JP2016062921A - Exposure device and device manufacturing method - Google Patents

Exposure device and device manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JP2016062921A
JP2016062921A JP2014187030A JP2014187030A JP2016062921A JP 2016062921 A JP2016062921 A JP 2016062921A JP 2014187030 A JP2014187030 A JP 2014187030A JP 2014187030 A JP2014187030 A JP 2014187030A JP 2016062921 A JP2016062921 A JP 2016062921A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
measurement
exposure apparatus
substrate
plate
mask
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2014187030A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
健太郎 川波
Kentaro Kawanami
健太郎 川波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2014187030A priority Critical patent/JP2016062921A/en
Publication of JP2016062921A publication Critical patent/JP2016062921A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exposure device capable of highly accurately performing alignment or calibration.SOLUTION: An exposure device comprises a measuring unit which measures imaging characteristics of a projection optical system. The measuring unit includes: a plate 15 having a first measurement pattern P arranged in a position in which a mask must be arranged; a second measurement pattern 9 arranged in a substrate stage; a plate movement mechanism 16 provided separately from a driving mechanism which moves a mask stage and a driving mechanism which moves the substrate stage and for moving the plate so that the first measurement pattern is arranged in a targeted image height position; and a detector 10 which detects light from the first measurement pattern P, the projection optical system, and the second measurement pattern 9. The measuring unit calculates the imaging characteristics from the detection results by the detector.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、アライメント及びフォーカス等のキャリブレーションを高精度に行う露光装置およびデバイス製造方法に関する。   The present invention relates to an exposure apparatus and a device manufacturing method that perform calibration such as alignment and focus with high accuracy.

マイクロデバイス(半導体素子、液晶表示素子等)をフォトリソグラフィ工程で製造する際にマスクのパターンを基板に投影露光する露光装置が使用されている。マスクのパターンを感光基板に正確に転写するために、マスクと基板の位置合わせ(アライメント)及び焦点位置合わせ(フォーカスキャリブレーション)を高精度に行うことが露光装置に要求される。   2. Description of the Related Art An exposure apparatus that projects a mask pattern onto a substrate when manufacturing a microdevice (semiconductor element, liquid crystal display element, etc.) in a photolithography process is used. In order to accurately transfer the mask pattern onto the photosensitive substrate, the exposure apparatus is required to perform alignment of the mask and the substrate and focus alignment (focus calibration) with high accuracy.

アライメントまたはフォーカスキャリブレーションの方式の一つとして、マスクに対する基板の相対位置計測またはマスクパターンの焦点位置の計測を、投影光学系を介して行うTTL(Through The Lens)方式が挙げられる。図1はTTL方式のフォーカスキャリブレーション機能を持つ露光装置の一例の概略図である。図1に示すように照明光学系1から射出した露光光は、マスクステージ3に搭載された実デバイスパターンが描写されているマスク2を透過し、投影光学系4に入射した光は、基板5に到達する。マスク2のパターン面と基板5は投影光学系4により共役な位置関係になっている。そのため、マスク2の実デバイスパターンは、基板5上に投影光学系4を介して投影され転写される。基板5は基板ステージ6に搭載されている。   As one of the alignment or focus calibration methods, there is a TTL (Through The Lens) method that measures the relative position of the substrate with respect to the mask or the focus position of the mask pattern via a projection optical system. FIG. 1 is a schematic view of an example of an exposure apparatus having a TTL focus calibration function. As shown in FIG. 1, the exposure light emitted from the illumination optical system 1 passes through the mask 2 on which the actual device pattern mounted on the mask stage 3 is depicted, and the light incident on the projection optical system 4 is incident on the substrate 5. To reach. The pattern surface of the mask 2 and the substrate 5 are in a conjugate positional relationship by the projection optical system 4. Therefore, the actual device pattern of the mask 2 is projected and transferred onto the substrate 5 via the projection optical system 4. The substrate 5 is mounted on the substrate stage 6.

以下にフォーカスキャリブレーションの一例を示す。マスク2(もしくはマスクステージ3)上に配置されている計測用パターンを照明光学系1で照射するために、主制御部7からマスクステージ制御部8に指令を出し、不図示の干渉計等を用いてマスクステージ3を移動させる。計測パターンの例を図2に示す。計測パターンは光が透過する所定の線幅とピッチのパターン部と遮光する周辺部で構成されている。基板ステージ6上の基板側マーク9がマスク2(もしくはマスクステージ3)上の計測パターンに対応した配置になるように主制御部7から基板ステージ制御部11に指令を出し、不図示の干渉計等を用いて基板ステージ6を移動させる。   An example of focus calibration is shown below. In order to irradiate the measurement pattern arranged on the mask 2 (or the mask stage 3) with the illumination optical system 1, a command is issued from the main control unit 7 to the mask stage control unit 8, and an interferometer (not shown) is provided. The mask stage 3 is moved by using it. An example of the measurement pattern is shown in FIG. The measurement pattern includes a pattern portion having a predetermined line width and pitch through which light passes and a peripheral portion that blocks light. A command is issued from the main control unit 7 to the substrate stage control unit 11 so that the substrate side mark 9 on the substrate stage 6 is arranged corresponding to the measurement pattern on the mask 2 (or mask stage 3), and an interferometer (not shown) is provided. The substrate stage 6 is moved using, for example.

基板側マーク9はマスク2(もしくはマスクステージ3)上の計測パターンに対応した透過パターンである。基板側マーク9の下には基板側マーク9を透過した露光光量を検出する検出器10が配置されている。基板ステージ6を投影光学系4の光軸方向(Z方向)に微小駆動させ、検出光量が最大となるZ0の座標位置を処理部12で算出する。このときの検出光量とZ方向の座標位置との関係を示したものが図3である。検出光量が最大となる位置は、マスク2の計測パターンと基板側マーク9とが共役な位置関係である場合であり、その光量の最大値を探すことで焦点位置を算出する。算出された焦点位置情報を処理部12から主制御部7に送信し、主制御部7から基板ステージ制御部11に指令を出し、基板ステージ6を焦点位置のずれ分だけZ方向に駆動することでマスクパターンの焦点位置を基板5に合わせることが可能となる。 The substrate side mark 9 is a transmission pattern corresponding to the measurement pattern on the mask 2 (or mask stage 3). A detector 10 that detects the amount of exposure light that has passed through the substrate side mark 9 is disposed under the substrate side mark 9. The substrate stage 6 is finely driven in the optical axis direction (Z direction) of the projection optical system 4, and the coordinate position of Z 0 at which the detected light amount is maximum is calculated by the processing unit 12. FIG. 3 shows the relationship between the detected light quantity and the coordinate position in the Z direction at this time. The position where the detected light quantity becomes maximum is when the measurement pattern of the mask 2 and the substrate side mark 9 are in a conjugate positional relationship, and the focal position is calculated by searching for the maximum value of the light quantity. The calculated focal position information is transmitted from the processing unit 12 to the main control unit 7, and a command is issued from the main control unit 7 to the substrate stage control unit 11, and the substrate stage 6 is driven in the Z direction by an amount corresponding to the deviation of the focal position. Thus, the focus position of the mask pattern can be adjusted to the substrate 5.

例えば、特許文献1には、基板側マークを照明し、投影光学系によりマスク側マークの投影像の反射光を、投影光学系及び2つのマークを介して光量変化を検出することで焦点位置を算出し、フォーカスキャリブレーションを行う方法が示されている。他にも、マスク側マークを照明し、投影光学系及び基板側マークを透過した透過光を検出器で受光し、基板ステージを投影光学系の光軸に垂直な平面内に駆動したときの光量変化を検出することでマスクと基板の相対位置を計測する方法も示されている。   For example, in Patent Document 1, the focal position is determined by illuminating a substrate-side mark, detecting reflected light of a projection image of the mask-side mark by a projection optical system, and detecting a change in light quantity through the projection optical system and two marks. A method for calculating and performing focus calibration is shown. In addition, the amount of light when the mask side mark is illuminated, the transmitted light that has passed through the projection optical system and the substrate side mark is received by the detector, and the substrate stage is driven in a plane perpendicular to the optical axis of the projection optical system A method for measuring the relative position of a mask and a substrate by detecting a change is also shown.

特開平4−348019号公報JP-A-4-348019

TTL方式のアライメント及びキャリブレーションを高精度に行うために、露光条件に応じて、投影光学系の有効領域内の計測点や計測対象のマークの種類を変更可能とすることが求められる。前述した特許文献1に提案された手法では、基板側マークが基板ステージとともに駆動するので投影光学系の有効領域内の計測点を任意に設定することはできるが、さらに基板側マークと光量の検出器が一体になっているため計測対象のマークの種類が限定される。   In order to perform TTL alignment and calibration with high accuracy, it is required to be able to change the types of measurement points and measurement target marks in the effective area of the projection optical system in accordance with exposure conditions. In the method proposed in Patent Document 1 described above, since the substrate side mark is driven together with the substrate stage, measurement points in the effective area of the projection optical system can be arbitrarily set. Since the instruments are integrated, the types of marks to be measured are limited.

そこで、本発明は、高精度にアライメントまたはキャリブレーションを行う露光装置を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an exposure apparatus that performs alignment or calibration with high accuracy.

本発明は、マスクを保持するマスクステージと、基板を保持する基板ステージと、前記マスクのパターンを前記基板の上に投影する投影光学系と、前記投影光学系の結像特性を計測する計測部と、を備え、前記マスクステージと前記基板ステージとを走査方向に駆動しながら前記基板を露光する露光装置であって、前記計測部は、前記マスクを配置すべき位置に配置された第1計測パターンを有するプレートと、前記基板ステージに配置された第2計測パターンと、前記マスクステージを駆動する駆動機構および前記基板ステージを駆動する駆動機構とは別に設けられ、前記第1計測パターンが目標とする像高位置に配置されるように前記プレートを移動するプレート移動機構と、前記第1計測パターン、前記投影光学系および前記第2計測パターンからの光を検出する検出器と、を含み、前記計測部は、前記検出部による検出結果から前記結像特性を求めることを特徴とする。   The present invention relates to a mask stage that holds a mask, a substrate stage that holds a substrate, a projection optical system that projects the pattern of the mask onto the substrate, and a measurement unit that measures the imaging characteristics of the projection optical system And an exposure apparatus that exposes the substrate while driving the mask stage and the substrate stage in a scanning direction, wherein the measurement unit is configured to perform a first measurement disposed at a position where the mask is to be disposed. A plate having a pattern, a second measurement pattern disposed on the substrate stage, a drive mechanism for driving the mask stage, and a drive mechanism for driving the substrate stage are provided separately, and the first measurement pattern is a target. A plate moving mechanism for moving the plate so as to be arranged at an image height position, the first measurement pattern, the projection optical system, and the second measurement Includes a detector for detecting light from the turn, the said measurement unit, and obtains the imaging characteristics from the detection result by the detection unit.

本発明によれば、高精度にアライメントまたはキャリブレーションを行う露光装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an exposure apparatus that performs alignment or calibration with high accuracy.

TTL方式のフォーカスキャリブレーション機能を持つ従来の露光装置を示す図である。It is a figure which shows the conventional exposure apparatus with a focus calibration function of a TTL system. フォーカスキャリブレーションに用いる計測用パターンの例である。It is an example of the pattern for a measurement used for focus calibration. 検出光量から焦点位置を算出する例である。It is an example which calculates a focus position from detected light quantity. 第1実施形態の露光装置の概略図である。It is the schematic of the exposure apparatus of 1st Embodiment. 第1実施形態のプレートの例である。It is an example of the plate of 1st Embodiment. 第1実施形態の計測時の露光装置の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the exposure apparatus at the time of measurement of 1st Embodiment. 第2実施形態の露光装置の概略図である。It is the schematic of the exposure apparatus of 2nd Embodiment. 第2実施形態の露光方法のフローチャートである。It is a flowchart of the exposure method of 2nd Embodiment. 第2実施形態のX方向の露光範囲の例である。It is an example of the exposure range of the X direction of 2nd Embodiment. 第2実施形態のX方向の計測位置の例である。It is an example of the measurement position of the X direction of 2nd Embodiment. 第2実施形態の計測時の露光装置の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the exposure apparatus at the time of measurement of 2nd Embodiment. 第2実施形態の焦点位置のずれ量と補正量の例である。It is an example of the deviation | shift amount and correction amount of the focus position of 2nd Embodiment.

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。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

〔第1実施形態〕
図4は、本発明に係る走査型の露光装置の概略図である。なお、図4において図1と同一の部材に関しては同様の参照符号を付して説明は省略する。図4(A)は露光装置全体の正面図、図4(B)はマスクステージ3周辺の詳細を示す平面図である。まず、走査露光を行う形態について説明する。図4に示すように、照明光学系1から射出された露光光は、マスクステージ3に搭載された実デバイスパターンが描写されているマスク(レチクル)2を透過し、投影光学系4に入射し、感光性の基板(ウエハ)5に到達する。マスク2の実デバイスパターン面と基板5は投影光学系4により共役な位置関係になっている。そのためマスク2の実デバイスパターンは投影光学系4を介し基板5上に投影され転写される。基板5は基板ステージ6に保持されている。マスクステージ3と基板ステージ6が図4のY方向に同期走査することでマスク2上の実デバイスパターンが基板5に露光される。
[First embodiment]
FIG. 4 is a schematic view of a scanning type exposure apparatus according to the present invention. In FIG. 4, the same members as those in FIG. FIG. 4A is a front view of the entire exposure apparatus, and FIG. 4B is a plan view showing details of the periphery of the mask stage 3. First, the form which performs scanning exposure is demonstrated. As shown in FIG. 4, the exposure light emitted from the illumination optical system 1 passes through a mask (reticle) 2 on which an actual device pattern mounted on the mask stage 3 is depicted, and enters the projection optical system 4. The photosensitive substrate (wafer) 5 is reached. The actual device pattern surface of the mask 2 and the substrate 5 are in a conjugate positional relationship by the projection optical system 4. Therefore, the actual device pattern of the mask 2 is projected and transferred onto the substrate 5 via the projection optical system 4. The substrate 5 is held on the substrate stage 6. The mask device 3 and the substrate stage 6 are synchronously scanned in the Y direction in FIG.

次に、フォーカスキャリブレーションを行う形態について説明する。実デバイスパターンを露光する際の露光条件(露光領域、照明モード、マスクパターン等)を入力する入力部13と、入力部13により入力された情報から計測条件(計測位置、パターン)を決定する決定部14が構成される。プレート15には線幅、ピッチ、方向等の異なるラインアンドスペースパターンからなる種々のマスク側マーク(第1計測パターン)Pが描画されている。プレート15は、第1計測パターンがPが目標とする像高位置に配置されるように、プレート移動機構16によって移動させる。プレート移動機構16はアクチュエータによってプレートを移動してもよいし、可動機構を設けることで手動で移動してもよい。図4(B)に示す通り、プレート15及びプレート移動機構16の組は、X方向に間隔を置いて複数配置されている。本実施形態の露光装置は、プレート15及びプレート移動機構16の組を複数有しているが、組の数や、組の配置位置は限定されない。   Next, a form in which focus calibration is performed will be described. Input unit 13 for inputting an exposure condition (exposure area, illumination mode, mask pattern, etc.) for exposing an actual device pattern, and determination for determining a measurement condition (measurement position, pattern) from information input by input unit 13 Part 14 is configured. Various mask side marks (first measurement patterns) P made of line and space patterns having different line widths, pitches, directions and the like are drawn on the plate 15. The plate 15 is moved by the plate moving mechanism 16 so that the first measurement pattern is arranged at the image height position targeted by P. The plate moving mechanism 16 may move the plate by an actuator, or may move manually by providing a movable mechanism. As shown in FIG. 4B, a plurality of sets of the plate 15 and the plate moving mechanism 16 are arranged at intervals in the X direction. Although the exposure apparatus of this embodiment has a plurality of sets of the plate 15 and the plate moving mechanism 16, the number of sets and the arrangement position of the sets are not limited.

図5にプレート15の一例を示す。図5のプレート15にはパターンの方向が異なる4種類の第1計測パターンP1〜P4が描画されているが、第1計測パターンの数や種類は限定されない。プレート移動機構16はプレート移動機構制御部17により制御され、投影光学系4の光軸(Z軸)に垂直な平面(XY平面)内でプレート15を移動可能になっている。そのため、プレート15は走査方向およびその直交方向の双方に投影光学系4の有効領域内の任意の像高位置に移動することが可能である。図4のプレート移動機構16は、マスクステージ3を駆動する機構とは別に間隔をおいて設けられている。しかし、プレート移動機構16は、マスクステージ3上に搭載されていてもよい。主制御部7からマスクステージ制御部8に指令を出し、マスクステージ3を、マスク2とプレート15とが互いに干渉しない位置に退避させる。   FIG. 5 shows an example of the plate 15. Although four types of first measurement patterns P1 to P4 having different pattern directions are drawn on the plate 15 in FIG. 5, the number and types of the first measurement patterns are not limited. The plate moving mechanism 16 is controlled by a plate moving mechanism control unit 17 and can move the plate 15 in a plane (XY plane) perpendicular to the optical axis (Z axis) of the projection optical system 4. Therefore, the plate 15 can be moved to any image height position within the effective area of the projection optical system 4 both in the scanning direction and in the orthogonal direction. The plate moving mechanism 16 in FIG. 4 is provided at an interval apart from the mechanism for driving the mask stage 3. However, the plate moving mechanism 16 may be mounted on the mask stage 3. A command is issued from the main control unit 7 to the mask stage control unit 8, and the mask stage 3 is retracted to a position where the mask 2 and the plate 15 do not interfere with each other.

その後、主制御部7からプレート移動機構制御部17及び基板ステージ制御部11に指令を出し、プレート移動機構16及び基板ステージ6を決定部14で決定された像高位置(計測位置)、パターンにそれぞれ移動させる。本実施形態では基板側マーク9は基板ステージ6により移動されるが、基板ステージ6とは異なる駆動機構を構成して基板側マーク(第2計測パターン)9を移動させることも可能である。基板側マーク9の下には基板側マーク9を透過した露光光量を検出する検出器10が配置されている。プレート15、基板側マーク(第2計測パターン)9、検出器10およびプレート駆動機構16は、検出器10による検出結果から投影光学系4の結像特性を計測する計測部を構成している。計測対象とする投影光学系4の結像特性は、フォーカス位置またはディストーションである。また、計測部は透過光量の検出だけではなく、マークからの反射光を検出するタイプのものであってもよい。   Thereafter, a command is issued from the main control unit 7 to the plate moving mechanism control unit 17 and the substrate stage control unit 11, and the plate moving mechanism 16 and the substrate stage 6 are set to the image height position (measurement position) and pattern determined by the determination unit 14. Move each one. In the present embodiment, the substrate side mark 9 is moved by the substrate stage 6, but it is also possible to configure a drive mechanism different from the substrate stage 6 to move the substrate side mark (second measurement pattern) 9. A detector 10 that detects the amount of exposure light that has passed through the substrate side mark 9 is disposed under the substrate side mark 9. The plate 15, the substrate-side mark (second measurement pattern) 9, the detector 10, and the plate driving mechanism 16 constitute a measurement unit that measures the imaging characteristics of the projection optical system 4 from the detection result by the detector 10. The imaging characteristic of the projection optical system 4 to be measured is a focus position or distortion. The measuring unit may be of a type that detects not only the amount of transmitted light but also the reflected light from the mark.

図6に図4の状態からプレート15と基板側マーク9を計測位置に移動した計測時の露光装置の状態を示す。プレート15を照明光学系1から射出された露光光で照明し、投影光学系4を介して基板側マーク9を透過した光量を検出器10で検出する。基板ステージ6をZ方向に微小駆動させ、検出光量が最大となるZ0の座標位置を処理部12で算出して取得する。検出光量が最大となる位置は、プレート15と基板側マーク9とが共役な位置関係である場合であり、その位置を探すことで焦点位置を算出する。算出された焦点位置情報を処理部12から主制御部7に送信し、主制御部7から基板ステージ制御部11に指令を出し、基板ステージ6を焦点位置のずれ分だけZ方向に駆動することでマスクパターンの焦点位置を基板5に合わせることが可能となる。 FIG. 6 shows a state of the exposure apparatus at the time of measurement in which the plate 15 and the substrate side mark 9 are moved from the state of FIG. 4 to the measurement position. The plate 15 is illuminated with exposure light emitted from the illumination optical system 1, and the amount of light transmitted through the substrate side mark 9 through the projection optical system 4 is detected by the detector 10. The substrate stage 6 is finely driven in the Z direction, and the coordinate position of Z 0 at which the detected light quantity is maximum is calculated and acquired by the processing unit 12. The position where the detected light quantity becomes maximum is when the plate 15 and the substrate side mark 9 are in a conjugate positional relationship, and the focal position is calculated by searching for the position. The calculated focal position information is transmitted from the processing unit 12 to the main control unit 7, and a command is issued from the main control unit 7 to the substrate stage control unit 11, and the substrate stage 6 is driven in the Z direction by an amount corresponding to the deviation of the focal position. Thus, the focus position of the mask pattern can be adjusted to the substrate 5.

〔第2実施形態〕
図7と図8に基づいて露光方法について説明する。図7は、第2実施形態の露光装置を示す概略図である。図7において図4と同一の部材に関しては同様の参照符号を付して説明は省略する。図7(A)は露光装置全体の正面図、図7(B)はマスクステージ周辺の詳細を示す平面図である。図7(A)は第1実施形態の図4とほぼ同じであるが、Y方向にのみ駆動するマスクステージ3とX方向にのみ移動するプレート移動機構16が1つ構成され、プレート移動機構16がマスクステージ3の上に搭載されている点が異なる。そのため、本実施形態では、プレート移動機構16がマスクステージ3と一体になって移動することで、プレート15が投影光学系4の光軸に垂直な平面(XY)の任意の位置に移動可能となる。
[Second Embodiment]
An exposure method will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a schematic view showing an exposure apparatus according to the second embodiment. 7, the same members as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. FIG. 7A is a front view of the entire exposure apparatus, and FIG. 7B is a plan view showing details of the periphery of the mask stage. FIG. 7A is substantially the same as FIG. 4 of the first embodiment. However, the mask stage 3 that is driven only in the Y direction and one plate moving mechanism 16 that moves only in the X direction are configured. Is different from that mounted on the mask stage 3. Therefore, in the present embodiment, the plate moving mechanism 16 moves integrally with the mask stage 3, so that the plate 15 can move to any position on the plane (XY) perpendicular to the optical axis of the projection optical system 4. Become.

図8は、図7の構成を用いて、フォーカスキャリブレーションを行い、基板を露光する方法を示すフローチャートである。まず、S1で、マスク2の実デバイスパターンを基板5に転写する際の露光条件(露光範囲、パターン等)が入力部13に入力される。図9に本実施形態におけるX方向(走査方向と直交する方向)の露光範囲を示す。本実施形態での実デバイスパターンはY方向(走査方向)に平行なパターンになっている。S2で、主制御部7は、マスク2をマスクステージ3にロードする。S3で、主制御部7は、基板5を基板ステージ6にロードする。S4で、主制御部7は、焦点位置の補正を行うか否かを判断する。焦点位置を補正しない場合はS12へ進んで露光を行う。   FIG. 8 is a flowchart showing a method for performing focus calibration and exposing a substrate using the configuration of FIG. First, in S <b> 1, exposure conditions (exposure range, pattern, etc.) when transferring the actual device pattern of the mask 2 to the substrate 5 are input to the input unit 13. FIG. 9 shows an exposure range in the X direction (direction orthogonal to the scanning direction) in the present embodiment. The actual device pattern in the present embodiment is a pattern parallel to the Y direction (scanning direction). In S <b> 2, the main control unit 7 loads the mask 2 onto the mask stage 3. In S <b> 3, the main control unit 7 loads the substrate 5 onto the substrate stage 6. In S4, the main control unit 7 determines whether to correct the focal position. If the focal position is not corrected, the process proceeds to S12 and exposure is performed.

S5で、決定部14は、S1で入力された露光条件から投影光学系4の有効領域内の計測位置、プレート15の第1計測パターンPを決定する。図10に本実施形態におけるX方向の計測位置を示す。本実施形態ではX方向の露光範囲の両端のA点、C点、及び露光範囲の中点(X=0)のB点を計測する。Y方向に関してはA、B、C点それぞれの照明範囲の中心を計測する。プレート15については第1実施形態の図5と同様である。本実施形態では、実デバイスパターンがY方向に平行なパターンであるので、同様にY方向に平行なパターンである図5の計測パターンP1をフォーカスキャリブレーションに使用する。本実施形態では、計測点は3点、第1計測パターンPは1種類としたが、計測点の数やパターンの種類の数は限定されない。   In S5, the determination unit 14 determines the measurement position in the effective area of the projection optical system 4 and the first measurement pattern P of the plate 15 from the exposure condition input in S1. FIG. 10 shows measurement positions in the X direction in the present embodiment. In this embodiment, the points A and C at both ends of the exposure range in the X direction and the point B at the midpoint of the exposure range (X = 0) are measured. For the Y direction, the centers of the illumination ranges at points A, B, and C are measured. The plate 15 is the same as in FIG. 5 of the first embodiment. In the present embodiment, since the actual device pattern is a pattern parallel to the Y direction, the measurement pattern P1 of FIG. 5 that is also a pattern parallel to the Y direction is used for focus calibration. In the present embodiment, three measurement points and one type of first measurement pattern P are used, but the number of measurement points and the number of pattern types are not limited.

S6で、主制御部7は、プレート15の第1計測パターンP1の中心がS5で決定した計測位置(計測点A、B、C)に配置されるように、マスクステージ3の駆動機構、プレート移動機構16を用いて所定の位置に移動する。主制御部7からマスクステージ制御部8に指令を出し、マスクステージ3をY方向の所定位置に駆動する。同様に、主制御部7からプレート移動機構制御部17に指令を出し、プレート移動機構16によりプレート15をX方向の所定位置に移動する。S7で、主制御部7は、プレート15に対応した位置に基板側マーク9が配置されるように、基板ステージ制御部11に指令を出し、基板ステージ6を所定位置に駆動する。図11に図7の状態からプレート15と基板側マーク9を計測位置に移動した計測時の露光装置の状態を示す。図11(A)は露光装置全体の正面図、図11(B)はマスクステージ3の詳細を示す平面図である。   In S6, the main control unit 7 determines that the center of the first measurement pattern P1 of the plate 15 is arranged at the measurement position (measurement points A, B, C) determined in S5, the driving mechanism of the mask stage 3, the plate It moves to a predetermined position using the moving mechanism 16. A command is issued from the main control unit 7 to the mask stage control unit 8 to drive the mask stage 3 to a predetermined position in the Y direction. Similarly, a command is issued from the main control unit 7 to the plate moving mechanism control unit 17, and the plate 15 is moved to a predetermined position in the X direction by the plate moving mechanism 16. In S7, the main control unit 7 issues a command to the substrate stage control unit 11 so that the substrate side mark 9 is arranged at a position corresponding to the plate 15, and drives the substrate stage 6 to a predetermined position. FIG. 11 shows the state of the exposure apparatus at the time of measurement in which the plate 15 and the substrate side mark 9 are moved to the measurement position from the state of FIG. FIG. 11A is a front view of the entire exposure apparatus, and FIG. 11B is a plan view showing details of the mask stage 3.

S8で、主制御部7は、焦点位置のずれを計測する。主制御部7は、基板ステージ6をZ方向に微小駆動させ、検出光量が最大となるZ0の座標位置を処理部12で算出する。S9で、主制御部7は、S5で決定された全ての計測点の計測が終了しているか否かを判断する。計測が終了していない場合はS6に戻り、次の計測条件の焦点位置のずれを計測する。計測が終了している場合はS10に進む。S10で、処理部12は、計測結果に基づいて焦点位置の補正量を算出する。計測点A、B、Cの焦点位置のずれ量をそれぞれF、F、Fとすると、焦点位置の補正量CFは以下の式1で表現される。ただし、焦点位置の補正量CFがF、F、Fの関数である場合には、式1に限定されない。
CF={(F+F)/2+F}/2・・・(1)
In S8, the main control unit 7 measures the shift of the focal position. The main control unit 7 finely drives the substrate stage 6 in the Z direction, and the processing unit 12 calculates the coordinate position of Z 0 at which the detected light amount is maximum. In S9, the main control unit 7 determines whether measurement of all measurement points determined in S5 has been completed. If the measurement is not completed, the process returns to S6, and the focus position shift under the next measurement condition is measured. If the measurement has been completed, the process proceeds to S10. In S10, the processing unit 12 calculates the correction amount of the focal position based on the measurement result. Assuming that the shift amounts of the focus positions of the measurement points A, B, and C are F A , F B , and F C , respectively, the focus position correction amount CF is expressed by Equation 1 below. However, when the focal position correction amount CF is a function of F A , F B , and F C , it is not limited to Equation 1.
CF = {(F A + F C ) / 2 + F B } / 2 (1)

計測点A、B、Cで計測された焦点位置のずれ量と焦点位置の補正量を図12に示す。S11で、処理部12は、S10で算出された焦点位置の補正量を主制御部7に送信し、主制御部7は、基板ステージ制御部11に指令を出し、基板ステージ6を焦点位置の補正量分だけZ方向に駆動し、焦点位置を補正する。本実施形態では、基板ステージ6を駆動して焦点位置を補正したが、焦点位置の補正方法は限定されない。S12で、主制御部7は、マスクステージ制御部8及び基板ステージ制御部11に指令を出し、マスクステージ3及び基板ステージ6を露光位置(X,Y)に移動する。S13で、照明光学系1は、露光光によってマスク2を照明し、マスクステージ3と基板ステージ6とがY方向に同期して走査されることで、マスク2上のパターンが投影光学系4を介して基板5に1ショット分だけ転写される。   FIG. 12 shows the focal position shift amount and the focal position correction amount measured at the measurement points A, B, and C. FIG. In S <b> 11, the processing unit 12 transmits the focal position correction amount calculated in S <b> 10 to the main control unit 7, and the main control unit 7 issues a command to the substrate stage control unit 11 to move the substrate stage 6 to the focal position. Drives in the Z direction by the correction amount to correct the focal position. In the present embodiment, the focus position is corrected by driving the substrate stage 6, but the method for correcting the focus position is not limited. In S12, the main control unit 7 issues a command to the mask stage control unit 8 and the substrate stage control unit 11, and moves the mask stage 3 and the substrate stage 6 to the exposure position (X, Y). In S13, the illumination optical system 1 illuminates the mask 2 with exposure light, and the mask stage 3 and the substrate stage 6 are scanned in synchronism with the Y direction so that the pattern on the mask 2 changes the projection optical system 4. Then, only one shot is transferred to the substrate 5.

S14で、主制御部7は、全てのショットの露光が終了しているか否かを判断する。露光が終了していない場合はS12に戻り、次のショットを露光する。露光が終了している場合はS15に進む。S15で、主制御部7は、露光が完了した基板5を基板ステージ6からアンロードする。S16で、主制御部7は、すべての基板5へのパターン転写が終了したか否かを判断する。終了していれば露光完了であり、終了していなければS3からS15を繰り返す。本実施形態によると、投影光学系4の有効領域内の任意の計測点、パターンを計測可能なフォーカスキャリブレーションを備えた露光が可能となる。   In S14, the main control unit 7 determines whether exposure of all shots has been completed. If the exposure has not ended, the process returns to S12 to expose the next shot. If the exposure has been completed, the process proceeds to S15. In step S <b> 15, the main control unit 7 unloads the substrate 5 that has been exposed from the substrate stage 6. In S16, the main control unit 7 determines whether or not the pattern transfer to all the substrates 5 has been completed. If completed, the exposure is completed, and if not completed, S3 to S15 are repeated. According to this embodiment, exposure with focus calibration capable of measuring arbitrary measurement points and patterns within the effective area of the projection optical system 4 becomes possible.

[デバイス製造方法]
次に、デバイス(半導体デバイス、液晶表示デバイス等)の製造方法について説明する。半導体デバイスは、ウエハに集積回路を作る前工程と、前工程で作られたウエハ上の集積回路チップを製品として完成させる後工程を経ることにより製造される。前工程は、前述の走査露光装置を使用して感光剤が塗布されたウエハを露光する工程と、ウエハを現像する工程を含む。後工程は、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)と、パッケージング工程(封入)を含む。液晶表示デバイスは、透明電極を形成する工程を経ることにより製造される。透明電極を形成する工程は、透明導電膜が蒸着されたガラス基板に感光剤を塗布する工程と、前述の走査露光装置を使用して感光剤が塗布されたガラス基板を露光する工程と、ガラス基板を現像する工程を含む。本実施形態のデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。
[Device manufacturing method]
Next, a method for manufacturing a device (semiconductor device, liquid crystal display device, etc.) will be described. A semiconductor device is manufactured through a pre-process for producing an integrated circuit on a wafer and a post-process for completing an integrated circuit chip on the wafer produced in the pre-process as a product. The pre-process includes a step of exposing the wafer coated with the photosensitive agent using the above-described scanning exposure apparatus, and a step of developing the wafer. The post-process includes an assembly process (dicing and bonding) and a packaging process (encapsulation). A liquid crystal display device is manufactured through a process of forming a transparent electrode. The step of forming the transparent electrode includes a step of applying a photosensitive agent to a glass substrate on which a transparent conductive film is deposited, a step of exposing the glass substrate on which the photosensitive agent is applied using the above-described scanning exposure apparatus, and a glass Developing the substrate. According to the device manufacturing method of the present embodiment, it is possible to manufacture a higher quality device than before.

以上、本発明の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ず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.

2:マスク。3:マスクステージ。4:投影光学系。5:基板。6:基板ステージ。9:基板側マーク(第2計測パターン)。10:検出器。15:プレート。16:プレート移動機構。20:制御部。P、P1〜P4:マスク側マーク(第1計測パターン)。 2: Mask. 3: Mask stage. 4: Projection optical system. 5: Substrate. 6: Substrate stage. 9: Substrate side mark (second measurement pattern). 10: Detector. 15: Plate. 16: Plate moving mechanism. 20: Control unit. P, P1 to P4: Mask side marks (first measurement pattern).

Claims (11)

マスクを保持するマスクステージと、基板を保持する基板ステージと、前記マスクのパターンを前記基板の上に投影する投影光学系と、前記投影光学系の結像特性を計測する計測部と、を備え、前記マスクステージと前記基板ステージとを走査方向に駆動しながら前記基板を露光する露光装置であって、
前記計測部は、
前記マスクを配置すべき位置に配置された第1計測パターンを有するプレートと、
前記基板ステージに配置された第2計測パターンと、
前記マスクステージを駆動する駆動機構および前記基板ステージを駆動する駆動機構とは別に設けられ、前記第1計測パターンが目標とする像高位置に配置されるように前記プレートを移動するプレート移動機構と、
前記第1計測パターン、前記投影光学系および前記第2計測パターンからの光を検出する検出器と、
を含み、
前記計測部は、前記検出器による検出結果から前記結像特性を求めることを特徴とする露光装置。
A mask stage that holds a mask; a substrate stage that holds a substrate; a projection optical system that projects the pattern of the mask onto the substrate; and a measurement unit that measures the imaging characteristics of the projection optical system. An exposure apparatus that exposes the substrate while driving the mask stage and the substrate stage in a scanning direction,
The measuring unit is
A plate having a first measurement pattern arranged at a position where the mask is to be arranged;
A second measurement pattern disposed on the substrate stage;
A plate moving mechanism that is provided separately from a driving mechanism that drives the mask stage and a driving mechanism that drives the substrate stage, and that moves the plate so that the first measurement pattern is disposed at a target image height position; ,
A detector for detecting light from the first measurement pattern, the projection optical system, and the second measurement pattern;
Including
The exposure apparatus characterized in that the measurement unit obtains the imaging characteristics from a detection result by the detector.
前記プレート移動機構は、前記走査方向と該走査方向と直交する方向との双方に前記プレートを移動可能であることを特徴とする請求項1に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 1, wherein the plate moving mechanism is capable of moving the plate both in the scanning direction and in a direction orthogonal to the scanning direction. 前記プレート移動機構は、前記マスクステージの上に搭載されて、前記走査方向と直交する方向に前記プレートを移動可能とし、前記プレートは、前記マスクステージの駆動によって前記走査方向に移動可能であることを特徴とする請求項1に記載の露光装置。   The plate moving mechanism is mounted on the mask stage and can move the plate in a direction orthogonal to the scanning direction, and the plate can be moved in the scanning direction by driving the mask stage. The exposure apparatus according to claim 1. 露光領域に応じて前記目標とする像高位置を決定し、前記計測部が前記決定された像高位置における前記結像特性を計測するように前記プレート移動機構を制御する制御部を備えることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の露光装置。   A control unit configured to determine the target image height position according to an exposure area, and to control the plate moving mechanism so that the measurement unit measures the imaging characteristics at the determined image height position; The exposure apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the exposure apparatus is characterized in that: 前記制御部は、前記露光領域の両端および中点に対応する少なくとも3つの目標とする像高位置を決定することを特徴とする請求項4に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 4, wherein the control unit determines at least three target image height positions corresponding to both ends and a middle point of the exposure region. 前記プレートは、複数の計測パターンを有し、前記制御部は、前記マスクのパターンに応じて前記複数の計測パターンから前記結像特性の計測に使用する計測パターンを決定することを特徴とする請求項4または5に記載の露光装置。   The plate has a plurality of measurement patterns, and the control unit determines a measurement pattern to be used for measurement of the imaging characteristics from the plurality of measurement patterns according to the pattern of the mask. Item 6. The exposure apparatus according to Item 4 or 5. 前記複数の計測パターンは、線幅、ピッチ、線の方向の少なくともいずれかが互いに異なるラインアンドスペースパターンであることを特徴とする請求項6に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 6, wherein the plurality of measurement patterns are line and space patterns different from each other in at least one of a line width, a pitch, and a line direction. 前記計測部は、前記プレートおよび前記プレート移動機構をそれぞれ含む組を複数有することを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 1, wherein the measurement unit includes a plurality of sets each including the plate and the plate moving mechanism. 前記結像特性は、前記投影光学系のフォーカス位置またはディストーションであることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項に記載の露光装置。   9. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the imaging characteristic is a focus position or distortion of the projection optical system. 前記制御部は、前記計測部の計測結果に基づいて前記投影光学系の結像特性を補正するように前記基板ステージの駆動を制御することを特徴とする請求項4ないし7のいずれか1項に記載の露光装置。   The said control part controls the drive of the said substrate stage so that the image formation characteristic of the said projection optical system may be corrected based on the measurement result of the said measurement part. The exposure apparatus described in 1. 請求項1ないし10のいずれか1項に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
前記工程で露光された前記基板を現像する工程と、
を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
A step of exposing the substrate using the exposure apparatus according to claim 1;
Developing the substrate exposed in the step;
A device manufacturing method comprising:
JP2014187030A 2014-09-12 2014-09-12 Exposure device and device manufacturing method Pending JP2016062921A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014187030A JP2016062921A (en) 2014-09-12 2014-09-12 Exposure device and device manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014187030A JP2016062921A (en) 2014-09-12 2014-09-12 Exposure device and device manufacturing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2016062921A true JP2016062921A (en) 2016-04-25

Family

ID=55798141

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014187030A Pending JP2016062921A (en) 2014-09-12 2014-09-12 Exposure device and device manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2016062921A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5457767B2 (en) Exposure apparatus and device manufacturing method
JP5507875B2 (en) Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
TWI534558B (en) Detection device, exposure apparatus, and device manufacturing method using same
US9639008B2 (en) Lithography apparatus, and article manufacturing method
KR102191685B1 (en) Projection exposure apparatus and method
JP2018072541A (en) Pattern formation method, positioning method of substrate, positioning device, pattern formation device and manufacturing method of article
JP5264406B2 (en) Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
US9910371B2 (en) Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
US20100073656A1 (en) Alignment unit and exposure apparatus
JPH10223528A (en) Projection aligner and aligning method
US10488764B2 (en) Lithography apparatus, lithography method, and method of manufacturing article
US9400434B2 (en) Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
JP6727554B2 (en) Exposure apparatus, flat panel display manufacturing method, device manufacturing method, and exposure method
JP5773735B2 (en) Exposure apparatus and device manufacturing method
JP6371602B2 (en) Exposure apparatus, exposure method, and article manufacturing method
KR102493922B1 (en) Determination method, exposure method, exposure apparatus, method of manufacturing article, and computer program
JP6185724B2 (en) Exposure apparatus and article manufacturing method
JP2013247304A (en) Substrate holding device, exposure device and device manufacturing method
JP2020177149A (en) Exposure apparatus and method for manufacturing article
JP2016062921A (en) Exposure device and device manufacturing method
KR20230113145A (en) Exposure method, exposure apparatus, and method of manufacturing article
JP6298345B2 (en) Measuring method, exposure apparatus, and article manufacturing method
KR20210083168A (en) Exposure apparatus and method of manufacturing article
JP2013239639A (en) Exposure device and adjustment method therefor, displacement of pattern measurement method, and manufacturing method for device
JP2017198757A (en) Exposure equipment