JP2013181779A - Measuring instrument, holding device, exposure device, and method for manufacturing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、計測装置、保持装置、露光装置、及びデバイスの製造方法に関する。 The present invention relates to a measurement apparatus, a holding apparatus, an exposure apparatus, and a device manufacturing method.
マスク(原版)に形成されたパターンを基板に転写する、所謂、フォトリソグラフィ技術を用いて液晶表示デバイスや半導体デバイスを製造する際に、露光装置が使用されている。露光装置は、マスクを保持して移動するマスクステージと、基板を保持して移動する基板ステージとを有し、マスクステージ及び基板ステージを逐次移動させながら、投影光学系を介して、マスクのパターンを基板に転写する。 An exposure apparatus is used when a liquid crystal display device or a semiconductor device is manufactured using a so-called photolithography technique in which a pattern formed on a mask (original plate) is transferred to a substrate. The exposure apparatus includes a mask stage that moves while holding a mask, and a substrate stage that moves while holding a substrate. The mask pattern is moved through the projection optical system while sequentially moving the mask stage and the substrate stage. Is transferred to the substrate.
露光装置は、マスクのパターンの全体を同時に基板に転写する一括型の露光装置(ステッパー)と、マスクステージと基板ステージとを同期走査しながらマスクのパターンを連続的に基板に転写する走査型の露光装置(スキャナー)とに大別される。液晶表示デバイスを製造する際には、表示領域の大型化の要求からスキャナーが主に用いられている。 The exposure apparatus includes a batch type exposure apparatus (stepper) that simultaneously transfers the entire mask pattern onto the substrate, and a scanning type that transfers the mask pattern onto the substrate continuously while synchronously scanning the mask stage and the substrate stage. It is roughly divided into an exposure device (scanner). When manufacturing a liquid crystal display device, a scanner is mainly used because of a demand for a large display area.
また、近年では、マスクの大型化が進み、その自重によりマスクが撓むようになってきている。マスクが撓むと、マスクのパターンを正確に基板に転写することができなくなるため(即ち、パターンの転写精度を低下させる要因となるため)、マスクの撓みを矯正(補正)することが必要となる。そこで、マスクの撓みを矯正するために、マスクの形状(面形状)を測定する技術が提案されている(特許文献1参照)。 Further, in recent years, the mask has been increased in size, and the mask has been bent due to its own weight. If the mask is bent, the mask pattern cannot be accurately transferred to the substrate (that is, the pattern transfer accuracy is reduced), and thus it is necessary to correct (correct) the mask deflection. . Therefore, in order to correct the deflection of the mask, a technique for measuring the shape (surface shape) of the mask has been proposed (see Patent Document 1).
露光装置においては、マスクが大型化すると、かかるマスクを保持するマスクステージも大型化することになる。マスクは、一般的には、マスクステージの上面(保持面)に保持されるため、マスクステージに保持されたマスクのパターン面(即ち、下面)をマスクの下面側から測定することは困難である。また、マスクステージの大型化は、剛性を維持するために高さ方向にも及ぶため、マスクのパターン面をマスクの下面側から測定することを更に困難にしている。 In the exposure apparatus, when the mask is enlarged, the mask stage for holding the mask is also enlarged. Since the mask is generally held on the upper surface (holding surface) of the mask stage, it is difficult to measure the pattern surface (that is, the lower surface) of the mask held on the mask stage from the lower surface side of the mask. . Further, since the increase in size of the mask stage extends in the height direction in order to maintain rigidity, it is further difficult to measure the pattern surface of the mask from the lower surface side of the mask.
また、マスクステージに保持されたマスクの面形状を平坦にするためには、マスクステージにおいて、マスクを保持する保持面を平坦にしなければならない。マスクが大型化すると、マスクステージの保持面は、マスクを保持している状態とマスクを保持していない状態とで、その形状が大きく異なるため、マスクを保持している状態でマスクステージの保持面の形状(高さ)を測定する必要がある。 In order to flatten the surface shape of the mask held on the mask stage, the holding surface for holding the mask must be flattened on the mask stage. When the mask becomes larger, the holding surface of the mask stage differs greatly between the state holding the mask and the state not holding the mask, so the mask stage can be held while holding the mask. It is necessary to measure the shape (height) of the surface.
しかしながら、マスクを保持している状態でマスクステージの保持面の形状をマスクの上面側から測定する場合には、マスクの厚さに応じた誤差が発生してしまうため、マスクステージの保持面の形状を高精度に測定することができない。 However, when the shape of the holding surface of the mask stage is measured from the upper surface side of the mask while holding the mask, an error corresponding to the thickness of the mask occurs. The shape cannot be measured with high accuracy.
また、特許文献1には、マスクに対して、マスクの下面側から斜めに光を入射させることで、マスク上の光の照射位置(例えば、露光光の照射位置)における垂直方向の位置(マスクの形状)を測定する技術が開示されている。特許文献1の技術では、マスクに入射させる光の角度(入射角度)を大きくすればするほど、マスクのパターンの有無の影響を受けずに、マスクの形状を測定することができる。但し、マスクに入射させる光の入射角度を大きくすると、高さ方向に大型化したマスクステージによって、かかる光の入射範囲がマスクの中央領域に制限されてしまうため、マスクの形状を広範囲に測定することができない。換言すれば、マスクの形状を測定可能な領域がマスクの中央領域に限定され、マスクステージの保持面の高さ(位置)とみなしうるような当該保持面の近傍におけるマスクの高さ(位置)を測定することはできない。
Further, in
本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、原版を保持するための保持面の高さを求めるのに有利な技術を提供することを例示的目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a technique advantageous for obtaining the height of the holding surface for holding the original.
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての計測装置は、原版の下面を保持するための保持面に前記原版を保持した状態での前記保持面の高さを計測する計測装置であって、前記保持面に保持された前記原版の下面におけるパターン領域の外側の箇所に検出光を照射する照射部と、前記箇所で反射した前記検出光を検出する検出部と、前記検出部で検出した前記検出光の情報から前記箇所の高さを求める処理部と、を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a measuring device according to one aspect of the present invention is a measuring device that measures the height of the holding surface in a state where the original is held on a holding surface for holding the lower surface of the original. An irradiating unit that irradiates detection light to a position outside the pattern area on the lower surface of the original plate held by the holding surface; a detection unit that detects the detection light reflected by the part; and the detection unit. And a processing unit that obtains the height of the portion from the detected information of the detection light.
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。 Further objects and other aspects of the present invention will become apparent from the preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings.
本発明によれば、例えば、原版を保持するための保持面の高さを求めるのに有利な技術を提供する。 According to the present invention, for example, a technique advantageous for obtaining the height of the holding surface for holding the original plate is provided.
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in each figure, the same reference number is attached | subjected about the same member and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図1及び図2のそれぞれは、本発明の一側面としての露光装置1の構成を示す概略斜視図及び概略側面図である。露光装置1は、マスク(原版)のパターンを投影光学系によって基板(例えば、液晶表示デバイスなどの大型基板)に投影し、マスクのパターン(回路パターン)を基板に転写するリソグラフィ装置である。露光装置1は、本実施形態では、液晶表示デバイスを製造するリソグラフィ装置として好適である。但し、露光装置1は、半導体デバイスや薄膜磁気ヘッドなどを製造するリソグラフィ装置にも適用することができる。露光装置1では、パターンを基板に転写する際に、照明光学系からの光(露光光)でマスクを照明する。マスクを通過した露光光は、投影光学系を介して、マスクのパターンの像を形成する。これにより、マスクのパターンの像の結像位置に配置された基板にマスクのパターンが転写される。
1 and 2 are a schematic perspective view and a schematic side view, respectively, showing the configuration of an
大型基板を一括露光可能な大口径の投影光学系を用いることは、露光装置の面積、重量、安定性及びコスト的に不都合が多いため、本実施形態では、マスクのパターンの一部の像をスリット状に結像させる投影光学系を用いる。そして、マスクと基板とを投影光学系に対して同期させて移動(走査)させることで、マスクにおける露光光の照明領域及び基板における露光領域が走査されるようにする。これにより、小規模な投影光学系を用いても、大型基板へのパターンの転写を行うことが可能となる。このように、露光装置1は、本実施形態では、走査型の露光装置(スキャナー)、具体的には、大型凹面鏡を有するミラースキャン型露光装置として構成される。以下では、投影光学系の光軸方向をZ軸方向とし、Z軸方向に垂直な方向であって、マスク及び基板を移動させる方向(走査方向)をY軸方向とし、Z軸方向及びY軸方向と直交する方向をX軸方向とする。また、X軸周り、Y軸周り及びZ軸周りのそれぞれの方向を、θX方向、θY方向及びθZ方向とする。
Since using a large-diameter projection optical system capable of batch exposure of a large substrate has many disadvantages in terms of area, weight, stability, and cost of the exposure apparatus, in this embodiment, a partial image of the mask pattern is used. A projection optical system that forms an image in a slit shape is used. Then, by moving (scanning) the mask and the substrate in synchronization with the projection optical system, the illumination area of the exposure light on the mask and the exposure area on the substrate are scanned. This makes it possible to transfer a pattern to a large substrate even when a small projection optical system is used. Thus, in this embodiment, the
図1及び図2に示すように、露光装置1は、パターンが形成されたマスク101を保持するマスクステージ102と、基板103を保持する基板ステージ104とを有する。また、露光装置1は、露光光ELでマスク101を照明する照明光学系105と、露光光ELで照明されたマスク101のパターン(の像)を基板103に投影する投影光学系106と、制御部115と、計測部120と、調整部130とを有する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
マスクステージ102に保持されたマスク101と基板ステージ104に保持された基板103とは、投影光学系106を介して、光学的に共役な位置関係に配置される。基板103は、マスク101のパターンが転写される基板であって、例えば、ガラスプレート(ガラス基板)を含む。基板103には、フォトレジスト(感光剤)が塗布されている。
The
照明光学系105は、本実施形態では、ケーラー照明系として構成され、光源から射出された光(露光光EL)を集光する楕円ミラーと、楕円ミラーによって集光された光を拡大して平行光に変換するコンデンサレンズと、スリット板とを含む。スリット板は、コンデンサレンズからの平行光のうちマスク101を照明する光として使用しない部分をカットして所定の面積の照明領域を定義する機能を有し、マスク101と光学的に共役な位置に配置される。また、照明光学系105は、スリット板からの光を反射して、スリット状の光でマスク101を照明するミラーも含む。
In this embodiment, the illumination
照明光学系105からの光、即ち、露光光ELとしては、例えば、起高圧水銀ランプから射出される外域の輝線(g線、h線、i線)を用いる。また、KrFエキシマレーザ光(波長248nm)などの遠紫外光(DUV光)、ArFエキシマレーザ光(波長193nm)及びF2レーザ光(波長157nm)などの真空紫外光(VUV光)などを露光光ELとして用いてもよい。
As the light from the illumination
マスクステージ102は、マスク101を保持して移動するステージ装置(保持装置)であって、照明光学系105に対してマスク101を走査するように構成される。マスクステージ102は、本実施形態では、Y軸方向(走査方向)に長いストロークを有し、走査方向に直交するX軸方向に適当なストロークを有する。
The
マスクステージ102は、マスク101の下面の周縁領域を保持するための保持面107aを含むチャック107を有する(図3参照)。チャック107の保持面107aは、バキューム装置(不図示)に接続され、マスク101は、保持面107aに真空吸着されて保持される。マスクステージ駆動部108は、制御部115に制御され、マスクステージ102をX軸方向及びY軸方向に駆動する。
The
図1に示すように、マスクステージ102のX軸方向及びY軸方向のそれぞれの端部には、直交する方向に移動ミラー109a及び109bが配置されている。また、レーザ干渉計110x1が移動ミラー109aに対向するように配置され、複数の(本実施形態では、2つの)レーザ干渉計110y1及び110y2が移動ミラー109bに対向するように配置されている。
As shown in FIG. 1,
レーザ干渉計110x1は、移動ミラー109aにレーザ光を照射して、レーザ干渉計110x1と移動ミラー109aとの間の距離を計測する。レーザ干渉計110x1の計測結果は制御部115に出力され、制御部115は、レーザ干渉計110x1の計測結果に基づいて、マスクステージ102のX軸方向における位置を求める。同様に、レーザ干渉計110y1及び110y2の計測結果は制御部115に出力され、制御部115は、レーザ干渉計110y1及び110y2の計測結果に基づいて、マスクステージ102のY軸方向における位置及びZ軸周りの回転量を求める。制御部115は、レーザ干渉計110x1、110y1及び110y2の出力からマスクステージ102の位置(姿勢)を監視(モニタ)しながらマスクステージ駆動部108を制御することで、マスクステージ102を所望の位置(姿勢)に制御する。
The laser interferometer 110x1 irradiates the moving
マスク101を通過した露光光ELは、投影光学系106に入射する。投影光学系106は、マスク101の照明領域に存在するパターンの像を基板103の上に形成する。図2に示すように、投影光学系106は、台形ミラー106aと、凸面ミラー106bと、凹面ミラー106cとを含む。基板103において、投影光学系106の投影領域は、所定の形状(例えば、円弧形状)に設定される。また、投影光学系106は、等倍系、縮小系、或いは、拡大系を使用することができる。露光光ELがDUV光である場合には、石英や蛍石などのDUV光を透過する硝材で投影光学系106を構成する。また、露光光ELがVUV光である場合には、反射屈折系又は屈折系の光学系で投影光学系106を構成する。
The exposure light EL that has passed through the
基板ステージ104は、基板103を保持するための基板ホルダを有する。基板ステージ104は、マスクステージ102と同様に、Y軸方向(走査方向)に走査用のストロークを有し、走査方向に直交するX軸方向にステップ移動用のストロークを有する。また、基板ステージ104は、Z軸方向、θX方向、θY方向及びθZ方向にも移動可能に構成されている。基板ステージ駆動部111は、制御部115に制御され、基板ステージ104を駆動する。
The
図1に示すように、基板ステージ104のX軸方向及びY軸方向のそれぞれの端部には、直交する方向に移動ミラー112a及び112bが配置されている。Y軸方向に延在する移動ミラー112aに対向するように、複数の(例えば、3つの)レーザ干渉計113x1、113x2及び113x3が配置されている。レーザ干渉計113x1、113x2及び113x3は、Y軸方向に沿って等間隔に配置されている。また、X軸方向に延在する移動ミラー112bに対向するように、複数の(例えば、2つの)レーザ干渉計113y1及び113y2が配置されている。
As shown in FIG. 1,
レーザ干渉計113y1及び113y2のそれぞれは、移動ミラー112bにレーザ光を照射して、レーザ干渉計113y1と移動ミラー112bとの間の距離、レーザ干渉計113y2と移動ミラー112bとの間の距離を計測する。レーザ干渉計113y1及び113y2の計測結果は制御部115に出力され、制御部115は、レーザ干渉計113y1及び113y2の計測結果に基づいて、基板ステージ104のY軸方向における位置及びZ軸周りの回転量を求める。また、レーザ干渉計113x1乃至113x3のそれぞれは、移動ミラー112aにレーザ光を照射して、レーザ干渉計113x1乃至113x3のそれぞれと移動ミラー112aとの間の距離を計測する。基板ステージ104は、Y軸方向に走査用の長いストロークを有するため、基板ステージ104の位置に応じて、レーザ干渉計113x1乃至113x3を切り換えることが必要となる。レーザ干渉計113x1乃至113x3の計測結果は制御部115に出力され、制御部115は、レーザ干渉計113x1乃至113x3の計測結果に基づいて、基板ステージ104のX軸方向における位置を求める。制御部115は、レーザ干渉計113x1乃至113x3、113y1及び113y2の出力から基板ステージ104の位置(姿勢)を監視(モニタ)しながら基板ステージ駆動部111を制御することで、基板ステージ104を所望の位置(姿勢)に制御する。
Each of the laser interferometers 113y1 and 113y2 irradiates the moving
マスクステージ102及び基板ステージ104のそれぞれは、マスクステージ駆動部108及び基板ステージ駆動部111によって駆動される。制御部115は、マスクステージ102の位置及び基板ステージ104の位置をモニタしながらマスクステージ駆動部108及び基板ステージ駆動部111のそれぞれを制御する。これにより、マスク101と基板103とを投影光学系106に対して任意の走査速度(同期移動速度)で走査することが可能となる。
Each of the
マスクステージ駆動部108及び基板ステージ駆動部111としてリニアモータを用いる場合には、例えば、エアベアリングを用いたエア浮上型やローレンツ力又はリアクタンス力を用いた磁気浮上型を採用することができる。この場合、マスクステージ102及び基板ステージ104は、ガイドに沿って移動するタイプでもよいし、ガイドを使用しないガイドレスタイプでもよい。
When linear motors are used as the mask
また、マスクステージ駆動部108及び基板ステージ駆動部111として平面モータを用いる場合には、磁石ユニット及び電機ユニットのいずれか一方をステージ側に配置し、他方をステージの定盤(ベース)側に配置する。基板ステージ104の移動により発生する反力は、特開平8−166475号公報に開示されているように、フレーム部材を用いて機械的に床(地面)に逃がすことができる。マスクステージ102の移動により発生する反力は、特開平8−330224号公報に開示されているように、フレーム部材を用いて機械的に床(地面)に逃がすことができる。
When a planar motor is used as the mask
制御部115は、CPUやメモリなどを含み、露光装置1の全体(動作)を制御する。例えば、制御部115は、計測部120の計測結果に基づいて、マスクステージ102に保持されたマスク101の形状が所定の形状となるように、マスク101の形状を補正する補正機構を制御する。
The
計測部(計測装置)120は、マスク101のZ軸方向の変位、即ち、マスク101の形状(撓み量)を計測する機能を有する。また、計測部120は、マスクステージ102がマスク101を保持した状態でのチャック107の保持面107aの高さを計測する機能も有する。
The measuring unit (measuring device) 120 has a function of measuring the displacement of the
計測部120は、基板103の表面(露光面)を投影光学系106の結像面に合わせ込むために用いられる斜入射方式のフォーカスセンサと同様な構成を有する。例えば、計測部120は、図3に示すように、照射部121と、検出部122と、算出部(処理部)123とを含む。但し、計測部120は、斜入射方式のフォーカスセンサではなく、干渉計と同様な構成を有してもよい。ここで、図3は、マスクステージ102(チャック107の保持面107a)に保持されたマスク101の形状を計測する計測部120の概略的な構成を示す図である。
The
照射部121は、図4に示すように、発光ダイオードなどの光源121aと、投影マーク用スリット121bと、投影レンズ121cとを含み、チャック107の保持面107aに保持されたマスク101の下面101aに検出光を照射する。検出部122は、図4に示すように、受光レンズ122aと、CCDセンサ122bとを含み、マスク101の下面101aで反射した検出光を検出する。算出部123は、検出部122で検出した検出光の情報から、マスク101の形状(マスク101の下面101aの面形状)やマスク101をチャック107の保持面107aの高さを算出する。なお、検出光の情報には、検出部122で検出した検出光の強度変化及び強度分布の少なくとも一方の情報が含まれている。
As shown in FIG. 4, the
計測部120において、マスク101の下面101aの被計測位置(即ち、照射部121からの検出光を照射する照射位置)MPは、走査方向で露光位置とは異なる位置に設定される。露光装置1の露光性能を向上させるためには、露光位置におけるマスク101の下面101aの形状を直接計測するとよい。但し、マスクステージ102が走査方向に移動する際のマスクステージ102のZ軸方向のずれ量が露光性能に影響しない量であれば、被計測位置MPが露光位置と異なっていても問題にならない。被計測位置MPを露光位置と異なる位置に設定することで、Z軸方向における制約を受けることなく(即ち、投影光学系106が存在しないため)、計測部120のレイアウトを自由に決定することが可能となる。
In the
また、被計測位置MPを露光位置と異なる位置に設定することで、マスク101の下面101aに入射する検出光の角度(入射角度)をより小さくすることが可能となる。この際、図5に示すように、照射部121及び検出部122のそれぞれに反射ミラー121d及び122cを配置して、チャック107の保持面107aの近傍におけるマスク101の下面101aに検出光を照射することも可能である。一般的に、露光装置は、露光光をマスクステージで遮光しないように設計されている。従って、マスク101の下面101aに入射する検出光の角度(入射角)を投影光学系106の物面側の開口数(NA)に対応する角度より小さくすれば、マスク101の下面101aの全域を計測部120によって計測することが可能となる。そこで、本実施形態では、照射部121は、マスク101の下面101aに入射する検出光の角度が投影光学系106のNAに対応する角度より小さくなるように、検出光を照射することができるように構成されている。なお、マスクステージ102のZ軸方向の厚さを300mmとすれば、マスクステージ102の内縁の端、即ち、マスク101の周縁領域CEから30mmまでの領域を計測部120によって計測することができる。
In addition, by setting the measurement position MP to a position different from the exposure position, the angle (incident angle) of the detection light incident on the
また、図6に示すように、計測部120を干渉計と同様な構成とすることで、マスク101の下面101aに入射する検出光の角度を0度にすることも可能である。この場合、計測部120は、マスク101の下面101aで反射した検出光と参照光(参照面で反射した光)との干渉によって形成される干渉光を検出することによって、マスク101のZ軸方向の変位、即ち、マスク101の下面101aの形状を計測する。なお、計測部120のレイアウトの自由度を向上させるために、図7に示すように、計測部120と被計測位置MPとの間に反射ミラー129を配置してもよい。
In addition, as shown in FIG. 6, the angle of the detection light incident on the
マスク101の大型化が進むと、上述したように、マスクステージ102がマスク101を保持した状態とマスク101を保持していない状態とによるチャック107の保持面107aの変形が無視できなくなる。従って、マスクステージ102がマスク101を保持した状態でのチャック107の保持面107aの形状を求める必要がある。但し、マスクステージ102がマスク101を保持している状態での保持面107の形状をマスク101の上面101bに光を照射して求める場合には、マスク101の厚さの影響を受けてしまう。従って、マスクステージ102がマスク101を保持している状態での保持面107の形状を高精度に求めることができない。また、マスクステージ102がマスク101を保持している状態での保持面107の形状をマスク101の下面101aに光を照射して求める場合には、マスク101の下面101aに入射する光の角度が大きいと、かかる光の入射範囲が制限されてしまう。従って、マスクステージ102の保持面107の近傍におけるマスク101の下面101aの形状を計測(特定)することができないため、保持面107の形状を求める(推定する)ことができない。
As the size of the
一方、本実施形態では、上述したように、マスク101の下面101aに入射する検出光の角度を小さくすることができる。従って、マスクステージ102の保持面107の近傍におけるマスク101の下面101aの形状を計測して、保持面107の形状を求めることができる。
On the other hand, in the present embodiment, as described above, the angle of the detection light incident on the
具体的には、まず、照射部121によって、マスク101の周縁領域CEから所定の幅だけ内側のマスク101の下面101aの領域(パターン領域の外側の箇所)RRに検出光を照射する。この際、マスク101の下面101aの領域RRの少なくとも3つの位置(3箇所)に検出光が照射されるようにする。また、検出部122によって、マスク101の下面101aの領域RRで反射した検出光、即ち、領域RRの少なくとも3つの位置のそれぞれで反射した検出光を検出する。そして、算出部123において、検出部122で検出した検出光の情報に基づいて、マスク101の下面101aの領域RRの形状を特定する。また、算出部123において、特定した領域RRの形状に基づいて、マスクステージ102がマスク101を保持している状態での保持面107の形状(高さ)を算出する。換言すれば、算出部123は、領域RRの少なくとも3つの位置に対応する保持面107の部位の高さの相違を求める。なお、マスクステージ102の保持面107の形状を算出する際には、例えば、マスク101の下面101aの形状とマスクステージ102の保持面107の形状との関係を表すテーブルなどを用いればよい。
Specifically, first, the
調整部130は、計測部120で求めたマスクステージ102の保持面107の形状に基づいて、保持面107の平坦度が許容範囲内となるように、保持面107の高さを調整する。例えば、調整部130は、図8(a)及び図8(b)に示すように、チャック107とマスクステージ102との間に調整箔132を挿脱する挿脱機構で構成される。この場合、図8(a)に示すように、チャック107を分割して複数のチャック部分107cで構成するとよい。そして、各チャック部分107cとマスクステージ102との間に調整箔132を挿入したり、各チャック部分107cとマスクステージ102との間から調整箔132を取り出したりすることで、保持面107の平坦度が許容範囲内にすることができる。また、調整部130は、マスクステージ102の保持面107をZ軸方向に沿って駆動したり、Z軸方向に対して傾けたりする駆動機構で構成してもよいし、マスクステージ102の保持面107を変形させるための圧電素子を含む変形機構で構成してもよい。
The
マスク101の下面101aには、クロムで構成されたパターンが形成されている。従って、被計測位置MP(検出光を照射する照射位置)にパターンが形成されている場合とパターンが形成されていない場合とでは、検出部122で検出される検出光の情報が異なる(即ち、検出値がシフトする)ことになる。例えば、パターンが形成されている位置とパターンが形成されていない位置との両方を含む領域に検出光が照射される場合を考える。この場合、マスク101を構成するマスク材料の反射率とパターンを構成するクロムの反射率との差によって、マスク101の下面101aで反射されて検出部122で検出される検出光の強度分布(波形)が崩れてしまう。このような検出光の強度分布の崩れは、被計測位置MPを誤計測する要因となる。
On the
そこで、本実施形態では、算出部123は、検出部122で検出した検出光の強度分布に基づいて、被計測位置MPを誤計測しているかどうかを判定する。図9(a)に示すように、パターンPTが形成されていない位置(領域)に検出光を照射したときに、検出部122で検出される検出光の強度分布を基準とする。この場合、かかる検出光の強度分布から求まるマスク101の位置(計測値)と実際のマスク101の位置とは一致する。一方、図9(c)に示すように、パターンPTが形成された位置(領域)に検出光が照射されると、図9(a)の場合と比較して、検出部122で検出される検出光の強度が高くなり、その強度分布が基準からずれる。このような場合、かかる検出光の強度分布から求まるマスク101の位置(計測値)と実際のマスク101の位置とが一致しないため、算出部123は誤計測していると判定する。また、図9(b)に示すように、パターンPTが形成されている位置とパターンPTが形成されていない位置との両方を含む領域に検出光が照射される場合を考える。このような場合、図9(a)の場合と比較して、検出部122で検出される検出光の強度分布が基準からずれる(強度分布が崩れる)。このような場合、かかる検出光の強度分布から求まるマスク101の位置(計測値)と実際のマスク101の位置とが一致しないため、算出部123は誤計測していると判定する。
Therefore, in the present embodiment, the
算出部123が誤計測していると判定した場合には、マスクステージ102を走査方向に移動(微動)させながら、計測部120が正常に計測を行うことができる位置を探せばよい。マスク101(の下面101a)の平坦度を十数μm以下に制御する(追い込む)必要がある場合には、被計測位置MP(検出光を照射する照射位置)が数十mm変わったとしてもマスク101の平坦度を十分に制御することが可能である。
When it is determined that the
このように、計測部120を構成する照射部121、検出部122及び算出部123を用いて、計測部120が被計測位置MPを誤計測しているかどうかを判定している。但し、計測部120が被計測位置MPを誤計測しているかどうかを判定するための専用のユニットを設けてもよい。
As described above, the
また、計測部120は、図3に示すように、マスク101の下面101aに形成されたパターンの位置を表す位置情報を記憶する記憶部127と、検出光の照射位置を決定する決定部128とを更に含んでもよい。具体的には、決定部128は、マスク101の下面101aのうちパターンが形成されていない位置に検出光が照射されるように、検出光の照射位置を決定する。これにより、計測部120が被計測位置MPを誤計測することを回避することが可能となる。また、決定部128で決定された照射位置に検出光を照射した際には、計測部120が誤計測していないかどうかを確認してもよい。この際、計測部120が誤計測をしている場合には、その照射位置を表す照射位置情報を記憶部127に記憶させ、次回から、その照射位置を除いて、検出光の照射位置を決定すればよい。更に、マスクステージ102を走査方向に移動(微動)させながら、計測部120が正常に計測を行うことができる位置を探し、その位置を表す情報を記憶部127に記憶させてもよい。
Further, as shown in FIG. 3, the
露光装置1において、計測部120が固定されている場合を考える。この場合には、マスク101の形状を計測するために、即ち、マスク101の下面101aの少なくとも3つの位置のそれぞれで反射した検出光を検出するために、少なくとも3つの計測部120を設ける必要がある。
Consider a case in which the
上述したように、マスク101の下面101aに入射する検出光の角度を小さくすることで、マスクステージ102の保持面107の近傍におけるマスク101の下面101aの形状を計測することが可能となる。その結果、マスクステージ102がマスク101を保持している状態での保持面107の形状を高精度に求めることができる。一方、マスク101の下面101aの中央近傍の形状を計測する際には、マスク101の下面101aに入射させる検出光の角度に制限がないため、かかる角度を大きくすることができる。従って、照射部121にマスク101の下面101aに入射する検出光の角度を変更する角度変更部を設けるとよい。これにより、計測部120は、マスク101の下面101aの全域を計測可能としながらも、計測精度を維持することができる。
As described above, by reducing the angle of the detection light incident on the
露光装置1の露光性能に着目すると、露光領域内のマスク101の面形状は露光性能に影響を与えるが、露光領域外のマスク101の面形状及びマスクステージ102の保持面107の形状は露光性能に影響を与えない。但し、露光領域内のマスク101の面形状を平坦にするためには、装置の立ち上げ時などに、露光領域外のマスク101の面形状及びマスクステージ102の保持面107の形状を求める必要がある。従って、マスク101の下面101aに入射する検出光の角度を変更する角度変更部を設けることが効果的となる。
Focusing on the exposure performance of the
本実施形態の露光装置1では、計測部120によって、マスクステージ102の保持面107の近傍におけるマスク101の下面101aの形状を計測することが可能であり、マスクステージ102の保持面107の形状を高精度に求めることができる。そして、計測部120で求めたマスクステージ102の保持面107の形状に基づいて、保持面107の平坦度が許容範囲内となるように、マスクステージ102の保持面107の高さを調整することができる。従って、露光装置1は、マスクステージ102に保持されたマスク101の面形状を高精度に制御して、高品位なデバイス(半導体素子、LCD素子、撮像素子(CCDなど)、薄膜磁気ヘッドなど)を提供することができる。かかるデバイスは、露光装置1を用いてフォトレジスト(感光剤)が塗布された基板(ウエハ、ガラスプレート等)を露光する工程と、露光された基板を現像する工程と、その他の周知の工程と、を経ることによって製造される。
In the
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.
Claims (9)
前記保持面に保持された前記原版の下面におけるパターン領域の外側の箇所に検出光を照射する照射部と、
前記箇所で反射した前記検出光を検出する検出部と、
前記検出部で検出した前記検出光の情報から前記箇所の高さを求める処理部と、
を有することを特徴とする計測装置。 A measuring device that measures the height of the holding surface in a state where the original plate is held on a holding surface for holding the lower surface of the original plate,
An irradiating unit that irradiates detection light to a location outside the pattern area on the lower surface of the original plate held by the holding surface;
A detection unit for detecting the detection light reflected at the location;
A processing unit for obtaining the height of the portion from the information of the detection light detected by the detection unit;
A measuring apparatus comprising:
前記処理部は、前記少なくとも3箇所のそれぞれで反射した前記検出光の情報に基づいて、前記保持面の前記少なくとも3箇所に対応する部位の高さの相違を求めることを特徴とする請求項1に記載の計測装置。 The irradiation unit irradiates each of at least three places with the detection light,
2. The processing unit obtains a difference in height of portions corresponding to the at least three portions of the holding surface based on information of the detection light reflected at each of the at least three portions. The measuring device described in 1.
前記記憶部に記憶された前記情報に基づいて、前記箇所を決定する決定部と、
を更に含むことを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか1項に記載の計測装置。 A storage unit that stores information representing an area where the pattern area exists on the lower surface of the original;
A determination unit that determines the location based on the information stored in the storage unit;
The measuring device according to claim 1, further comprising:
前記原版の下面を保持するための保持面を有するチャックと、
請求項1乃至5のうちいずれか1項に記載の計測装置と、
前記計測装置により計測された前記高さに基づいて、前記保持面の高さを調整する調整部と、
を有することを特徴とする保持装置。 A holding device for holding an original plate,
A chuck having a holding surface for holding the lower surface of the original plate;
A measuring device according to any one of claims 1 to 5,
An adjustment unit that adjusts the height of the holding surface based on the height measured by the measurement device;
A holding device comprising:
前記原版のパターンを基板に投影する投影光学系と、
を有することを特徴とする露光装置。 The holding device according to claim 6, which holds an original plate;
A projection optical system that projects the pattern of the original onto a substrate;
An exposure apparatus comprising:
前記工程で露光された前記基板を現像する工程と、
を有することを特徴とするデバイスの製造方法。 Exposing the substrate using the exposure apparatus according to claim 7 or 8,
Developing the substrate exposed in the step;
A device manufacturing method characterized by comprising:
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