JP2013211488A - 露光装置、露光装置の制御方法及びデバイス製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 基板上のレジストを光学系を介して露光する露光装置は、基板を保持して、露光位置に前記基板を位置決めするテーブルと、基板に形成されたアライメントマークからレジスト表面までの距離とレジスト表面の傾きとを取得する取得部と、レジスト表面の傾きが低減されるようにテーブルのチルト補正を行う際に生じる露光位置のずれを補正するための補正値を、取得部で取得された距離および傾きを用いて算出し、補正値に従ってテーブルの位置を制御する制御部と、を備える。
【選択図】 図6
Description
前記基板を保持して、露光位置に前記基板を位置決めするテーブルと、
前記基板に形成されたアライメントマークからレジスト表面までの距離と前記レジスト表面の傾きとを取得する取得部と、
前記レジスト表面の傾きが低減されるように前記テーブルのチルト補正を行う際に生じる露光位置のずれを補正するための補正値を、前記取得部で取得された前記距離および前記傾きを用いて算出し、前記補正値に従って前記テーブルの位置を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
本発明の実施形態としてオフアクシスアライメント検出系24(OA検出系)を有する露光装置について説明する。図1は、OA検出系を有する露光装置の構成を示す概略構成図である。光源34は所定の波長域の照明光を射出する。光源34から射出された照明光は、マスク17を照明する照明光学系に入射する。照明光学系は、照明光整形光学系35、フライアイレンズ36、コンデンサレンズ37、固定の視野絞り38、可変視野絞り39(39A、39B)およびリレーレンズ40から構成される。露光装置は、投影光学系22を介して、マスク17のパターンをウエハW上に投影し結像させる。これにより、スリット状の照明領域内においてマスク17の回路パターン像が投影光学系22を介してウエハW上に転写される。
ウエハテーブル20のチルト駆動時に生じ得る露光すべき位置(RP)のずれは(1)により算出される補正値ΔLにて補正(シフト補正)することができる。
ここで、レジスト50の屈折率をNとすると、スネルの法則より、(3)式が成立する。
ここで、(2)式のθ2は(3)式の関係式から算出できる。したがって、OA検出系24の光軸が傾いている場合、ウエハテーブル20のチルト駆動の補正値ΔL((1)式)とOA検出系24の傾きにより生じる計測値のズレの補正値ΔS((2)式)とに分けて補正値を算出すれば良い。補正値ΔSの算出では、アライメントマークWMに対するレジスト50の表面の傾きを考慮していない。アライメントマークWMに対するレジスト50の表面の傾きをαとし、レジスト表面からアライメントマークWMまでの距離(間隔)をΔZとした場合、ウエハテーブル20のチルト駆動の補正値ΔLは(1)式により算出することができる。レジスト50の表面の傾き(α)を考慮した場合、ΔL-ΔSを補正値として露光時に反映すれば良い。
本実施形態ではウエハW上に塗布されたレジスト50の層が一層の場合の例を説明したが、レジスト50の表面とアライメントマークWMの間の材質は一種類(一層)のレジストに限定されず、材質の異なる複数の層で構成されていても良い。その場合には、複数の層を任意に分割、あるいはまとめて計測してアライメント補正値を算出しても良い。あるいは、レジスト表面から複数層下の計測対象のアライメントマークまでの距離(間隔)を各層ごとに測定し、ウエハテーブル20のチルト駆動の補正値ΔLを算出しても良い。
第1実施形態では、レジスト表面の傾きが線形一次の傾きであることを想定したが、本実施形態では、レジスト表面の傾きが線形一次とならない場合の補正値の算出方法を説明する。図7は、第2実施形態に係るシフト補正を説明する図である。ウエハWは、図7(a)に示すように、ウエハテーブル20上のウエハチャック51に載置され、ウエハWの表面には、複数のアライメントマークとして、アライメントマークWM1、WM2が形成されている。更に、ウエハWの表面には、レジスト50が塗布されている。本実施形態では、より実際の条件に近くなるように、レジスト50がウエハWの中心部、周辺部で厚くなっている場合を想定している。
第1、2実施形態では、レジストの厚みムラが有る場合について説明してきたが、本実施形態では、Siウエハを透過してSiウエハWの裏面側に構成されたアライメントマークを観察する裏面アライメントに適用した実施形態を説明する。本実施形態において、ウエハWは少なくとも1つの層で構成されているものとする。ウエハWは、シリコン基板により構成される層およびガラス基板により構成される層のうち少なくとも一つの層を含むものとする。図8は、第3実施形態に係るシフト補正に用いるウエハWを説明する図であり、例えば、ウエハWはSiウエハ52(シリコン基板)とガラスウエハ53(ガラス基板)とによって構成されている。Siウエハ52(シリコン基板)とガラスウエハ53(ガラス基板)とは接着剤やオプティカルコンタクト等によって接着されている。Siウエハ52(シリコン基板)の表面には露光する為のレジスト50が塗布されている。レジスト50が塗布されているSiウエハ52の面を表面とすると、レジスト50が塗布されていないSiウエハ52の面(裏面側)にはアライメントマークWMが形成されている。Siウエハ52の面(裏面側)に形成されているアライメントマークWMは金属等の材料で形成されている。Siウエハ52の裏面に対してガラスウエハ53が接着されているため、Siウエハ52とガラスウエハ53との間にアライメントマークWMが閉じ込められた状態になっている。この様に構成されたアライメントマークに対して、OA検出系24において、赤外光を照射し、その反射光を捉えてアライメントマークの位置を計測する。
これまでの実施形態では、アライメントマークWMが構成されるウエハWの上面、ガラスウエハ53の上面はウエハチャック51の面に対し傾いていない場合を説明した。しかし、実際には、アライメントマークの構成面が傾いている場合も生じ得る。例えば、ウエハの研磨ムラ等でウエハWの上面やガラスウエハ53の上面が傾く場合も発生し得る。
図15に示す例では、傾き角度の関係がα1>α2の場合を例示的に説明したが、この場合に限定されることなく、例えば、傾き角度の関係がα1<α2の場合であっても良い。図16は、Siウエハ52の表面(塗布されているレジスト表面)の傾き角度α1とアライメントマークが構成されている面の傾き角度α2との関係がα1<α2となる場合で、α1が負の値となる場合を示す。図16(a)は不図示のレジスト表面の傾きを補正していない状態を示し、図16(b)は不図示のレジスト表面の傾きを補正した状態を示している。例えば、補正値ΔLを算出する(1)式は、この場合以下の(7)式とすれば良い。
=−ΔZ×sin(α1+α2)・・・(7)
符号の向きは、補正する方向を示している。本実施形態では、Siウエハ52の表面(塗布されているレジスト表面)やアライメントマークWMが構成されている面(ガラスウエハ53の上面)が傾く場合を示したが、この構成に限定されるものではない。例えば、ウエハチャック51面が傾いている場合であっても良い。また、ステージの走査面とウエハチャック51面との間に角度差があっても、上記の角度(α1、α2)が取得できれば良い。
次に、上述の露光装置を利用したデバイス製造方法は、例えば、半導体デバイス、液晶デバイス等のデバイスの製造に好適である。前記方法は、感光剤が塗布された基板を、上記の露光装置を用いて露光する工程と、前記露光された基板を現像する工程とを含みうる。さらに、前記デバイス製造方法は、他の周知の工程(酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等)を含みうる。
Claims (10)
- 基板上のレジストを光学系を介して露光する露光装置であって、
前記基板を保持して、露光位置に前記基板を位置決めするテーブルと、
前記基板に形成されたアライメントマークからレジスト表面までの距離と前記レジスト表面の傾きとを取得する取得部と、
前記レジスト表面の傾きが低減されるように前記テーブルのチルト補正を行う際に生じる露光位置のずれを補正するための補正値を、前記取得部で取得された前記距離および前記傾きを用いて算出し、前記補正値に従って前記テーブルの位置を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする露光装置。 - 前記傾きは、前記レジスト表面の傾きと、前記アライメントマークが形成されている基板の面の傾きとの傾き角度差であることを特徴とする請求項1に記載の露光装置。
- 前記距離をΔZ、前記傾きをα、前記補正値をΔLとした場合、
前記制御部は、前記補正値を
ΔL=ΔZ×sinα
により求めることを特徴とする請求項1または2に記載の露光装置。 - 前記レジストが材質の異なる複数の層で構成されている場合、前記取得部は、前記アライメントマークから前記レジスト表面までにおける各層の厚さ、各層表面の傾き、および各層の材質の特性値を取得することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の露光装置。
- 前記アライメントマークが前記基板の裏面に形成され、かつ、前記基板が少なくとも1つの層で構成されている場合、前記取得部は、前記アライメントマークから前記レジスト表面までにおける前記基板および前記レジストの各層の厚さ、各層表面の傾き、および各層の材質の特性値を取得することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の露光装置。
- 前記基板は、シリコン基板により構成される層およびガラス基板により構成される層のうち少なくとも一つの層を含むことを特徴とする請求項5に記載の露光装置。
- 基準となるアライメントマークからレジスト表面までの距離およびレジスト表面の傾きを基板全体の代表値として計測するグローバル計測、または、基板内の異なる位置に形成されたアライメントマークに対して、当該アライメントマークからレジスト表面までの距離および前記レジスト表面の傾きを計測するダイバイダイ計測を行う計測部を更に備え、
前記取得部は、前記計測部の計測結果を取得することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の露光装置。 - 基板を保持して、露光位置に前記基板を位置決めするテーブルを有し、基板上のレジストを光学系を介して露光する露光装置の制御方法であって、
前記基板に形成されたアライメントマークからレジスト表面までの距離と前記レジスト表面の傾きとを取得する取得工程と、
前記レジスト表面の傾きが低減されるように前記テーブルのチルト補正を行う際に生じる露光位置のずれを補正するための補正値を、前記取得工程で取得された前記距離および前記傾きを用いて算出する算出工程と、
前記算出工程で算出された前記補正値に従って、前記テーブルの位置を制御する制御工程と、
を有することを特徴とする露光装置の制御方法。 - デバイス製造方法であって、
請求項1乃至8のいずれか1項に記載の露光装置を用いて基板上のレジストを露光する工程と、
前記露光されたレジストを現像する工程と、
を有することを特徴とするデバイス製造方法。
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