生することにより、該基体29の吸着面29a(+Z方向側の面)にウエハWが静電吸着される。また、ウエハステージ18には、第2静電吸着保持装置28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。
The
また、ウエハステージ18は、投影光学系17から射出される露光光ELの光量を検出するための第2光量センサSE2と、空間像計測時などに用いられる計測センサSE3とを保持している。第2光量センサSE2は、ウエハWの+Y方向側に配置される共に、計測センサSE3は、第2光量センサSE2の+Y方向側に配置されている。計測センサSE3は、投影光学系17を介して、露光光ELで照明されたレチクルステージ16の計測用光学部材23の計測用マークの像を計測するためのものである。
Further, the
また、ウエハステージ18は、ウエハ側駆動装置30によって、Y軸方向に移動可能である。ウエハ側駆動装置30は、第2静電吸着保持装置28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ことができる。また、ウエハ側駆動装置30は、第2静電吸着保持装置28に保持されるウエハWをX軸方向に所定ストロークで移動させることが可能であると共に、Z軸方向に微動させることが可能である。
Further, the
そして、ウエハW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によって照明領域をレチクルRに形成した状態で、レチクル側駆動装置24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、ウエハ側駆動装置30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軸方向(例えば、−Y方向側から+Y方向側)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。
When the pattern of the reticle R is formed on one shot area of the wafer W, the reticle R is moved in the Y-axis direction by driving the reticle
次に、スリット装置25について説明する。なお、図2は、スリット装置25をレチクルステージ16側から見た場合の概略構成を示す平面図である。
図2に示すように、スリット装置25は、レチクルRのパターン形成面Raに形成される照明領域の位置又は形状を調整するための装置であって、パターン形成面Ra、即ち像面に共役な位置の近傍に配置されている。こうしたスリット装置25は、+Y方向側(図3では右側)に配置される固定羽根35と、−Y方向側(図3では左側)に配置される複数枚(図3では12枚のみ図示)の可動羽根36とを備えている。これら固定羽根35及び各可動羽根36は、それらに入射した露光光ELの少なくとも一部を遮光可能である。また、固定羽根35は、XY平面に略平行に配置される板材から構成されると共に、その+Y方向側の部位が略円弧状をなすように形成されている。各可動羽根36は、Y軸方向と直交するX軸方向にそれぞれ配置されている。
Next, the
As shown in FIG. 2, the
また、スリット装置25には、各可動羽根36に個別対応する複数(図3では12個)のアクチュエータ37が設けられている。これらアクチュエータ37は、ロッド部材38を介して個別対応する可動羽根36と連結している。そして、駆動するアクチュエータ37にロッド部材38を介して連結される可動羽根36は、レチクルRを照明する露光光ELの光路を横切る方向であるY軸方向に進退移動する。各可動羽根36のY軸方向における位置を個別に調整することにより、パターン形成面Raに形成される照明領域の形状又は位置を調整することができる。
The
次に、計測用光学部材23について説明する。なお、図3(a)は、計測用光学部材23を鏡筒26側から見た場合の概略構成を示す平面図である。
図3(a)(b)に示すように、計測用光学部材23は、低熱膨張部材(一例として、低熱膨張ガラス)で構成される略直方体状のベース部材40を備えている。このベース部材40は、レチクルRと同じ材料で形成してもよい。このベース部材40の第1面40a(−Z方向側の面であって、図3(b)では上面)側には、露光光ELを反射する反射層41が形成されている。また、第1面40aに形成した反射層41のうち、露光光ELを反射せず、露光光ELを吸収する領域の上面には、露光光ELを吸収する吸収層42が形成されている。一例として、反射層41は、モリブデン(Mo)とシリコン(Si)を交互に積層した多層膜であって、入射した露光光ELの大部分(一例として70%程度)を反射する。吸収層42は、クロム、ステンレス、アルミ、金、鉛等を用いた単一の薄膜やこれらを組み合わせて積層させた多層膜等で形成することができる。なお、吸収層42は、第1面40aに形成した反射層41のうち、露光光ELを反射させたい領域をマスク等で被覆し、蒸着等の手段を用いて反射層41の上面に形成することができる。
Next, the measurement
As shown in FIGS. 3A and 3B, the measurement
こうした計測用光学部材23の計測面23a側には、Y軸方向に並置される複数(本実施形態では3つ)の計測用パターンユニット43A,43B,43Cが形成されている。これら計測用パターンユニット43A,43B,43Cの形状は、露光光ELによる照明によって形成されるレチクルR又は計測用光学部材23の照明領域に対応した形状(本実施形態では概ねX軸方向に延びる略円弧状)である。本実施形態では、各計測用パターンユニット43A,43B,43Cは、互いに反射率が異なっている。なお、反射率とは、計測用パターンユニット43A,43B,43Cに入射する露光光ELの入射光束に対し、計測用パターンユニット43A,43B,43Cで反射する反射光束の割合である。また、計測用パターンユニット43A,43B,43Cに入射する露光光ELの入射光の光量に対し、計測用パターンユニット43A,43B,43Cで反射する反射光の光量の割合を反射率としてもよい。反射率が高い計測用パターンユニットほど投影光学系17内に入射される露光光ELの光量を多くすることができる。
On the
また、計測用パターンユニット43A,43B,43Cは、パターン形成領域44と、パターン非形成領域45(45a,45b,45c)とがX軸方向に沿って交互に配置された構成である。パターン形成領域44には、図3(c)に示すように、複数種類の計測用パターン46が形成されている。計測用パターン46は、種々の方向に延びる複数のラインと該各ライン間のスペースによって形成されている。計測用パターン46としては、例えば、空間像計測用のパターンやベースラインチェック用のパターン等である。
The
そして、計測用パターン46の複数のラインは、反射層41により形成されており、露光光ELを反射する。また、該各ライン間のスペースは、吸収層42により形成されており、露光光ELを吸収する。なお、図3(c)において、パターン形成領域44のうち、計測用パターン46とは異なる領域46Aは、反射層41によって形成されており、露光光ELを反射可能な部分である。
The plurality of lines of the
各計測用パターンユニット43A,43B,43Cでは、それらを構成する各パターン形成領域44の構成が互いに略同一である。これに対し、パターン非形成領域45a,45b,45cは、計測用パターンユニット43A,43B,43C毎に互いに異なる形成条件で構成されている。
In each of the
各計測用パターンユニット43A,43B,43Cのうち、最も−Y方向側に位置する第1の計測用パターンユニット43Aのパターン非形成領域45aの形成条件は、該パターン非形成領域45aに入射した露光光ELをほとんど吸収する条件である。例えば、パターン非形成領域45aには、入射した露光光ELを投影光学系17側に反射可能な第1部分47Aを設けない一方、露光光ELを吸収する第2部分47Bを設けた構成である。
Among the
また、第1の計測用パターンユニット43Aの+Y方向側に位置する第2の計測用パターンユニット43Bのパターン非形成領域45bの形成条件は、該パターン非形成領域45bに入射した露光光ELの一部を反射する条件である。例えば、パターン非形成領域45bは、入射した露光光ELを投影光学系17側に射出する第1部分47Aと、露光光ELを吸収する第2部分47Bとを設けた構成である。この場合、パターン非形成領域45bに入射する露光光ELのうち、第1部分47Aで反射した露光光ELは、投影光学系17内に入射する。換言すると、パターン非形成領域45bの形成条件は、入射した露光光ELの投影光学系17側への反射率がパターン非形成領域45aの反射率よりも高くなるような条件であるということができる。一例として、パターン非形成領域45bにおける第1部分47Aの面積率は、略50%である。なお、第1部分47Aは、図3(b)に示すように、反射層41が形成されており、露光光ELを反射する。
The formation condition of the
また、最も+Y方向側に位置する第3の計測用パターンユニット43Cのパターン非形成領域45cの形成条件は、入射した露光光ELの投影光学系17側への反射率がパターン非形成領域45bの反射率よりも高くなるような条件である。例えば、パターン非形成領域45cは、第1部分47Aを設ける一方で、第2部分47Bを設けない構成である。すなわち、パターン非形成領域45a,45b,45cにおける反射率の違いによって、各計測用パターンユニット43A,43B,43Cの反射率が互いに異なる。
The formation condition of the
なお、本実施形態では、各計測用パターンユニット43A,43B,43Cを反射率の順にY軸方向に沿って配置しているが、反射率の最も高い各計測用パターンユニット43Cを真ん中に配置してもよい。すなわち、各計測用パターンユニット43A,43B,43Cを任意に変更してもよい。
In this embodiment, the
次に、本実施形態の露光装置11を制御する制御装置50について説明する。
図4に示すように、制御装置50は、第1光量センサSE1、第2光量センサSE2及び計測センサSE3と電気的に接続されている。そして、制御装置50は、各光量センサSE1,SE2からの検出信号に基づき、レチクルステージ16側に射出される露光光ELの光量を検出すると共に、ウエハステージ18側に射出される露光光ELの光量を検出する。
Next, the
As shown in FIG. 4, the
こうした制御装置50は、図示しないCPU、ROM及びRAMなどで構成される制御部51と、レチクル側駆動装置24を駆動させるためのレチクル側駆動回路52と、スリット装置25を駆動させるためのスリット用駆動回路53と、ウエハ側駆動装置30を駆動させるためのウエハ側駆動回路54とを備えている。そして、制御部51は、駆動回路52〜54を介してレチクル側駆動装置24、スリット装置25及びウエハ側駆動装置30の駆動を制御する。また、図示はしていないが、制御装置50は、投影光学系17を構成する各ミラー27の位置及び形状を調整するために、図示しない保持装置の駆動をミラー27毎に制御する。
The
本実施形態の制御部51は、各光量センサSE1,SE2からの検出信号に基づき、レチクルR側から投影光学系17内に入射する露光光ELの光量を推定する。例えば、制御部51は、露光光ELの光路に第1光量センサSE1が配置された状態で、第1光量センサSE1からの検出信号に基づき、照明光学系15から射出される露光光ELの光量(以下、第1光量ともいう。)を算出する。この第1光量は、レチクルRを照明する露光光ELの光量である。また、制御部51は、露光光ELの光路にレチクルRが配置されると共に第2光量センサSE2が露光光ELの光路に配置された状態で、第2光量センサSE2からの検出信号に基づき、投影光学系17から射出される露光光ELの光量(第2光量ともいう。)を算出する。そして、制御部51は、第2光量及び推定された投影光学系17による露光光ELのロス量に基づき、露光処理時にレチクルR側から投影光学系17内に入射する露光光ELの光量(以下、第3光量ともいう。)を算出する。
The
なお、推定された投影光学系17による露光光ELのロス量とは、例えば、投影光学系17を構成するミラー27の枚数及び各ミラー27の反射特性から見積もられたロス量や、事前に投影光学系17に露光光ELを入射させ、投影光学系17を通過した露光光ELの光量を測定することによって算出されたロス量である。これによって、制御部51は、第1光量に対する第3光量の割合から、レチクルRの反射率を推定することができる。これらの算出結果や推定結果は、照明する計測用パターンユニット(43A,43B,43C)を選択する際に利用することができる。なお、本実施態様では、制御部51が第3光量を推定する構成としたがこれに限定されない。レチクルRと投影光学系17との間の光路中に光量センサを設け、第3光量を測定する構成としてもよい。例えば、この光量センサは、第3光量の計測時にレチクルRと投影光学系17との間の光路中に設置される移動式のセンサである。
Note that the estimated loss amount of the exposure light EL by the projection
また、制御装置50は、レチクルRの代わりに計測用光学部材23が露光光ELの光路に設置されると共に、ウエハWの代わりに計測センサSE3が露光光ELの光路に設置された場合に、計測センサSE3からの検出信号に基づき、計測用パターンユニット(43A,43B,43C)の計測用パターン46の空間像を計測する。そして、制御装置50は、観察結果に基づき、投影光学系17の光学特性を算出する。
In addition, when the measurement
本実施形態の露光装置11では、ウエハWへの露光処理を開始する前及び露光処理の最中などに、計測用光学部材23を用いた投影光学系17の光学特性の計測及び調整を行なっている。
The exposure apparatus 11 of the present embodiment measures and adjusts the optical characteristics of the projection
そこで次に、計測用光学部材23を用いた計測処理を行ないつつウエハWへの露光処理を行う際の露光方法について、図5及び図6のタイミングチャートを用いて説明する。なお、図5に示すタイミングチャートは、第1の計測用パターンユニット43Aのみを有する計測用光学部材を用いた計測を行なう場合のタイミングチャートである。一方、図6に示すタイミングチャートは、本実施形態の計測用光学部材23を用いた計測を行なう場合のタイミングチャートである。
Therefore, next, an exposure method when performing exposure processing on the wafer W while performing measurement processing using the measurement
始めに第1の計測用パターンユニット43Aのみを有する計測用光学部材を用いた計測を行なう場合について説明する。ここでは、投影光学系17の光学特性の一例として、投影光学系17によって形成される空間像の位置、即ち投影光学系17のフォーカス位置の計測を例にとって説明する。
First, a case where measurement is performed using a measurement optical member having only the first
図5(a)(b)に示すように、ウエハWへの露光処理を開始する前に、計測用光学部材を用いた計測処理を行なうために、計測用光学部材は、レチクル側駆動装置24によって、レチクルRの代わりに露光光ELの光路に配置される。同時に、計測センサSE3は、ウエハ側駆動装置30によって露光光ELの光路に配置される。この状態で照明光学系15から計測用光学部材に露光光ELが入射されると、計測用光学部材で反射した露光光ELの一部が、投影光学系17を介して計測センサSE3に入射する。すなわち、計測用光学部材に形成された第1の計測用パターンユニット43Aに露光光ELが入射することによって形成された空間像が、計測センサSE3によって観察される(第1のタイミングt11)。
As shown in FIGS. 5A and 5B, in order to perform measurement processing using the measurement optical member before the exposure processing to the wafer W is started, the measurement optical member is the reticle
第1の計測用パターンユニット43Aは、該第1の計測用パターンユニット43Aに入射した露光光ELの極僅かだけ投影光学系17側に反射する。そのため、図示しない冷却機構によって温度調整がなされる投影光学系17の蓄熱量Peは、ほぼ0(零)で維持される。その結果、第1のタイミングt11では、計測センサSE3の観察結果に基づき初期状態の投影光学系17のフォーカス位置が計測される。
The first
また、第1のタイミングt11での計測が行なわれると、投影光学系17のフォーカス位置がウエハWの露光面Waの設置位置に相当するベストフォーカス位置KFと一致するように、投影光学系17が調整される。具体的には、ミラー27毎の保持装置(図示略)によって、投影光学系17を構成する各ミラー27のZ軸方向における間隔が調整される。このとき、ウエハステージ18のZ軸方向における位置が調整されてもよい。そして、投影光学系17のフォーカス位置がベストフォーカス位置KFに調整されると、レチクル側駆動装置24によって、レチクルRが露光光ELの光路に配置されると共に、ウエハ側駆動装置30によって、ウエハWに形成される各ショット領域のうち一つのショット領域が露光光ELの光路に配置される。この状態で照明光学系15から露光光ELが射出されることにより、ウエハWへの露光処理が開始される(第2のタイミングt12)。
When the measurement is performed at the first timing t11, the projection
ウエハWへの露光処理が開始されると、レチクルRにおける露光光ELの反射率が第1の計測用パターンユニット43Aにおける露光光ELの反射率よりも高いため、投影光学系17に入射する露光光ELの光量は、第1の計測用パターンユニット43Aを用いた計測時と比較して多くなる。その結果、レチクルRを介した露光光ELが入射する投影光学系17の蓄熱量Peは、時間の経過と共に多くなる。すなわち、投影光学系17を構成する鏡筒26及び各ミラー27の蓄熱量が多くなる。すると、各ミラー27の位置が変位したり、各ミラー27自体が僅かに変形したりし、投影光学系17のフォーカス位置がベストフォーカス位置KFから徐々に変位する。
When the exposure process on the wafer W is started, the reflectance of the exposure light EL on the reticle R is higher than the reflectance of the exposure light EL on the first
その後、ほぼ一定量の露光光ELが投影光学系17内にレチクルR側から入射され続けると、投影光学系17の吸熱量と冷却機構による放熱量との差分が一定となる定常状態になる(第3のタイミングt13)。すると、投影光学系17の蓄熱量Peが安定状態となると共に、投影光学系17のフォーカス位置が安定状態となる。
Thereafter, when a substantially constant amount of exposure light EL continues to enter the projection
露光処理の最中に計測を行うために、露光処理が一時中断され、計測用光学部材及び計測センサSE3が、レチクルR及びウエハWの代わりに露光光ELの光路に設置される(第4のタイミングt14)。すると、計測用光学部材の第1の計測用パターンユニット43Aは、レチクルRに比べて反射率が低いため、第1の計測用パターンユニット43Aを介して投影光学系17内に入射する露光光ELの光量は、レチクルRを介して露光光ELが投影光学系17内に入射する場合と比較して少なくなる。すわなち、投影光学系17の吸熱量が少なくなる。そのため、冷却機構によって冷却される投影光学系17の蓄熱量Peは、該投影光学系17の吸熱量の減少に伴い、徐々に少なくなる。すなわち、投影光学系17を構成する鏡筒26及び各ミラー27の蓄熱量も少なくなるため、各ミラー27の位置や形状が、露光処理の開始前の状態に少しずつ戻る。その結果、投影光学系17のフォーカス位置は、ベストフォーカス位置KFに少しずつ接近する(第5のタイミングt15)。こうした第5のタイミングt15で計測が行なわれると、その後の第6のタイミングt16では、投影光学系17のフォーカス位置がベストフォーカス位置KFとなるように、投影光学系17が再調整される。なお、投影光学系17の再調整中に、レチクルR及びウエハWが露光光ELの光路に再配置される。
In order to perform measurement during the exposure process, the exposure process is temporarily interrupted, and the measurement optical member and the measurement sensor SE3 are installed in the optical path of the exposure light EL instead of the reticle R and the wafer W (fourth). Timing t14). Then, since the reflectance of the first
しかし、投影光学系17の再調整は、第5のタイミングt15での計測結果に基づき行なわれる。そのため、投影光学系17のフォーカス位置が実際に調整される第6のタイミングt16でも、第5のタイミングt15から第6のタイミングt16までの間で投影光学系17の蓄熱量Peが変化しているため、投影光学系17のフォーカス位置は、ベストフォーカス位置KFとは僅かに異なっている。
However, the readjustment of the projection
そして、第6のタイミングt16から露光処理が再開されると、投影光学系17内に入射する露光光ELの光量が再び増加する。そのため、投影光学系17の蓄熱量Peが時間の経過と共に多くなり、結果として、投影光学系17のフォーカス位置が、ベストフォーカス位置KFから再び離間するように変位する。したがって、露光処理の最中に計測用光学部材を用いた投影光学系17の光学特性を計測し、該計測結果に基づき投影光学系17の光学特性を補正しても、露光処理の再開後に、投影光学系17の光学特性がベストの状態から徐々に変化してしまう可能性がある。
When the exposure process is resumed from the sixth timing t16, the amount of exposure light EL that enters the projection
次に、本実施形態の計測用光学部材23を用いた計測を行なう場合について説明する。
図6(a)(b)に示すように、露光処理の開始前に計測用光学部材23を用いて投影光学系17の計測を行う際には、レチクル側駆動装置24によって、計測用光学部材23が露光光ELの光路に配置される。このとき、計測前の状態では投影光学系17内に露光光ELが入射されていないため、各計測用パターンユニット43A〜43Cのうち、反射率が最も低い第1の計測用パターンユニット43Aが露光光ELの光路に配置される(第1のタイミングt21)。同時に、計測センサSE3が、ウエハ側駆動装置30によって露光光ELの光路に配置される。ここでの計測結果に基づき投影光学系17のフォーカス位置が調整されると、レチクルR及びウエハWが、露光光ELの光路にそれぞれ配置され、露光処理が開始される(第2のタイミングt22)。なお、タイミングt22の前後において露光光ELの形状、光強度及び光量等は変化しないものとする。
Next, a case where measurement is performed using the measurement
As shown in FIGS. 6A and 6B, when measuring the projection
すると、レチクルRの反射率は第1の計測用パターンユニット43Aの反射率よりも高いため、投影光学系17の蓄熱量Peが時間の経過と共に多くなると共に、投影光学系17のフォーカス位置が時間の経過と共に変位する。そして、投影光学系17の吸熱量と冷却機構による放熱量との差分が一定となる定常状態になると共に、投影光学系17のフォーカス位置が安定した第3のタイミングt23で、露光処理が一時中断され、投影光学系17のフォーカス位置が計測される。このとき、計測用光学部材23及び計測センサSE3が露光光ELの光路に配置される前に、各光量センサSE1,SE2を用いて、露光処理時に用いられたレチクルRの反射率が推定される。そして、この推定結果に基づき、各計測用パターンユニット43A〜43CのうちレチクルRの反射率に最も近い計測用パターンユニット(例えば、第2の計測用パターンユニット43B)が選択される。すると、選択された第2の計測用パターンユニット43B及び計測センサSE3が、露光光ELの光路に配置される。このとき、レチクルRに形成されるパターンの形状、即ちレチクルRの反射率によっては、第3の計測用パターンユニット43Cが選択されることもある。
Then, since the reflectance of the reticle R is higher than the reflectance of the first
すると、第1の計測用パターンユニット43Aのみを有する場合とは異なり、投影光学系17内に入射する露光光ELの光量は、第2の計測用パターンユニット43Bを用いた計測時とレチクルRを用いた露光処理時とでほとんど変わらない(第4のタイミングt24)。また、第3のタイミングt23前後では、投影光学系17の蓄熱量Pe及びフォーカス位置はほとんど変化しない。そのため、本実施形態では、露光処理時における投影光学系17のフォーカス位置がより正確に計測される。そして、現時点のフォーカス位置とベストフォーカス位置KFとのずれ量が制御装置50の制御部51によって計測され、該計測結果に基づき投影光学系17が再調整される(第5のタイミングt25)。
Then, unlike the case where only the first
その後、計測用光学部材23及び計測センサSE3が露光光ELの光路外に退避されると共に、レチクルR及びウエハWが露光光ELの光路に再配置されると、露光処理が再開される。このとき、投影光学系17の蓄熱量Peの定常状態が継続されるため、投影光学系17のフォーカス位置がベストフォーカス位置KFから変位することはない。仮にフォーカス位置が変位したとしても、その変位量は、第1の計測用パターンユニット43Aのみを有する計測用光学部材を用いた場合と比較して微少である。そのため、第5のタイミングt25以降では、より適切な形状のパターンがウエハWに形成される。
Thereafter, when the measurement
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)本実施形態の計測用光学部材23は、反射率の異なる複数の計測用パターンユニット43A〜43Cを備えている。そして、状況に応じて適切な計測用パターンユニットを露光光ELの光路に配置することにより、投影光学系17の光学特性(一例としてフォーカス位置)を適切に計測することができる。
Therefore, in this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The measurement
(2)露光処理の開始前では、レチクルR側から投影光学系17内に入射する露光光ELの光量が0(零)である。そのため、露光処理の開始前の計測時には、反射率の最も低い第1の計測用パターンユニット43Aが露光光ELの光路に配置され、該第1の計測用パターンユニット43Aを用いて投影光学系17の光学特性が計測される。したがって、露光開始前における投影光学系17の光学特性を、正確に計測できる。
(2) Before the start of the exposure process, the amount of exposure light EL incident on the projection
(3)露光処理の最中に計測を行なう場合には、露光処理中に使用されるレチクルRの反射率に最も近い反射率を有する計測用パターンユニットが露光光ELの光路に配置される。そのため、露光処理中と計測中での投影光学系17の蓄熱量Peの変動を極力小さく抑えることができると共に、投影光学系17の光学特性(一例として、フォーカス位置)の変動を極力抑えることができる。したがって、露光処理中における投影光学系17の光学特性を、より正確に計測できる。
(3) When measurement is performed during the exposure process, a measurement pattern unit having a reflectance closest to the reflectance of the reticle R used during the exposure process is arranged in the optical path of the exposure light EL. Therefore, fluctuations in the heat storage amount Pe of the projection
(4)また、露光処理中における投影光学系17の光学特性の計測精度の向上によって、該計測結果に基づく投影光学系17の光学特性の補正精度が向上した。そのため、露光処理の再開後におけるウエハWへのパターンの形成精度を向上させることができる。
(4) Further, the improvement in the measurement accuracy of the optical characteristics of the projection
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態を図7及び図8に基づき説明する。なお、第2の実施形態は、計測用光学部材の構成が第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。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The second embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the measurement optical member. Therefore, in the following description, parts different from those of the first embodiment will be mainly described, and the same or corresponding member configurations as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. Shall.
図7及び図8に示すように、本実施形態の計測用光学部材23Aは、一つの計測用パターンユニット43Cを備えている。この計測用パターンユニット43Cのパターン非形成領域45cは、露光光ELを反射可能な第1部分47Aを有する一方で、露光光ELを反射不能な第2部分47Bを有しない。また、計測用光学部材23Aは、その計測面23a側に配置される遮蔽部60と、レチクルRを照明する露光光ELの光路を横切る方向であるY軸方向に遮蔽部60を進退移動させるための駆動部61とを備えている。遮蔽部60は、計測用パターンユニット43Cの各パターン非形成領域45cを遮蔽可能であると共に、入射した露光光ELを吸収する。駆動部61は、露光装置11の制御装置50に電気的に接続されている。そして、駆動部61は、制御装置50から入力される駆動信号によって、遮蔽部60を移動させるべく駆動する。
As shown in FIGS. 7 and 8, the measurement
例えば、駆動部61は、露光処理前の計測時には、遮蔽部60を最も+Y方向側に配置させる(図8参照)。すると、計測用パターンユニット43Cのパターン非形成領域45cには、露光光ELがほとんど入射しなくなる。また、駆動部61は、露光処理を中断させての計測時には、露光処理に用いられるレチクルRの反射率に基づき、遮蔽部60のY軸方向における位置を調整する。つまり、本実施形態の計測用光学部材23Aは、計測用パターンユニット43Cのパターン非形成領域45cに入射する露光光ELの光量を調整することにより、計測用パターンユニット43Cから投影光学系17側に反射する露光光ELの光量を調整可能である。
For example, at the time of measurement before the exposure process, the
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。
(5)本実施形態の計測用光学部材23Aでは、駆動部61を駆動させることにより、状況に応じて計測用パターンユニット43Cを介した投影光学系17側への露光光ELの入射量が適切に調整される。したがって、投影光学系17の光学特性(一例としてフォーカス位置)を適切に計測することができる。
Therefore, in this embodiment, the following effects can be obtained.
(5) In the measurement
(6)露光処理の開始前では、レチクルR側から投影光学系17内に入射する露光光ELの光量が0(零)である。そのため、露光処理の開始前の計測時には、計測用パターンユニット43Cの各パターン非形成領域45c全体を遮蔽部60によって覆った状態で、投影光学系17の光学特性が計測される。したがって、露光開始前における投影光学系17の光学特性を、正確に計測できる。
(6) Before the start of the exposure process, the amount of exposure light EL that enters the projection
(7)露光処理の最中に計測を行なう場合には、露光処理中に使用されるレチクルRを介した投影光学系17側への露光光ELの入射量に、計測用パターンユニット43Cを介した投影光学系17側への露光光ELの入射量が一致又は近接するように、遮蔽部60のY軸方向における位置が調整される。こうした状態で、投影光学系17の光学特性が、計測用光学部材23Aを用いて計測される。そのため、露光処理中と計測中での投影光学系17の蓄熱量Peの変動を極力小さく抑えることができると共に、投影光学系17の光学特性の変動を極力抑えることができる。したがって、露光処理中における投影光学系17の光学特性を、より正確に計測できる。
(7) When measurement is performed during the exposure process, the amount of exposure light EL incident on the projection
(8)また、露光処理中における投影光学系17の光学特性の計測精度の向上によって、該計測結果に基づく投影光学系17の光学特性の補正精度が向上した。そのため、露光処理の再開後におけるウエハWへのパターンの形成精度を向上させることができる。
(8) Further, by improving the measurement accuracy of the optical characteristics of the projection
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態を図9に基づき説明する。なお、第3の実施形態は、複数の計測用光学部材を備える点が第1及び第2の各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及び第2の各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及び第2の各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。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The third embodiment is different from the first and second embodiments in that it includes a plurality of measurement optical members. Therefore, in the following description, parts different from the first and second embodiments will be mainly described, and the same reference numerals are given to the same or corresponding member configurations as those of the first and second embodiments. A duplicate description will be omitted.
図9に示すように、本実施形態のレチクルステージ16は、複数(本実施形態では3つ)の計測用光学部材23B,23C,23Dを保持している。これら計測用光学部材23B〜23Dは、レチクルRの−Y方向側に並置されると共に、計測用光学部材23B〜23Dの計測面は、レチクルRのパターン形成面RaとZ軸方向において略同一位置に位置している。また、計測用光学部材23B〜23Dは、反射率が互いに異なる計測用パターンユニットを有している。一例として、計測用光学部材23Bは、第1の計測用パターンユニット43Aを有すると共に、計測用光学部材23Bの−Y方向側に位置する計測用光学部材23Cは、第2の計測用パターンユニット43Bを有し、さらに、計測用光学部材23Cの−Y方向側に位置する計測用光学部材23Dは、第3の計測用パターンユニット43Cを有している。
As shown in FIG. 9, the
本実施形態の露光装置11では、投影光学系17の光学特性を計測する場合には、その前の条件に応じて使用する計測用光学部材23B〜23D、即ち計測用パターンユニット43A〜43Cが適切に選択される。したがって、本実施形態では、上記第1の実施形態の効果(1)〜(4)と略同等の効果を得ることができる。
In the exposure apparatus 11 of the present embodiment, when measuring the optical characteristics of the projection
(第4の実施形態)
次に、本発明の第4の実施形態を図10に基づき説明する。なお、第4の実施形態は、遮蔽部及び駆動部を有しない点が第2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〜第3の各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〜第3の各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。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that the fourth embodiment is different from the second embodiment in that it does not have a shielding part and a driving part. Therefore, in the following description, portions different from the first to third embodiments will be mainly described, and the same reference numerals are given to the same or corresponding member configurations as the first to third embodiments. A duplicate description will be omitted.
図10に示すように、本実施形態の計測用光学部材23Eは、一つの計測用パターンユニット43Cを備えている。この計測用パターンユニット43Cのパターン非形成領域45cは、露光光ELを反射可能な第1部分47Aを有する一方で、露光光ELを反射不能な第2部分47Bを有しない。
As shown in FIG. 10, the measurement
そして、制御装置50は、計測用光学部材23Eが露光光ELの光路に配置された場合に、スリット装置25の各可動羽根36を個別にY軸方向に移動させることにより、各パターン非形成領域45cに入射する露光光ELの光量を調整する。その結果、計測用パターンユニット43Cを介して投影光学系17に入射する露光光ELの光量が調整される。本実施形態における計測用光学部材23Eの計測時に、スリット装置25は、上記第2の実施形態における遮蔽部60と同等の機能を果たすことができる。したがって、本実施形態では、上記第2の実施形態の効果(5)〜(8)と略同等の効果を得ることができる。
Then, when the measurement
なお、図10では、明細書の説明理解の便宜上、スリット装置25の固定羽根35の図示を省略している。
(第5の実施形態)
次に、本発明の第5の実施形態を図11に基づき説明する。なお、第5の実施形態は、レチクルRに複数の計測用パターンユニットが形成される点が第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〜第4の各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〜第4の各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。
In FIG. 10, the illustration of the fixed
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The fifth embodiment is different from the first embodiment in that a plurality of measurement pattern units are formed on the reticle R. Therefore, in the following description, parts different from the first to fourth embodiments will be mainly described, and the same reference numerals are given to the same or corresponding member configurations as those of the first to fourth embodiments. A duplicate description will be omitted.
図11に示すように、本実施形態のレチクルRは、低熱膨張部材(一例として、低熱膨張ガラス)で構成される略直方体状のベース部材を備えている。このベース部材の第1面側には、露光光ELを反射する反射層が形成されている。また、第1面のうち、露光光ELを吸収する領域には、吸収層が形成されている。一例として、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である。 As shown in FIG. 11, the reticle R of this embodiment includes a substantially rectangular parallelepiped base member made of a low thermal expansion member (low thermal expansion glass as an example). A reflective layer that reflects the exposure light EL is formed on the first surface side of the base member. In addition, an absorption layer is formed in a region of the first surface that absorbs the exposure light EL. As an example, the reflective layer is a multilayer film in which molybdenum (Mo) and silicon (Si) are alternately stacked.
こうしたレチクルRのパターン形成面Ra側には、所定のパターンが形成される第1領域70A(図11では破線で囲まれた領域)と、該第1領域70Aの外側に位置する略四角環状の第2領域70Bとが形成されている。この第2領域70Bには、互いに反射率の異なる複数(本実施形態では3つ)の計測用パターンユニット43A,43B,43Cが形成されている。一例として、第2領域70Bにおいて第1領域70Aよりも+Y方向側には、第1の計測用パターンユニット43Aが形成されている。また、第2領域70Bにおいて第1領域70Aの−Y方向側には、第2の計測用パターンユニット43Bが形成される共に、第2領域70Bにおいて第2の計測用パターンユニット43Bの−Y方向側には、第3の計測用パターンユニット43Cが形成されている。
On the pattern forming surface Ra side of the reticle R, a
そして、計測用パターンユニットを用いた計測を行う場合には、該計測の前後における条件に応じた適切な計測用パターンユニットが選択される。なお、計測時においては、スリット装置25によって形成される照明領域は、該計測の前後と同一形状であってもよい。したがって、本実施形態では、上記第1及び第3の各実施形態の効果(1)〜(4)と略同等の効果を得ることができる。
When performing measurement using the measurement pattern unit, an appropriate measurement pattern unit is selected according to the conditions before and after the measurement. At the time of measurement, the illumination area formed by the
(第6の実施形態)
次に、本発明の第6の実施形態を図12に基づき説明する。なお、第6の実施形態は、レチクルRには一つの計測用パターンユニットが形成される点が第5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〜第5の各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〜第5の各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。
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The sixth embodiment is different from the fifth embodiment in that one measurement pattern unit is formed on the reticle R. Therefore, in the following description, parts different from the first to fifth embodiments will be mainly described, and the same reference numerals are given to the same or corresponding member configurations as those of the first to fifth embodiments. A duplicate description will be omitted.
図12に示すように、本実施形態のレチクルRの第2領域70Bには、計測用パターンユニット43Cが形成されている。そして、投影光学系17の計測時には、計測用パターンユニット43Cが、露光光ELの光路に配置される。また、この計測時においては、スリット装置25によって、計測用パターンユニット43Cの各パターン非形成領域45cに入射する露光光の光量が調整される。例えば、制御装置50は、スリット装置25の各可動羽根36のY軸方向における位置を個別に調整することにより、計測用パターンユニット43Cを介して投影光学系17内に入射する露光光ELの光量を調整することができる。したがって、本実施形態では、上記第2及び第4の各実施形態の効果(5)〜(8)と略同等の効果を得ることができる。
As shown in FIG. 12, a
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4及び第6の各実施形態において、計測用パターンユニット43Cの各パターン非形成領域45cに入射する露光光ELの光量を調整する調整装置を、レチクルRのパターン形成面Raと光学的に共役な位置の近傍に配置してもよい。
In addition, you may change each said embodiment into another embodiment as follows.
In each of the fourth and sixth embodiments, an adjustment device that adjusts the amount of exposure light EL incident on each
・第1、第3及び第5の各実施形態において、計測用パターンユニット43A〜43Cのパターン非形成領域45(45a〜45c)には、互いに厚みが異なる吸収層42を形成してもよい。例えば、図13(a)は、計測用パターンユニット43Aのパターン非形成領域45aを示しており、図13(b)は、計測用パターンユニット43Bのパターン非形成領域45bを示しており、図13(c)は、計測用パターンユニット43Cのパターン非形成領域45cを示している。パターン非形成領域45a及びパターン非形成領域45bには、反射層41の上面に吸収層42が形成されており、パターン非形成領域45cには、吸収層42が形成されておらず、反射層41が形成されている。また、パターン非形成領域45bに形成される吸収層42の厚みは、計測用パターンユニット43Aのパターン非形成領域45aに形成される吸収層42の厚みよりも薄い。
In each of the first, third, and fifth embodiments, the absorption layers 42 having different thicknesses may be formed in the pattern non-formation regions 45 (45a to 45c) of the
このため、パターン非形成領域45bに入射する露光光ELの一部は、反射層41に達し、反射層41で反射されて、投影光学系17内に入射する。これにより、パターン非形成領域45bによる露光光ELの反射率は、パターン非形成領域45aによる露光光ELの反射率よりも高くすることができる。一例として、パターン非形成領域45bにおける吸収層42の厚みは、パターン非形成領域45aにおける吸収層42の厚みの略50%である。吸収層42の厚みが薄いほど、吸収層42による露光光ELの吸収量が少なくなり、反射層41による露光光ELの反射量が多くなる。このため、投影光学系17内に入射する露光光ELの光量を多くすることができる。なお、パターン非形成領域45(45a〜45c)に形成する吸収層42の厚みは、これらの組み合わせに限定されない。また、露光処理に用いられるレチクルRの反射率があらかじめ分かっていれば、この反射率と等しい反射率が得られる厚さの吸収層42を、パターン非形成領域に形成してもよい。
For this reason, part of the exposure light EL that enters the
・第1、第3及び第5の各実施形態では、計測用パターンユニット43A〜43Cのパターン非形成領域45(45a〜45c)には、第1面のうち、露光光ELを反射させず、露光光ELを吸収する領域に、吸収層42を形成する構成としたが、これに限定されない。反射層41の上面に吸収層42を形成し、形成した吸収層42のうち、露光光ELを反射する領域の吸収層42を除去することで、反射層41を露出させ、露光光ELを反射するように構成してもよい。また、吸収層42の上に反射層41を形成してもよい。このとき、露光光ELを反射する領域に反射層41を形成する構成や反射層41を形成した後に露光光ELを反射させず露光光ELを吸収する領域の反射層41を除去することで、吸収層42を露出する構成等を用いてもよい。また、ベース部材40の第1面40aに、反射層41と吸収層42とを個別に形成してもよい。ベース部材40の第1面40aのうち、露光光ELを反射する領域には反射層41を形成し、ベース部材40の第1面40aのうち、露光光ELを反射させず、露光光ELを吸収する領域には、吸収層42を形成すればよい。
In the first, third, and fifth embodiments, the pattern non-formation regions 45 (45a to 45c) of the
・第1、第3及び第5の各実施形態において、露光処理に用いられるレチクルRの反射率を制御装置50が予め記憶している場合には、計測用パターンユニット43A〜43Cを用いた計測の前に、各光量センサSE1,SE2を用いてレチクルRの反射率の推定を行なわなくてもよい。この場合、制御装置50の図示しない記憶部に記憶されたレチクルRに関する情報に基づき、露光光ELの光路に配置される計測用パターンユニットが選択される。
In each of the first, third, and fifth embodiments, when the
・同様に、第2、第4及び第6の各実施形態において、露光処理に用いられるレチクルRの反射率を制御装置50が予め記憶している場合には、計測用パターンユニット43A〜43Cを用いた計測の前に、各光量センサSE1,SE2を用いてレチクルRの反射率の推定を行なわなくてもよい。この場合、制御装置50の図示しない記憶部に記憶されたレチクルRに関する情報に基づき、スリット装置25の各可動羽根36や遮蔽部60のY軸方向における位置が調整される。
Similarly, in each of the second, fourth, and sixth embodiments, when the
・また、第1、第3及び第5の各実施形態において、計測に用いられる計測用パターンユニット43A〜43Cを、図示しない操作部を用いて作業者が操作することにより選択してもよい。
In each of the first, third, and fifth embodiments, the
・同様に、第2、第4及び第6の各実施形態において、計測用パターンユニット43Cを用いた計測時におけるスリット装置25の各可動羽根36や遮蔽部60のY軸方向における位置を、図示しない操作部を用いて作業者が操作することにより選択してもよい。
Similarly, in each of the second, fourth, and sixth embodiments, the positions of the
・第1、第3及び第5の各実施形態において、計測用パターンユニットを、互いに反射率の異なる3つ以外の任意の複数種類(例えば5種類)備えてもよい。
・各実施形態において、一の計測用パターンユニットに形成される計測用パターン46を、周方向に沿って配置してもよい。ただし、複数の計測用パターン46は、周方向に沿って等間隔であってもよい。
In each of the first, third, and fifth embodiments, the measurement pattern unit may be provided with any plural types (for example, five types) other than three having different reflectances.
In each embodiment, the
・第1、第3及び第5の各実施形態において、各計測用パターンユニット43A〜43Cにおけるパターン非形成領域45a〜45cの第2部分47Bは、該第2部分47Bに入射した露光光ELを投影光学系17とは異なる方向に反射又は拡散させる構成であってもよい。
In each of the first, third, and fifth embodiments, the
・第2の実施形態において、遮蔽部60は、該遮蔽部60に入射した露光光ELを投影光学系17とは異なる方向に反射又は拡散させる構成であってもよい。
・本実施形態の計測用光学部材23を用いた計測を行いつつウエハWへの露光処理を行う際の露光方法について、第5のタイミングt25以前では、テスト用のウエハWを用い、タイミングt25以降に、デバイス製造用のウエハWを用いてもよい。これにより、デバイス製造用のウエハWは、投影光学系17のフォーカス位置がベストフォーカス位置KFに設定される際の回路パターンを形成することができる。
In the second embodiment, the shielding
Regarding the exposure method when performing exposure processing on the wafer W while performing measurement using the measurement
・また、あらかじめレチクルRの反射率に最も近い計測用パターンユニット(例えば、第2の計測用パターンユニット43B)がわかっていれば、タイミングt21において、この計測用パターンユニットを用いて計測し、その計測結果に基づいて投影光学系17のフォーカス位置を調整してもよい。これにより、タイミングt22での露光処理の開始の際に、投影光学系17のフォーカス位置が変位する変位量を小さくすることができる。
If a measurement pattern unit closest to the reflectance of the reticle R (for example, the second
・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。 In each embodiment, the exposure apparatus 11 manufactures a reticle or mask used in not only a microdevice such as a semiconductor element but also a light exposure apparatus, an EUV exposure apparatus, an X-ray exposure apparatus, and an electron beam exposure apparatus. Therefore, an exposure apparatus that transfers a circuit pattern from a mother reticle to a glass substrate or a silicon wafer may be used. The exposure apparatus 11 is used for manufacturing a display including a liquid crystal display element (LCD) and the like, and is used for manufacturing an exposure apparatus that transfers a device pattern onto a glass plate, a thin film magnetic head, and the like. It may be an exposure apparatus that transfers to a wafer or the like, and an exposure apparatus that is used to manufacture an image sensor such as a CCD.
・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。
In each embodiment, the
・各実施形態において、透過型のレチクルRを用いる露光装置11には、透過型の計測用光学部材を用いてもよい。
・各実施形態において、露光装置11を、ステップ・アンド・リピート方式の装置に具体化してもよい。この場合、計測用パターンユニット43A〜43Cの形状は、レチクルRにおいて所定のパターンが形成される第1領域70Aと略同等の形状であってもよい。
In each embodiment, a transmissive optical member for measurement may be used for the exposure apparatus 11 that uses the transmissive reticle R.
In each embodiment, the exposure apparatus 11 may be embodied as a step-and-repeat apparatus. In this case, the shape of the
・各実施形態において、計測用パターンユニット43A〜43Cの形状は、レチクルRなどに形成される照明領域と略同等の形状であれば任意の形状であってもよい。例えば、レチクルRなどに形成される照明領域が矩形状である場合、計測用パターンユニット43A〜43Cの形状は、矩形状であってもよい。
In each embodiment, the shape of the measurement pattern units 43 </ b> A to 43 </ b> C may be any shape as long as the shape is substantially the same as the illumination area formed on the reticle R or the like. For example, when the illumination area formed on the reticle R or the like is rectangular, the shape of the
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14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。 Next, an embodiment of a microdevice manufacturing method using the device manufacturing method by the exposure apparatus 11 of the embodiment of the present invention in the lithography process will be described. FIG. 14 is a flowchart showing a manufacturing example of a microdevice (a semiconductor chip such as an IC or LSI, a liquid crystal panel, a CCD, a thin film magnetic head, a micromachine, or the like).
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。 First, in step S101 (design step), function / performance design (for example, circuit design of a semiconductor device) of a micro device is performed, and pattern design for realizing the function is performed. Subsequently, in step S102 (mask manufacturing step), a mask (reticle R or the like) on which the designed circuit pattern is formed is manufactured. On the other hand, in step S103 (substrate manufacturing step), a substrate (a wafer W when a silicon material is used) is manufactured using a material such as silicon, glass, or ceramics.
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。 Next, in step S104 (substrate processing step), using the mask and substrate prepared in steps S101 to S104, an actual circuit or the like is formed on the substrate by lithography or the like, as will be described later. Next, in step S105 (device assembly step), device assembly is performed using the substrate processed in step S104. Step S105 includes processes such as a dicing process, a bonding process, and a packaging process (chip encapsulation) as necessary. Finally, in step S106 (inspection step), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the microdevice manufactured in step S105 are performed. After these steps, the microdevice is completed and shipped.
図15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)においては、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。
FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a detailed process of step S104 in the case of a semiconductor device.
In step S111 (oxidation step), the surface of the substrate is oxidized. In step S112 (CVD step), an insulating film is formed on the substrate surface. In step S113 (electrode formation step), an electrode is formed on the substrate by vapor deposition. In step S114 (ion implantation step), ions are implanted into the substrate. Each of the above steps S111 to S114 constitutes a pretreatment process at each stage of the substrate processing, and is selected and executed according to a necessary process at each stage.
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。 When the above-mentioned pretreatment process is completed in each stage of the substrate process, the posttreatment process is executed as follows. In this post-processing process, first, in step S115 (resist formation step), a photosensitive material is applied to the substrate. In step S116 (exposure step), the circuit pattern of the mask is transferred to the substrate by the lithography system (exposure apparatus 11) described above. Next, in step S117 (development step), the substrate exposed in step S116 is developed to form a mask layer made of a circuit pattern on the surface of the substrate. Subsequently, in step S118 (etching step), the exposed member other than the portion where the resist remains is removed by etching. In step S119 (resist removal step), the photosensitive material that has become unnecessary after the etching is removed. That is, in step S118 and step S119, the surface of the substrate is processed through the mask layer. By repeatedly performing these pre-processing steps and post-processing steps, multiple circuit patterns are formed on the substrate.
11…露光装置、15…照明光学系、16…マスク保持装置としてのレチクルステージ、17…投影光学系、23,23A〜23E…計測用光学部材、25…調整装置としてのスリット装置、36…遮光部としての可動羽根、37…アクチュエータ、41…反射層、42…吸収層、43A〜43C…計測用パターンユニット、44…パターン形成領域、45,45a〜45c…パターン非形成領域、46…計測用パターン、47A…第1部分、47B…第2部分、50…計測装置を構成する制御装置(推定装置、選択装置)、60…遮蔽部、61…駆動部、70A…第1領域、70B…第2領域、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、SE3…計測装置を構成する空間像計測時などに用いられる計測センサ、W…基板としてのウエハ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Exposure apparatus, 15 ... Illumination optical system, 16 ... Reticle stage as a mask holding apparatus, 17 ... Projection optical system, 23, 23A-23E ... Optical member for measurement, 25 ... Slit apparatus as adjustment apparatus, 36 ... Light-shielding Movable blades as a part, 37 ... actuator, 41 ... reflective layer, 42 ... absorbing layer, 43A to 43C ... pattern unit for measurement, 44 ... pattern formation region, 45, 45a-45c ... pattern non-formation region, 46 ... for measurement Pattern, 47A ... 1st part, 47B ... 2nd part, 50 ... Control apparatus (estimation apparatus, selection apparatus) which comprises a measuring device, 60 ... Shielding part, 61 ... Drive part, 70A ... 1st area | region, 70B ... 1st 2 regions, EL ... exposure light as a radiation beam, R ... reticle as a mask, SE3 ... measurement sensor used for aerial image measurement constituting the measurement apparatus, W ... Wafer as a plate.
Claims (20)
前記パターン非形成領域は、前記計測用パターンユニット毎に互いに異なる形成条件で形成されることを特徴とする計測用光学部材。 A plurality of measurement pattern units having a pattern formation region in which a measurement pattern is formed and a pattern non-formation region arranged at a position different from the pattern formation region;
The measurement optical member, wherein the pattern non-formation region is formed under different formation conditions for each of the measurement pattern units.
前記パターン非形成領域は、計測用パターンユニット毎に前記吸収層の厚みが互いに異なるように形成されていることを特徴とする請求項1に記載の計測用光学部材。 The plurality of measurement pattern units are respectively formed in portions where an absorption layer that absorbs a radiation beam is laminated on a reflection layer that reflects the radiation beam.
2. The measurement optical member according to claim 1, wherein the pattern non-formation region is formed so that the thickness of the absorption layer is different for each measurement pattern unit.
前記パターン非形成領域に入射する放射ビームを遮蔽可能な遮蔽部と、
前記遮蔽部を移動させるべく駆動する駆動部と、を備えることを特徴とする計測用光学部材。 A measurement pattern unit having a pattern formation region in which a measurement pattern is formed and a pattern non-formation region arranged at a position different from the pattern formation region;
A shielding part capable of shielding a radiation beam incident on the non-patterned region;
An optical member for measurement, comprising: a drive unit that drives to move the shielding unit.
前記第1領域とは異なる位置に配置され、且つ計測用パターンが形成されるパターン形成領域及び該パターン形成領域とは異なる位置に配置されるパターン非形成領域を有する複数の計測用パターンユニットが形成される第2領域と、を備え、
前記パターン非形成領域は、前記計測用パターンユニット毎に互いに異なる形成条件で形成されることを特徴とするマスク。 A first region in which a predetermined pattern is formed;
A plurality of measurement pattern units having a pattern formation region arranged at a position different from the first region and having a measurement pattern formed thereon and a pattern non-formation region arranged at a position different from the pattern formation region are formed. A second region,
The mask in which the pattern non-formation region is formed under different formation conditions for each of the measurement pattern units.
前記パターン非形成領域は、前記吸収層の厚みが前記計測用パターンユニット毎に互いに異なるように形成されていることを特徴とする請求項5に記載のマスク。 The second region is configured by laminating an absorption layer that absorbs a radiation beam on a reflection layer that reflects the radiation beam,
The mask according to claim 5, wherein the pattern non-formation region is formed such that the thickness of the absorption layer is different for each measurement pattern unit.
請求項1〜請求項3のうち何れか一項に記載の計測用光学部材と、
前記複数の計測用パターンユニットの何れか一つの計測用パターンユニットが放射ビームの光路に配置された場合に、前記何れか一つの計測用パターンユニットから前記投影光学系側に射出する放射ビームを用いて計測する計測装置と、を備えることを特徴とする露光装置。 In an exposure apparatus that projects an image of a pattern formed by illuminating a mask on which a predetermined pattern is formed with a radiation beam emitted from an illumination optical system onto a substrate via a projection optical system,
An optical member for measurement according to any one of claims 1 to 3,
When any one of the plurality of measurement pattern units is arranged in the optical path of the radiation beam, a radiation beam emitted from the any one measurement pattern unit to the projection optical system side is used. An exposure apparatus, comprising:
請求項4に記載の計測用光学部材と、
前記計測用パターンユニットが放射ビームの光路に配置された場合に、前記計測用パターンユニットから前記投影光学系側に射出する放射ビームを用いて計測する計測装置と、
前記計測用光学部材の前記駆動部を制御する制御装置と、を備えることを特徴とする露光装置。 In an exposure apparatus that projects an image of a pattern formed by illuminating a mask on which a predetermined pattern is formed with a radiation beam emitted from an illumination optical system onto a substrate via a projection optical system,
An optical member for measurement according to claim 4,
A measurement device for measuring using a radiation beam emitted from the measurement pattern unit to the projection optical system side when the measurement pattern unit is disposed in an optical path of the radiation beam;
An exposure apparatus comprising: a control device that controls the driving unit of the optical member for measurement.
前記制御装置は、
前記計測用光学部材を用いた計測を前記計測装置が行なう場合には、
前記計測装置による計測が開始される前の状態での前記推定装置による推定結果に基づき、前記駆動部を制御することを特徴とする請求項9に記載の露光装置。 An estimation device for estimating the amount of radiation beam incident on the projection optical system;
The controller is
When the measurement device performs measurement using the measurement optical member,
The exposure apparatus according to claim 9, wherein the drive unit is controlled based on an estimation result obtained by the estimation apparatus in a state before measurement by the measurement apparatus is started.
請求項5〜請求項7のうち何れか一項に記載のマスクを保持するマスク保持装置と、
前記複数の計測用パターンユニットの何れか一つの計測用パターンユニットが放射ビームの光路に配置された場合に、前記何れか一つの計測用パターンユニットから前記投影光学系側に射出される放射ビームを用いて計測する計測装置と、を備えることを特徴とする露光装置。 In an exposure apparatus that projects an image of a pattern formed by illuminating a mask on which a predetermined pattern is formed with a radiation beam emitted from an illumination optical system onto a substrate via a projection optical system,
A mask holding device that holds the mask according to any one of claims 5 to 7,
When any one of the plurality of measurement pattern units is disposed in the optical path of the radiation beam, the radiation beam emitted from the one measurement pattern unit to the projection optical system side is An exposure apparatus comprising: a measuring apparatus that uses and measures.
計測用パターンを有する計測用パターンユニットが形成される複数の計測用光学部材と、
前記複数の計測用光学部材のうち何れか一つの計測用光学部材が放射ビームの光路に配置された場合に、前記何れか一つの計測用光学部材の計測用パターンユニットから前記投影光学系側に射出される放射ビームを用いて計測する計測装置と、を備え、
前記複数の計測用パターンユニットは、計測用パターンが形成されるパターン形成領域及び該パターン形成領域とは異なる位置に配置されるパターン非形成領域をそれぞれ有し、
前記パターン非形成領域は、前記計測用パターンユニット毎に互いに異なる形成条件で形成されることを特徴とする露光装置。 In an exposure apparatus that projects an image of a pattern formed by illuminating a mask on which a predetermined pattern is formed with a radiation beam emitted from an illumination optical system onto a substrate via a projection optical system,
A plurality of measurement optical members on which a measurement pattern unit having a measurement pattern is formed;
When any one of the plurality of measurement optical members is disposed in the optical path of the radiation beam, the measurement pattern unit of any one of the measurement optical members is moved to the projection optical system side. A measuring device for measuring using the emitted radiation beam,
The plurality of measurement pattern units each have a pattern formation region where a measurement pattern is formed and a pattern non-formation region arranged at a position different from the pattern formation region,
The exposure apparatus according to claim 1, wherein the pattern non-formation region is formed under different formation conditions for each of the measurement pattern units.
前記推定装置による推定結果に基づき、前記複数の計測用パターンユニットのうち、放射ビームの光路に配置する計測用パターンユニットを選択する選択装置と、をさらに備えることを特徴とする請求項8、請求項11及び請求項12のうち何れか一項に記載の露光装置。 An estimation device for estimating the amount of radiation beam incident on the projection optical system;
9. The apparatus according to claim 8, further comprising: a selection device that selects a measurement pattern unit to be arranged in an optical path of a radiation beam from the plurality of measurement pattern units based on an estimation result by the estimation device. The exposure apparatus according to any one of Items 11 and 12.
計測用パターンが形成されるパターン形成領域及び該パターン形成領域とは異なる位置に配置されるパターン非形成領域を有する計測用パターンユニットが形成される計測用光学部材と、
放射ビームの光路に配置される前記計測用光学部材の前記パターン非形成領域を照明する放射ビームの光強度分布を調整する調整装置と、
前記計測用パターンユニットが放射ビームの光路に配置される場合に、該計測用パターンユニットから前記投影光学系側に射出される放射ビームを用いて計測する計測装置と、を備えることを特徴とする露光装置。 In an exposure apparatus that projects an image of a pattern formed by illuminating a mask on which a predetermined pattern is formed with a radiation beam emitted from an illumination optical system onto a substrate via a projection optical system,
A measurement optical member on which a measurement pattern unit having a pattern formation region in which a measurement pattern is formed and a pattern non-formation region disposed at a position different from the pattern formation region;
An adjusting device for adjusting the light intensity distribution of the radiation beam that illuminates the pattern non-formation region of the measurement optical member disposed in the optical path of the radiation beam;
And a measurement device that performs measurement using the radiation beam emitted from the measurement pattern unit to the projection optical system side when the measurement pattern unit is disposed in the optical path of the radiation beam. Exposure device.
前記推定装置による推定結果に基づき、前記調整装置を制御する制御装置と、をさらに備えることを特徴とする請求項14に記載の露光装置。 An estimation device for estimating the amount of radiation beam incident on the projection optical system;
The exposure apparatus according to claim 14, further comprising a control device that controls the adjustment device based on a result of estimation by the estimation device.
前記照明光学系から射出される放射ビームの光路に、計測用パターンを有する計測用パターンユニットを配置し、該計測用パターンユニットから前記投影光学系側に射出される放射ビームを用いた計測を行なう場合には、
前記計測用パターンユニットを用いた計測を行なう前の状態における前記投影光学系への放射ビームの入射量を推定し、
前記推定結果に基づく光量の放射ビームを、前記計測用パターンユニットを介して前記投影光学系に入射させ、
前記投影光学系に入射した放射ビームを用いて計測を行なうことを特徴とする露光方法。 An exposure that exposes the substrate by illuminating the mask on which the predetermined pattern is formed with a radiation beam emitted from an illumination optical system, and guiding the radiation beam through the mask to the substrate through the projection optical system. In the method
A measurement pattern unit having a measurement pattern is arranged in the optical path of the radiation beam emitted from the illumination optical system, and measurement is performed using the radiation beam emitted from the measurement pattern unit to the projection optical system side. in case of,
Estimating the amount of radiation beam incident on the projection optical system in a state before measurement using the measurement pattern unit,
A radiation beam having a light quantity based on the estimation result is incident on the projection optical system via the measurement pattern unit,
An exposure method, wherein measurement is performed using a radiation beam incident on the projection optical system.
前記複数の計測用パターンユニットのうち、その前の状態での前記投影光学系への放射ビームの入射量に相当する前記射出率を有する計測用パターンユニットを、放射ビームの光路に配置することを特徴とする請求項17に記載の露光方法。 When measurement is performed using any one measurement pattern unit among a plurality of measurement pattern units having different emission rates, which are ratios of the emission amount of the radiation beam toward the projection optical system with respect to the incident amount of the radiation beam In
Of the plurality of measurement pattern units, the measurement pattern unit having the emission rate corresponding to the incident amount of the radiation beam to the projection optical system in the previous state is disposed in the optical path of the radiation beam. The exposure method according to claim 17, characterized in that:
その前の状態での前記投影光学系への放射ビームの入射量に基づき、前記計測用パターンユニットに入射する放射ビームの光強度分布を調整することを特徴とする請求項17に記載の露光方法。 When performing measurement using the measurement pattern unit,
18. The exposure method according to claim 17, wherein a light intensity distribution of the radiation beam incident on the measurement pattern unit is adjusted based on an incident amount of the radiation beam to the projection optical system in a previous state. .
前記リソグラフィ工程は、請求項8〜請求項16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。 In a device manufacturing method including a lithography process,
17. The device manufacturing method using the exposure apparatus according to claim 8 in the lithography process.
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