JP2015082555A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置処理速度（スループット）の低下を最小限度に抑えつつ、プレートにすでに転写された回路パターンとマスクの回路パターンの位置合わせ精度の劣化を防ぐ露光装置を提供すること。【解決手段】投影光学系を介し、マスクの回路パターンが基板の回路パターンと重なるように転写露光する露光装置において、第1の回路パターンを露光した時の基板の形状を記憶し、第1の回路パターンに対して位置合わせを行なって第2の回路パターンを露光する時のプレート形状を計測し、両者の形状に著しい違いがあった場合、生産性向上のために位置合わせのための計測を特定個所でしか行なっていなかった場合は、エラーを発生させて全ポイントでマスクと基板の位置合わせを実施する。【選択図】 図１

Description

この発明は、半導体集積回路や液晶表示素子などの製造工程において、マスク等の原版（フォトマスクやレチクルなど）のパターンを基板（ウエハやガラスプレートなど）に露光する露光装置に関するものである。

従来の露光装置において、第1の回路パターンが露光された基板に対して、第2の回路パターンを第1の回路パターンに位置合わせを行って露光する場合、同一の露光装置で同様のプロセスで露光された基板であれば、基板ごとの各ショットの回路パターンの形状はかなり近しいことが分かっている。そのような基板群に対しては、生産性向上のために最初の数枚の基板に対しては全ショットで位置合わせのための計測を行うが、残りの基板に対しては代表的なショットのみ位置合わせのための計測を行って基板全体の倍率成分と回転成分を求め、全ショット計測を行った時のデータに対して、基板全体の倍率成分と回転成分から求まる各ショットの補正量を加算して、位置合わせを行い露光している（特許文献１参照）。

特開２００３−８６４８３号公報

露光装置の基板ステージ上に第1の回路パターンが露光された基板を搭載する際、装置状況や基板の特性によっては基板が歪んだ形で搭載されてしまうことがある。この基板の歪みの再現性が少ない場合、全ショット位置合わせのための計測を行った時の各ショットの形状と、代表的なショットのみ位置合わせのための計測を行った時の各ショットの形状が異なってしまい、計測を省略したショットの位置合わせ精度が著しく低下してしまうことがある。かといって全基板に対して全ショットで位置合わせのための計測を行った場合、生産性が著しく低下してしまう。

そこで本発明は、生産性を極力落とすことなく、位置合わせ精度の劣化を防ぐことを目的とする。

その目的を達成するために、位置合わせのための計測を行う観察系と並列に、基板の形状を計測する手段を露光装置に構成する。そして第1の回路パターンを露光する際に露光装置に搭載された時の基板形状を計測し、図４に示すホストコンピュータなどに記録する。そして第2の回路パターンを露光するために露光装置に基板が搭載された時の基板形状を、位置合わせのための計測と同時に計測する。第1の回路パターンを露光する時に計測した基板形状と、第2の回路パターンを露光する際に計測した基板形状が異なる場合にエラーを発生させ、全ショットに対して位置合わせのための計測を行うモードに移行させることを特徴とする。

再現性のない基板変形が発生してしまう特性を持った基板に対しても生産性および重ね合わせ精度を極力低減させることなく露光することが可能となる。

本発明のSystem構成を説明する図である。 本発明が解決する課題を説明する図である。 従来の処理を示したフローチャートである。 本発明のネットワーク構成を説明する図である。

以下に、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。

〔第1実施形態〕
本発明のSystem構成を図１および図２に示し説明する。

プレートチャック８上にプレート７が置かれている。プレートチャック８上に置かれたプレート７の位置及び形状を計測するためのセンサ３１〜３８がプレートチャック上に構成されている。マスク３上に構成された回路パターンとプレート７上にすでに転写されている回路パターンの位置合わせのための計測を行う観察系がマスクステージ４の上部に配置され、マスク３上の位置合わせマークとプレート７上の位置合わせマークを同時に観察できるようになっている。プレート７上の各ショットの回路パターンとマスク（３）上の回路パターンの位置合わせを行うため、プレートチャック８をX/Y方向に駆動させる。またマスクステージ４をY方向に駆動させることでショット内のY方向の各マークの計測を行うことができる。

また、プレート７の形状を計測するセンサ３１〜３８はプレートチャック８上に配置されているため、プレートチャック８が駆動しマスク３上の回路パターンとプレート７上の回路パターンの位置合わせ計測を行っている最中でも並行してプレート７の形状を計測することが可能な構成となっている。

たとえば、図１に示す通りプレートに６ショットの回路パターンが露光されている場合、６ショット全てに対してマスクに描画されたマークとプレートに描画されたマークの相対位置を観察系１を使用して計測し、その結果をもとにマスクとプレートの位置合わせを行なって第2の回路パターンの露光を行なっている。

しかし、全ショットに対してマスクに描画されたマークとプレートに描画されたマークの位置関係を計測した場合、処理時間が長くなってしまい、生産性が低下してしまう。そこで現状は図３のフローチャートに示す通り、第1の回路パターンが同様なプロセス条件で露光されたプレート群に対しては、最初の数枚のプレートのみ全ショットの計測を行ない、その後のプレートについては特定のショットのみ計測を行うようにしている。特定のショットの計測結果から求まるプレート全体の倍率成分と回転成分から各ショットの補正量を算出し、さらに全ショット計測を行なったプレートの計測結果の平均値を使用してプレートの回路パターンとマスクの回路パターンの位置合わせを行なっている。

次に本発明による第１の実施例で解決するための課題を、図２を用いて説明する。

例えば、プレートチャックに搭載されたプレート３０１のショット1とショット4のみ計測を行なってプレート全体の倍率成分と回転成分を求めたとしても、プレートの特性にばらつきがあり、プレートチャック搭載時にプレートが図２(B)に示すように変形してしまった場合はこれを予測することができず、第2の回路パターンを露光する際の重ね合わせの精度が劣化することが知られている。

そこでこの課題に対する解決方法として、第1の回路パターンを露光する際にプレートの形状を計測するセンサ３１〜３８でプレートの形状を計測する。プレート形状の計測方法の例として、図２(C)を用いて説明すると、プレートの四隅a、b、c、dの座標を計測し、結果がそれぞれ(Xa, Ya)、(Xb,Yb)、(Xc,Yc)、(Xd,Yd)であったとする。

とするとベクトルの内積の定義からθA、θB、θCはそれぞれ以下の式で求まる。

上記の3つの角度を図４に示すホストコンピュータなどの記録装置に記録する。そして第2の回路パターンを露光する際にも同様の手法でプレートの四隅の角度を計測する。その結果が第1の回路パターン露光時と比較して著しい違いが認められた場合、図２の例で示すようなプレートの歪みがあると考えられるため、全ショットの計測を実施してから第2の回路パターンを露光する。

〔第2実施形態〕
第1の回路パターンを露光した時のθA、θB、θCの値と、第2の回路パターンを露光する際のθA、θB、θCの値に著しい違いが無い場合は、図２に示すようなプレート変形（３０２）は発生していないと考えることができる。その場合、第1の回路パターンを露光する際のプレートの各端面の長さ

を図４に示すホストコンピュータに保存し、第2の回路パターンを露光する際のプレートの各端面の長さを計測した結果と比較することでプレートの倍率成分を求めることができる。

そこで生産性を向上させるため、第2の回路パターンを露光する際、ショット1のみ位置合わせのための計測を行ない、ショット4の計測を省略する。ショット1の計測で求まる回転成分をθとし、第1の回路パターンを露光する際の

と第2の回路パターンを露光する際の

からプレートのX方向およびY方向の倍率成分（p,q）が以下の式9および式10から求まる。

別のプレートで第2の回路パターンを露光する際に全ショットで計測した結果から求まった、ショット1からショット nのベクトルを(Xn,Yn) とするとプレートの回転成分θおよび倍率成分（p,q）からショット nへのベクトル(Xn', Yn')は以下のとおりとなる。

式8で求まった値を補正値として第2の回路パターンの露光を行なう。

１：プレートとマスクの相対位置を計測する観察系
３１〜３８：プレートの位置及びプレート形状を計測するセンサ
３０１：プレートチャック上に変形がない状態で搭載されたプレート
３０２：プレートチャック上に変形した状態で搭載されたプレート

Claims (2)

1. 投影光学系を介し、原版となるマスクの回路パターンと基板ステージ上に搭載された、すでに回路パターンが転写された基板の位置合わせを行ない、マスクの回路パターンが基板の回路パターンと重なるように第2の回路パターンを転写露光する露光装置において、第1の回路パターンを露光した時のプレート形状と、第2の回路パターンを露光する場合のプレート形状に著しい違いがあった場合、生産性向上のために特定のポイントでマスクと基板の位置合わせを行なっていた場合は、全ポイントでマスクと基板の位置合わせを行なうモードに遷移することを特徴とする露光装置。
2. 第1の回路パターンを露光した時のプレート形状と、第2の回路パターンを露光する場合のプレート形状との差異が所定値以下の場合、プレート形状計測で求まるプレートの倍率成分を加味することを特徴とする請求項1に記載の露光装置。