JP2021026157A - 露光装置、物品の製造方法、露光方法、及び記録媒体 - Google Patents
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Abstract
Description
そのような歪みが発生しているウエハに対して露光を行う際には、ウエハ面内に設けられているアライメントマーク等を計測することによって、歪みを面内の位置依存性として取得し、その結果から露光パラメータを補正することができる。
また、そのような歪みに応じて露光パラメータを補正する際にスループットを向上させるために、ウエハ面内のサンプルショット領域内のアライメントマーク等のみを計測することによって補正を行う手法も知られている。
そのため、補正の効率化の観点では、そのような歪みの発生傾向を考慮してサンプルショット領域を配置することが重要である。
そこで本発明は、効率よく露光パラメータを補正することができる露光装置、物品の製造方法、露光方法、及び記録媒体を提供することを目的とする。
図1は、第一実施形態に係る露光装置10の模式図を示している。
図1に示されているように、本実施形態に係る露光装置10は、光源1と、光源1から出射した露光光をレチクル3(原版)へ導光する照明光学系2とを備えている。また、本実施形態に係る露光装置10は、レチクル3を通過した露光光をウエハステージ7(ステージ)上に配置されたウエハ6(基板)に導光する投影光学系4を備えている。また、以下では、ウエハ6の面内において互いに直交する二方向をそれぞれx方向及びy方向、ウエハ6の面に垂直な方向をz方向と定義する。
また、本実施形態に係る露光装置10は、照明光学系2、投影光学系4、アライメントスコープ5及びウエハステージ7を制御する制御部15を備えている。
そして、計測された歪みに基づいて露光パラメータを補正する際の補正次数に応じて変化する補正残差が露光装置10のオーバーレイ管理目標値に対して十分小さくなるように、補正次数を決定する。
そして、決定された補正次数に応じてサンプルショット領域の配置を行う。
従って、フィッティングにおけるx方向及びy方向それぞれに関する係数の数、すなわちパラメータの数N+1は、共に4となる。
そのため、従来の露光装置では、例えば図3(a)に示されているように、ウエハ6上を4行4列のマトリックス30に分割する。
そして、マトリックス30の各分割領域32に対して一つずつ設けられるように、サンプルショット領域31を配置する。
そのため、従来の露光装置では、例えば図3(b)に示されているように、ウエハ6上を6行6列のマトリックス30に分割する。
そして、マトリックス30の各分割領域32に対して一つずつ設けられるように、サンプルショット領域31を配置する。
しかしながら、上述したように、例えばレジスト塗布、エッチング、熱処理、成膜、CMP等のプロセスの多くは、ウエハ6の全体を同心円状且つ中心から外側に行くほど歪ませる傾向にある。
そのため、所定の補正次数に応じたサンプルショット領域の配置はそのような傾向を考慮して行う必要がある。
これにより、ウエハ6の面内に広がりを持たせるようにサンプルショット領域を配置することができると共に、露光前プロセスによって発生する同心円状の歪みに対する補正をより少ないサンプルショット領域の配置により行うことができる。
また、図5は、本実施形態に係る露光装置10におけるウエハステージ7の駆動位置や、照明光学系2及び投影光学系4の少なくとも一方の光学性能等の露光パラメータの補正方法を示すフローチャートである。
なお、ステップS1では、アライメントマーク21の計測結果の代わりに、予め所定のウエハ6に対して行われた露光処理の結果、すなわちオーバーレイ精度を用いて必要な補正次数Nを決定してもよい。
そして、各分割領域45に一つずつ設けられるように、サンプルショット領域40を配置する(ステップS3)。
ただし、分割領域45の形状や大きさによって、ショット領域20が含まれない分割領域45があるが、その場合は近傍のショット領域20をサンプルショット領域40として配置すればよい。
また、サンプルショット領域40は、分割領域45それぞれにおいて発生している平均的な歪みを見るために、各分割領域45の図形の幾何中心(重心)に最も近いアライメントマーク21を含むショット領域20に設定する。
また、ショット領域20内に複数のアライメントマーク21が設けられている場合には、各ショット領域20内において同じ位置に設けられているアライメントマーク21を選択して、サンプルショット領域40を配置する。
また、例えばx方向及びy方向における補正次数Nが5次と決定された場合、独立なパラメータの数は21であるため、図4(b)に示されているように、同心円分割数p=2、同心円間領域分割数s=12として、24の分割領域を設定する。
例えば、図4(a)に示されているように、半径Rのウエハ6の面上を円の周方向に6等分、すなわちハッチングで示される中心角θ=60°の扇形46を6個含むとき、扇形及び切頭扇形は、次のように定義される。
そして、切頭扇形48とは、半径R及び中心角θ=60°の扇形46のうち、半径R/2及び中心角θ=60°の扇形47を除いた、径R−R/2及び中心角θ=60°の切頭扇形と定義し、S(60°、R−R/2)と表すこととする。
そして、以下の式(1)を用いて計測結果(計測位置)をフィッティングすることによって、係数ai(i=0,1,…,N)及びbj(j=0,1,…,N)を取得する。
このように算出されたΔxy(x,y)が、ウエハ6の各位置におけるウエハ面に平行な第一の断面内の歪みΔxy(x,y)に対応する。
換言すると、この補正は、露光装置10においてウエハ6を露光する際の座標系を変換することに対応する。
また、補正する露光パラメータとしては、ウエハステージ7の駆動位置や、照明光学系2及び投影光学系4の少なくとも一方の光学性能が挙げられるが、これに限られない。
換言すると、本実施形態に係る露光装置10では、分割領域である扇形及び切頭扇形は、互いに同じ径を有しているということができる。
これにより、露光装置10以外の装置によるプロセスによってウエハ6上に発生する歪みに応じて、少ないサンプルショット領域40の配置で露光パラメータを補正することができる。
また、換言すると、本実施形態に係る露光装置10では、ウエハ6の面内に設けられたアライメントマーク全てを計測して歪みを補正した結果に近くなるように、サンプルショット領域40をウエハ6の面内に広がりを持たせて配置している。
また、本実施形態に係る露光装置10では、x方向及びy方向における補正次数Nを互いに同一にしていたが、これに限らず、x方向及びy方向における補正次数を互いに異なるように設定しても構わない。
また、本実施形態に係る露光装置10では、各ショット領域20内に設けられたアライメントマーク21を計測しているが、これに限られない。例えば、アライメントマーク21が各ショット領域20外に設けられている場合には、各ショット領域20に対応するアライメントマーク21を計測すればよい。
図6は、第二実施形態に係る露光装置におけるウエハ6の分割方法を示す図である。
なお、本実施形態に係る露光装置は、ウエハ6の分割方法が異なる以外は、第一実施形態に係る露光装置10と同一の構成であるため、同一の部材には同一の符番を付して説明を省略する。
換言すると、本実施形態に係る露光装置では、隣接する同心円の間に含まれる領域の面積が互いに等しくなるように、ウエハ6の面内を複数の同心円に分割している。
そして、各サンプルショット領域40に設けられた不図示のアライメントマークを計測する。そして、上記の式(1)を用いて計測結果(計測位置)をフィッティングすることによって、係数ai(i=0,1,…,N)及びbj(j=0,1,…,N)を取得する。
換言すると、本実施形態に係る露光装置では、第一実施形態に係る露光装置10と比べて、ウエハ6の外周部側にサンプルショット領域40をより多く配置することができる。
これにより、本実施形態に係る露光装置では、歪みが大きく発生するウエハ6の外周部近傍における歪みの傾向をより確実にとらえることが可能となる。
図7は、第三実施形態に係る露光装置70の模式図を示している。
なお、本実施形態に係る露光装置70は、フォーカス計測用光学系が設けられている以外は、第一実施形態に係る露光装置10と同一の構成であるため、同一の部材には同一の符番を付して説明を省略する。
そして、投光部8及び受光部9からフォーカス計測用光学系(計測部)が構成される。
これにより、本実施形態に係る露光装置70では、ウエハ6に設けられているパターンの段差(xy面内の各位置におけるz方向の高さ)を計測することができる。
なお、ウエハ6にパターンが設けられていない場合は、ウエハ6の下地における段差を計測することになる。
そして、算出された位置ずれから露光位置の高さZや回転Tiltにおける補正量をフィードバックすることができる。
そのため、平均的な段差形状を得るためには、第一及び第二実施形態と同様にサンプルショット領域40を配置すればよい。
次に、必要な補正次数Nに基づいて、ウエハ6の同心円分割数p及び同心円間領域分割数sを設定し、ウエハ6を同心円状に分割した後、各同心円間の領域を複数の分割領域45に分割し、各分割領域45に対して一つずつサンプルショット領域40を配置する。
そして、ウエハ6の各位置における面に垂直な第一の方向の段差Δz(x,y)を算出する。
換言すると、これは、露光装置10においてウエハ6を露光する際の座標系を変換することに対応する。
そして、露光装置70以外の装置のプロセスによってウエハ6上に発生するパターン段差に応じて、少ないサンプルショット領域40の配置で露光パラメータを補正することができる。
次に、第一乃至第三実施形態のいずれかに係る露光装置を用いた物品の製造方法について説明する。
物品は、半導体デバイス、表示デバイス、カラーフィルタ、光学部品、MEMS等である。
前工程は、第一乃至第三実施形態のいずれかに係る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露光工程と、感光剤を現像する現像工程とを含む。
現像された感光剤のパターンをマスクとしてエッチング工程やイオン注入工程等が行われ、ウエハ上に回路パターンが形成される。
これらの露光、現像、エッチング等の工程を繰り返して、ウエハ上に複数の層からなる回路パターンが形成される。
後工程で、回路パターンが形成されたウエハに対してダイシングを行い、チップのマウンティング、ボンディング、検査工程を行う。
5 アライメントスコープ(計測部)
6 ウエハ(基板)
10 露光装置
15 制御部
21 アライメントマーク(所定の箇所)
40 サンプルショット領域
45 分割領域
N 補正次数
Claims (16)
- 原版に描画されたパターンを基板に転写するように前記基板を露光する露光装置であって、
制御部を備え、該制御部は、
補正次数に応じて、前記基板の面内を複数の分割領域に分割し、該複数の分割領域は同心円に沿って配列されており、各分割領域は切頭扇形又は扇形で互いに同じ中心角を有しており、
各分割領域において互いに同一個数のサンプルショット領域を配置し、
前記サンプルショット領域の各々における所定の箇所を計測部に計測させ、
該計測結果に基づいて前記露光装置の露光パラメータを決定することを特徴とする、露光装置。 - 前記制御部は、前記サンプルショット領域の各々における前記基板の面に平行な第一の断面内のアライメントマークの位置を前記計測部に計測させ、該計測結果に基づいて、前記第一の断面内の方向に関する前記露光パラメータを決定することを特徴とする、請求項1に記載の露光装置。
- 前記制御部は、前記分割領域において幾何中心に最も近い前記アライメントマークを含むショット領域を前記サンプルショット領域に設定することを特徴とする、請求項2に記載の露光装置。
- 前記制御部は、所定の前記基板上に設けられた前記アライメントマークを前記計測部に計測させ、該計測結果と求められているオーバーレイ精度とから、前記補正次数を決定することを特徴とする請求項2または3に記載の露光装置。
- 前記制御部は、前記サンプルショット領域の各々における前記基板の面に垂直な第一の方向のパターンの位置を前記計測部に計測させ、該計測結果に基づいて、前記第一の方向に関する前記露光パラメータを決定することを特徴とする、請求項1に記載の露光装置。
- 前記制御部は、前記分割領域において幾何中心に最も近いショット領域を前記サンプルショット領域に設定することを特徴とする、請求項6に記載の露光装置。
- 前記制御部は、所定の前記基板上に設けられた前記パターンの前記第一の方向における位置を前記計測部に計測させ、該計測結果と求められているオーバーレイ精度とから、前記補正次数を決定することを特徴とする請求項6または7に記載の露光装置。
- 前記同心円は、互いに間隔が等しい複数の同心円から成ることを特徴とする、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の露光装置。
- 前記複数の分割領域の各々は、互いに面積が等しいことを特徴とする、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の露光装置。
- 前記基板が載置されるステージを備え、
前記制御部は、前記計測結果に基づいて前記ステージの駆動位置を決定することを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載の露光装置。 - 光源から出射した露光光を前記原版へ導光する照明光学系と、前記原版を通過した前記露光光を前記基板に導光する投影光学系とを備え、
前記制御部は、前記計測結果に基づいて前記照明光学系及び前記投影光学系の少なくとも一方の光学性能を決定することを特徴とする請求項1乃至12のいずれか一項に記載の露光装置。 - 請求項1乃至13のいずれか一項に記載の露光装置を用いて前記基板を露光する工程と、
露光された前記基板を現像する工程と、
現像された前記基板を加工して物品を得る工程と、
を有することを特徴とする物品の製造方法。 - 原版に描画されたパターンを基板に転写するように前記基板を露光する露光方法であって、
補正次数に応じて、前記基板の面内を複数の分割領域に分割する工程であって、該複数の分割領域は同心円に沿って配列されており、各分割領域は切頭扇形又は扇形で互いに同じ中心角を有している、分割する工程と、
各分割領域において互いに同一個数のサンプルショット領域を配置する工程と、
前記サンプルショット領域の各々における所定の箇所を計測する工程と、
該計測結果に基づいて露光パラメータを決定する工程と、
を含むことを特徴とする、露光方法。 - 補正次数に応じて、基板の面内を複数の分割領域に分割する工程であって、該複数の分割領域は同心円に沿って配列されており、各分割領域は切頭扇形又は扇形で互いに同じ中心角を有している、分割する工程と、
各分割領域において互いに同一個数のサンプルショット領域を配置する工程と、
前記サンプルショット領域の各々における所定の箇所を計測する工程と、
該計測結果に基づいて露光装置の露光パラメータを決定する工程と、
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラムが記録されたコンピュータが読み取り可能な記録媒体。
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