JP4261706B2 - Exposure apparatus and device manufacturing method - Google Patents
Exposure apparatus and device manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP4261706B2 JP4261706B2 JP30403999A JP30403999A JP4261706B2 JP 4261706 B2 JP4261706 B2 JP 4261706B2 JP 30403999 A JP30403999 A JP 30403999A JP 30403999 A JP30403999 A JP 30403999A JP 4261706 B2 JP4261706 B2 JP 4261706B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exposure
- alignment
- measurement
- stage
- interferometer
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子製造等に用いられる露光装置およびこれを用いたデバイス製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、半導体素子製造に用いられる露光装置として、ステッパと呼ばれる装置とスキャナと呼ばれる装置が知られている。ステッパは、ステージ装置上の半導体ウエハを投影レンズ下でステップ移動させながら、レチクル上に形成されているパターン像を投影レンズでウエハ上に縮小投影し、1枚のウエハ上の複数箇所に順次露光していくものである。スキャナは、ウエハステージ上の半導体ウエハとレチクルステージ上のレチクルとを投影レンズに対して相対移動させ、この走査移動中にスリット状の露光光を照射し、レチクルパターンをウエハに投影するものである。ステッパおよびスキャナは、解像度および重ね合せ精度の性能面から露光装置の主流と見られている。
【0003】
図9はこのような露光装置に用いられるウエハステージの上面概略図である。同図に示すように、露光されるウエハ102が、不図示のウエハチャックを介してウエハステージ101に搭載されている。露光光学系を基準とすると、露光光軸中心103の位置を不動と考えることができる。よってウエハステージ101は、ウエハ全面を露光するために、露光光軸中心103に対してXY方向に移動する必要がある。結像焦点調整のため、ウエハ102はZ方向およびチルト方向にも移動する必要があるが、ここでは説明を省略する。ウエハステージ101のXY方向の位置計測には、高精度の位置決めを実現するために高分解能レーザ干渉計が使用される。レーザ干渉計を用いるためには、ウエハステージ101上にレーザ光を反射するための反射鏡107および108を設ける必要がある。しかし、反射鏡107および108は、ウエハステージ101の移動範囲全域においてレーザ光を反射するために、ウエハステージ101の移動距離以上の長さが必要とされる。すなわち、Y方向のステージ移動距離をLyとすると、X方向位置計測用の反射鏡107の長さLxはLy以上であることが必要となる。
【0004】
ウエハステージ101の移動範囲は、露光のみを行うのであれば、ウエハ径を若干上回るものであればよい。しかし、実際にはウエハステージ101の移動は露光動作のみを行うためのものではない。ウエハ102を露光するには、結像点に対して高精度にアライメントを行う必要がある。このアライメント手法には数種のものがあるが、前もって露光転写されたウエハ上のアライメントマークにアライメント光を照射し、その反射光からアライメントずれ量を求める方法が広く用いられている。このアライメント手法においては、アライメント光軸中心と露光光軸中心が同一にならない場合がある。
【0005】
図10はアライメント光軸中心104と露光光軸中心103が一致しない場合の従来のウエハステージを示す。同図に示されるように、アライメント光軸中心104は、露光光軸中心103とある距離L2をもってウエハ上に照射される。ウエハステージ101は、ウエハ全面を露光すべくウエハ102をXY方向に移動する必要があるのと同様に、ウエハ全面にアライメント光を照射すべくウエハ102をXY方向に移動しなければならない。そのためには、ウエハステージ101の可動範囲は、アライメント光軸中心104と露光光軸中心103とがずれている分だけ大きくする必要がある。したがって、反射鏡107はウエハステージ101の移動範囲の拡大分だけ長くする必要がある。図10を用いて説明すると、X方向位置計測用の反射鏡107の長さLx2は、アライメント光軸104と露光光軸103とのずれL2分だけ長くなる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、反射鏡107を長くするには、次のような問題がある。すなわち、▲1▼高精度な鏡面をもつ長い反射鏡を作成するのは困難であり、▲2▼長い反射鏡の鏡面の作成にコストがかかり、▲3▼反射鏡自体の重量がかさんでステージ全体の重量が大きくなり、▲4▼ステージ重量の増加によりステージ駆動装置の発熱が増大し、そして、▲5▼ステージの機械系の固有振動数が低下して制御系の特性を下げてしまう。
【0007】
そこで本発明は、露光装置およびこれを用いたデバイス製造方法において、アライメント光軸と露光光軸が離れていても、それに応じてステージに搭載する反射鏡、リニアスケール等の位置計測に必要な物体を長くする必要がないようにするとともにスループットおよび精度を向上させることを課題とする。
【0008】
この課題を解決するため、本発明の第1の露光装置は、順次位置決めされる基板上の各露光位置に原版のパターンを露光する露光手段と、前記基板の位置制御を行うためのステージと、前記基板についてアライメント計測を行うためのアライメント光学系と、前記ステージに固定された所定方向に伸びた反射鏡と、前記ステージの前記所定方向にほぼ垂直な方向の位置を計測し前記露光光軸に対する前記基板の位置決めを行う露光用レーザ干渉計と、前記反射鏡からの距離が前記反射鏡から前記露光用レーザ干渉計までの距離とほぼ同一であり、前記ステージの前記所定方向にほぼ垂直な方向の位置を計測し前記アライメント光学系に対する前記基板の位置決めを行うアライメント用レーザ干渉計と、前記基板の位置制御のための位置計測を前記露光用レーザ干渉計による位置計測と前記アライメント用レーザ干渉計の位置計測との間で切り換える切り換え手段とを有し、前記基板上の各露光位置のうち最後に露光される露光位置が前記反射鏡から最も遠ざかるように露光順序が決定され、前記最後の露光位置が露光された後に、前記最後の露光位置が露光されたときの前記ステージの位置において前記切り換え手段による切り換えが行われることを特徴とする。
【0009】
第2の露光装置は、第1の露光装置において、前記各レーザ干渉計から前記反射鏡に照射されるレーザ光をそれぞれ独立に遮断するレーザ光遮断手段を有することを特徴とする。
【0010】
第3の露光装置は、第2の露光装置において、前記レーザ光遮断手段は、遮光手段と該遮光手段を駆動するための駆動装置とを備え、前記ステージの位置に応じて前記レーザ光の遮断面積を変えるものであることを特徴とする。
【0011】
第4の露光装置は、第3の露光装置において、前記レーザ光遮断手段は、固定された遮光板によるものであることを特徴とする。
【0012】
また、本発明のデバイス製造方法は、第1〜第4のいずれかの露光装置を用意する工程と、この露光装置により露光を行う工程とを具備することを特徴とする。
【0018】
【実施例】
図1は、本発明の一実施例に係る露光装置のウエハステージの上面概略図である。この露光装置は、順次位置決めされるウエハ2上の各露光位置にレチクルのパターンを露光するための投影光学系と、ウエハ2の位置制御を行うためのウエハステージ1と、ウエハ2についてアライメント計測を行うためのアライメント光学系と、ウエハ2の位置制御のために、ウエハステージ1に固定されたXおよびY方向に伸びた反射鏡8上における、ウエハステージ1のY方向位置に応じた個所の、X方向についての位置計測を行う位置計測手段とを備え、この位置計測手段は、露光光軸3に対するウエハ2の位置決めのための露光X計測干渉計6と、前記アライメント光学系の計測光軸4に対するウエハ2の位置決めのためのアライメントX計測干渉計7とを有する。
【0019】
ウエハステージ1には、不図示のウエハチャックを介してウエハ2が搭載される。ウエハステージ1は、XYZ方向およびこれら各々の軸回りの回転方向に不図示の定盤に対して移動自由に支持されており、移動方向にウエハステージ1を駆動するアクチュエータとして不図示のリニアモータが搭載されている。投影光学系の隣にアライメント光学系が構成されている。アライメント光学系は露光光とは異なる波長の光を用いており、アライメント光軸中心4は、露光光軸中心3とは一致せず、Y軸方向に離れた所に位置している。
【0020】
露光装置は、また、ウエハステージ1のY方向の位置計測を行う不図示の第1Y干渉計および第1Yレシーバを備え、これらにより、露光光軸中心3およびアライメント光軸中心4を通るようにY方向から反射鏡8に照射された第1Y干渉計計測光5aの反射光を計測する。ウエハステージ1のX方向の位置計測を行う露光X干渉計6およびXレシーバ(不図示)は、露光光軸中心3を通るようにX方向から反射鏡8に照射された露光X計測光6aの反射光6bを計測する。アライメントX計測用のアライメントX計測干渉計7およびアライメントXレシーバ(不図示)は、アライメント光軸中心4を通るようにX方向から反射鏡8に照射されるアライメントX干渉計計測光7aの反射光7bを計測する。また、前記第1Y干渉計と協働してZ軸回りの回転方向位置θzの計測を行う第2Y干渉計(不図示)が設けられている。この第2Y干渉計は、第1Y干渉計計測光5aと平行にY方向から反射鏡8に照射された第2Y干渉計計測光5bの反射光を計測する。また、ウエハステージ1のZ方向位置、X軸回りの回転方向位置θxおよびY軸回りの回転方向位置θyを計測するための不図示の3本のレーザ干渉計も設けられている。なお、ウエハステージ1の位置Z、θxおよびθyの計測は、レーザ干渉計によらなくてもよく、光学式や磁気式のリニアスケールを用いて行ってもよい。
【0021】
ウエハステージ1は、不図示のウエハステージ制御系により、ウエハステージ1の位置計測値およびウエハステージ1への位置目標値指令に基づき、高精度に位置決めされる。
【0022】
前記X方向の計測を行う露光X計測干渉計6およびアライメントX計測用のアライメントX計測干渉計7の位置と、ウエハステージ1上に設けられている反射鏡8の大きさは、次のような関係になっている。ウエハステージ1は、ウエハ2の全面を露光するのに十分な移動範囲を有することが要求される。そのため、ウエハステージ1の反射鏡8は、ウエハ露光時の任意のウエハステージ位置において、露光X計測干渉計6によりウエハステージ1のX方向位置の計測を行うのに十分な長さを有する。同様に、ウエハステージ1は、アライメント計測時にウエハ全面をアライメント計測するのに十分な移動範囲を有することが要求される。そのため、ウエハステージ1の反射鏡8は、アライメント計測時の任意のウエハステージ位置において、アライメントX計測用のアライメントX計測干渉計7によりウエハステージ1のX方向の位置計測を行うのに十分な長さを有する。
【0023】
従来は、X方向の計測を行う1つのレーザ干渉計で、ウエハ露光時およびアライメント計測時のウエハステージ1のX方向の計測を行っていた。しかし、ウエハステージ1に設けられる反射鏡8は、できるだけ小さい方が望ましい。そこで本実施例では、ウエハステージ1のX方向の計測を行う干渉計を少なくとも2つ設け、そのうちの少なくとも1つがウエハステージ1の反射鏡8への照射を行っているようにしているのである。この場合、露光時のウエハステージ移動領域(以下、「露光時移動領域」という)では、アライメントX計測光7aが反射鏡8から外れる場合がある。また、アライメント計測時のウエハステージ移動領域(以下、「アライメント時移動領域」という)では、露光X計測光6aが反射鏡8から外れる場合がある。そしてレーザ干渉計は、位置の絶対値計測はできないので、一度干渉計の計測光軸が反射鏡から外れると、他のセンサや物理的な突き当てを用いて原点(零点)を再検出する必要がある。しかし本実施例においては、反射鏡8の長さは、露光X計測光6aおよびアライメントX計測光7a間の間隔よりも大きいため、常にどちらかの計測光は、反射鏡8に照射されており、両方の計測が同時に不能になることはない。したがって、どちらかの計測光軸が反射鏡8から外れて計測不能になっても、再び反射鏡8に計測光が照射される位置にウエハステージ1が移動した際、他方の干渉計の計測値とθz方向の計測値とから、干渉計計測値の再設定をすることができる。
【0024】
また、レーザ干渉計による測長精度は、媒体の温度、圧力等の変化に影響される。媒体が常温常圧の空気の場合、測長精度は約1ppm/℃である。しかし、本実施例では、露光X計測干渉計6およびアライメントX計測干渉計7と反射鏡8との間をほぼ同距離に設定しているので、温度に影響される各々の干渉計の測長精度が同等であり、前述の干渉計計測値の再設定による設定誤差は小さくなっている。
【0025】
また、レーザ光が反射鏡8から外れると、レーザ光が露光装置の構造部材に当たり、意図せずにレーザ光が露光装置外に出射されて危険であったり、さらに外れたレーザ光が他の計測系の測長精度を悪化させたりすることがある。そこで本実施例では、反射鏡8から外れたレーザ光を遮蔽するための遮光板9および遮光板9を駆動するための駆動装置10が設けられており、反射鏡8からレーザ光が外れる前にレーザ光を遮蔽することができるようになっている。遮光板9は反射を防止するために、レーザ光の波長に対して吸収率が高い物質で構成され、あるいは表面加工がなされている。
【0026】
次に、図2〜5により本実施例の露光装置における露光時のステージ移動を説明する。図2に示すとおり、本実施例では露光位置S1、S2、S3、Sx、Sy、Szの露光順序でステージ移動を行い、その後、露光X計測干渉計6による測長値をアライメントX計測干渉計7の測長値に渡し、アライメントX計測干渉計7の再設定を行う。これによれば、露光X計測干渉計6およびアライメントX計測干渉計7と反射鏡8との距離が最短になる露光位置Szを最後に露光するため、干渉計計測値の再設定を精度よく行うことができ、さらに、露光後に露光X計測干渉計6およびアライメントX計測干渉計7と反射鏡8との距離が最短になる位置に移動する必要が無いので、速やかにアライメント計測に移行することが可能となる。
【0027】
また、露光X計測干渉計6とアライメントX計測干渉計7間の測長値の受け渡しを、図4のように、露光領域(露光光学系の露光野)が基板上にある範囲で、露光X計測干渉計6およびアライメントX計測干渉計7と反射鏡との距離が最短になる露光位置Saで行ってもよいし、図5のように、露光光軸が基板外にある時に行ってもよい。これにより、露光X計測干渉計6とアライメントX計測干渉計間の測長値の受け渡しを、さらに精度よく行うことが可能となる。
【0028】
ところで、図3に示すとおり、露光中、ある露光位置ではアライメントX計測干渉計7からのレーザ光が反射鏡8から外れることがある。その場合、本実施例では、レーザ光が反射鏡8から外れる前に遮光板9によってアライメントX計測干渉計7へのレーザ光を遮光することができる。なお、本実施例においては、遮光板9をアライメントX計測干渉計7の上流側に設置したが、下流側でもよい。また、レーザ光のビーム径全てを遮光する必要はなく、少なくとも反射鏡8から外れる部分のみを遮光してもよい。
【0029】
以上のように、本実施例においては、X軸方向の計測についての説明を行ったが、本発明はこれに限られるものではなく、露光光軸とアライメント光軸とがX軸方向にずれており、Y軸方向にアライメント計測を行うアライメントY計測用の干渉計を設ける場合に適用してもよい。
【0030】
図6は本発明の他の実施例に係る露光装置のウエハステージの上面概略図である。反射鏡8から外れるレーザ光を遮光するために、露光X干渉計およびアライメントX干渉計7から下流側にあるウエハステージのさらに下流に固定した遮光板11が設置されている。本実施例によれば、遮光板11を駆動するための駆動装置が必要無いので、構成が簡単となる。
【0031】
<デバイス製造方法の実施例>
次に上記説明した露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図7は微小デバイス(ICやLSI等の半導体チップ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等)の製造のフローを示す。ステップ1(回路設計)ではデバイスのパターン設計を行う。ステップ2(マスク製作)では設計したパターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ3(ウエハ製造)ではシリコンやガラス等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ4(ウエハプロセス)は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ5(組立て)は後工程と呼ばれ、ステップ4において作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)、パッケージング工程(チップ封入)等の工程を含む。ステップ6(検査)ではステップ5で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て、半導体デバイスが完成し、これが出荷(ステップ7)される。
【0032】
図8は上記ウエハプロセス(ステップ4)の詳細なフローを示す。ステップ11(酸化)ではウエハの表面を酸化させる。ステップ12(CVD)ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ13(電極形成)ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ14(イオン打込み)ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ15(レジスト処理)ではウエハにレジストを塗布する。ステップ16(露光)では上記説明した露光装置または露光方法によってマスクの回路パターンをウエハの複数のショット領域に並べて焼付露光する。ステップ17(現像)では露光したウエハを現像する。ステップ18(エッチング)では現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ19(レジスト剥離)ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【0033】
本実施例のデバイス製造方法によれば、露光時に使用されるウエハステージ上に長い反射鏡を固定する必要がないため、簡単で低コストな装置により、良好な位置決め特性による露光を行って、効率的にデバイスを製造することができる。
【0034】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、位置計測手段として、露光光軸に対する基板の位置決めのための露光用レーザ干渉計とアライメント光学系に対する基板の位置決めのためのアライメント用レーザ干渉計とを、ステージ上の反射鏡からほぼ同距離にあるように設置し、露光用レーザ干渉計およびアライメント用レーザ干渉計間の切り換えが行われるとき、前記基板上の各露光位置のうち最後に露光される露光位置が前記反射鏡から最も遠ざかるように配置されるようにしている。これにより、切り換え時に誤差を小さくするための余計なステージ移動をする必要がなく、したがって露光装置のスループットを向上させることができる。
【0035】
また、レーザ光遮断手段を設けたため、反射鏡から外れるレーザ光を遮光し、レーザ光が露光装置外に出るのを防止することができる。したがって、作業者に対する不慮の事故を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例に係る露光装置のウエハステージの上面概略図である。
【図2】 図1の装置における露光に伴うウエハステージの移動を示す図である。
【図3】 図1の装置におけるレーザ光の遮光の様子を示す図である。
【図4】 図1の装置における露光に伴うウエハステージの移動の他の例を示す図である。
【図5】 図1の装置における露光に伴うウエハステージの移動のさらに他の例を示す図である。
【図6】 本発明の他の実施例に係る露光装置のウエハステージの上面概略図である。
【図7】 本発明の露光装置を利用できるデバイス製造方法を示すフローチャートである。
【図8】 図7中のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。
【図9】 従来のウエハステージの上面概略図である。
【図10】 従来の他のウエハステージの上面概略図である。
【符号の説明】
1:ウエハステージ、2:ウエハ、3:露光光軸中心、4:アライメント光軸中心、5a:第1Y干渉計計測光、5b:第2Y干渉計計測光、6:露光X計測干渉計、6a:露光X計測光、6b:露光X反射光、7:アライメントX計測干渉計、7a:アライメントX計測光、7b:アライメントX反射光、8:反射鏡、9,11:遮光板、10:駆動装置、12:露光X干渉計光軸、13:アライメントX干渉計光軸、101:ウエハステージ、102:ウエハ、103:露光光軸中心、104:アライメント光軸中心、107,108:反射鏡、S1,S2,S3,Sa,Sx,Sy,Sz:露光位置。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an exposure apparatus used for manufacturing semiconductor elements and a device manufacturing method using the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an apparatus called a stepper and an apparatus called a scanner are known as exposure apparatuses used for manufacturing semiconductor elements. The stepper moves the semiconductor wafer on the stage device stepwise under the projection lens, and reduces and projects the pattern image formed on the reticle onto the wafer with the projection lens, and sequentially exposes to multiple locations on a single wafer. It is something to do. The scanner moves the semiconductor wafer on the wafer stage and the reticle on the reticle stage relative to the projection lens, irradiates slit-shaped exposure light during the scanning movement, and projects the reticle pattern onto the wafer. . Steppers and scanners are regarded as mainstream exposure apparatuses in terms of performance in terms of resolution and overlay accuracy.
[0003]
FIG. 9 is a schematic top view of a wafer stage used in such an exposure apparatus. As shown in the figure, a wafer 102 to be exposed is mounted on a wafer stage 101 via a wafer chuck (not shown). With the exposure optical system as a reference, the position of the exposure optical axis center 103 can be considered as immovable. Therefore, the wafer stage 101 needs to move in the XY directions with respect to the exposure optical axis center 103 in order to expose the entire wafer surface. The wafer 102 needs to move in the Z direction and the tilt direction in order to adjust the imaging focus, but the description is omitted here. A high-resolution laser interferometer is used for measuring the position of the wafer stage 101 in the X and Y directions in order to achieve highly accurate positioning. In order to use the laser interferometer, it is necessary to provide the reflecting mirrors 107 and 108 for reflecting the laser beam on the wafer stage 101. However, the reflecting mirrors 107 and 108 are required to have a length longer than the moving distance of the wafer stage 101 in order to reflect the laser beam in the entire moving range of the wafer stage 101. That is, when the stage moving distance in the Y direction is Ly, the length Lx of the reflecting mirror 107 for measuring the X direction position needs to be equal to or larger than Ly.
[0004]
The movement range of the wafer stage 101 may be slightly larger than the wafer diameter if only exposure is performed. However, actually, the movement of the wafer stage 101 is not for performing only the exposure operation. In order to expose the wafer 102, it is necessary to align the imaging point with high accuracy. There are several types of alignment methods, and a method is widely used in which an alignment mark on a wafer that has been exposed and transferred in advance is irradiated with alignment light and the amount of misalignment is obtained from the reflected light. In this alignment technique, the alignment optical axis center and the exposure optical axis center may not be the same.
[0005]
FIG. 10 shows a conventional wafer stage when the alignment optical axis center 104 and the exposure optical axis center 103 do not coincide. As shown in the figure, the alignment optical axis center 104 is irradiated onto the wafer at a certain distance L2 from the exposure optical axis center 103. The wafer stage 101 must move the wafer 102 in the XY direction so as to irradiate the alignment light on the entire wafer surface in the same manner as the wafer 102 needs to move in the XY direction to expose the entire wafer surface. For this purpose, the movable range of the wafer stage 101 needs to be increased by the amount of deviation between the alignment optical axis center 104 and the exposure optical axis center 103. Therefore, it is necessary to lengthen the reflecting mirror 107 by an amount corresponding to the expansion of the moving range of the wafer stage 101. Referring to FIG. 10, the length Lx2 of the reflecting mirror 107 for measuring the X-direction position becomes longer by the deviation L2 between the alignment optical axis 104 and the exposure optical axis 103.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in order to lengthen the reflecting mirror 107, there are the following problems. That is, (1) it is difficult to create a long reflector with a high-precision mirror surface, (2) it takes a lot of cost to create a mirror surface of a long reflector, and (3) the weight of the reflector itself is increased. The weight of the entire stage increases, (4) heat generation of the stage drive device increases due to the increase in the stage weight, and (5) the natural frequency of the mechanical system of the stage decreases to deteriorate the characteristics of the control system. .
[0007]
Therefore, the present invention relates to an exposure apparatus and a device manufacturing method using the same, even if the alignment optical axis and the exposure optical axis are separated from each other, an object necessary for position measurement such as a reflecting mirror and a linear scale mounted on the stage according to the alignment optical axis It is an object of the present invention to improve the throughput and accuracy while making it unnecessary to lengthen the time.
[0008]
In order to solve this problem, a first exposure apparatus of the present invention includes an exposure unit that exposes an original pattern at each exposure position on a sequentially positioned substrate, a stage for controlling the position of the substrate, An alignment optical system for performing alignment measurement on the substrate, a reflecting mirror fixed to the stage and extending in a predetermined direction, and measuring the position of the stage in a direction substantially perpendicular to the predetermined direction, with respect to the exposure optical axis The exposure laser interferometer for positioning the substrate and the distance from the reflecting mirror is substantially the same as the distance from the reflecting mirror to the exposure laser interferometer, and a direction substantially perpendicular to the predetermined direction of the stage An alignment laser interferometer that measures the position of the substrate and positions the substrate with respect to the alignment optical system, and position measurement for position control of the substrate. Serial and a switching means for switching between a position measurement by the exposing laser interferometer position measurement of the alignment laser interferometer, finally exposed by the exposure position of the exposure position on the substrate is the reflection The exposure order is determined so as to be farthest from the mirror, and after the last exposure position is exposed, switching by the switching means is performed at the stage position when the last exposure position is exposed. And
[0009]
The second exposure apparatus is characterized in that in the first exposure apparatus, there is laser light blocking means for independently blocking the laser beams irradiated from the laser interferometers to the reflecting mirror .
[0010]
According to a third exposure apparatus, in the second exposure apparatus, the laser beam blocking unit includes a light blocking unit and a driving device for driving the light blocking unit, and blocks the laser beam according to the position of the stage. It is characterized by changing the area .
[0011]
According to a fourth exposure apparatus, in the third exposure apparatus, the laser beam blocking means is a fixed light shielding plate .
[0012]
The device manufacturing method of the present invention includes a step of preparing any one of the first to fourth exposure apparatuses, and a step of performing exposure using the exposure apparatus.
[0018]
【Example】
FIG. 1 is a schematic top view of a wafer stage of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. This exposure apparatus performs alignment measurement on a
[0019]
A
[0020]
The exposure apparatus also includes a first Y interferometer (not shown) and a first Y receiver (not shown) that measure the position of the wafer stage 1 in the Y direction, so that the Y passes through the exposure
[0021]
The wafer stage 1 is positioned with high accuracy by a wafer stage control system (not shown) based on a position measurement value of the wafer stage 1 and a position target value command to the wafer stage 1.
[0022]
The positions of the exposure
[0023]
Conventionally, measurement of the wafer stage 1 in the X direction during wafer exposure and alignment measurement has been performed with one laser interferometer that performs measurement in the X direction. However, the reflecting
[0024]
Further, the measurement accuracy by the laser interferometer is affected by changes in the temperature, pressure, etc. of the medium. When the medium is air at normal temperature and pressure, the measurement accuracy is about 1 ppm / ° C. However, in this embodiment, the distance between the exposure
[0025]
Further, if the laser beam is separated from the reflecting
[0026]
Next, stage movement during exposure in the exposure apparatus of the present embodiment will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 2, in this embodiment, the stage is moved in the exposure order of exposure positions S1, S2, S3, Sx, Sy, and Sz, and then the length measurement value by the exposure
[0027]
Further, the length measurement value is transferred between the exposure
[0028]
By the way, as shown in FIG. 3, during exposure, the laser beam from the alignment
[0029]
As described above, the measurement in the X-axis direction has been described in the present embodiment, but the present invention is not limited to this, and the exposure optical axis and the alignment optical axis are shifted in the X-axis direction. Therefore, the present invention may be applied when an interferometer for alignment Y measurement that performs alignment measurement in the Y-axis direction is provided.
[0030]
FIG. 6 is a schematic top view of a wafer stage of an exposure apparatus according to another embodiment of the present invention. In order to shield the laser light coming off the reflecting
[0031]
<Example of Device Manufacturing Method>
Next, an embodiment of a device manufacturing method using the above-described exposure apparatus will be described. FIG. 7 shows a flow of manufacturing a microdevice (a semiconductor chip such as an IC or LSI, a liquid crystal panel, a CCD, a thin film magnetic head, a micromachine, etc.). In step 1 (circuit design), a device pattern is designed. In step 2 (mask production), a mask on which the designed pattern is formed is produced. On the other hand, in step 3 (wafer manufacture), a wafer is manufactured using a material such as silicon or glass. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by lithography using the prepared mask and wafer. The next step 5 (assembly) is called a post-process, and is a process for forming a semiconductor chip using the wafer produced in step 4, and is a process such as an assembly process (dicing, bonding), a packaging process (chip encapsulation), or the like. including. In step 6 (inspection), the semiconductor device manufactured in step 5 undergoes inspections such as an operation confirmation test and a durability test. Through these steps, a semiconductor device is completed and shipped (step 7).
[0032]
FIG. 8 shows a detailed flow of the wafer process (step 4). In step 11 (oxidation), the wafer surface is oxidized. In step 12 (CVD), an insulating film is formed on the wafer surface. In step 13 (electrode formation), an electrode is formed on the wafer by vapor deposition. In step 14 (ion implantation), ions are implanted into the wafer. In step 15 (resist process), a resist is applied to the wafer. In step 16 (exposure), the circuit pattern of the mask is arranged in a plurality of shot areas on the wafer and printed by exposure using the above-described exposure apparatus or exposure method. In step 17 (development), the exposed wafer is developed. In step 18 (etching), portions other than the developed resist image are removed. In step 19 (resist stripping), unnecessary resist after etching is removed. By repeatedly performing these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.
[0033]
According to the device manufacturing method of the present embodiment, since it is not necessary to fix a long reflecting mirror on the wafer stage used at the time of exposure, exposure with good positioning characteristics is performed with a simple and low-cost apparatus, and efficiency is improved. Devices can be manufactured.
[0034]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, as the position measuring means, an alignment laser interferometer for positioning the substrate relative to the exposing laser interferometer and the alignment optical system for positioning the substrate with respect to the exposure optical axis was placed so that at substantially the same distance from the reflecting mirror on the stage, when the switching between the exposing laser interferometer and alignment laser interferometer is performed, and finally the exposure of each exposure position on the substrate The exposure position is arranged to be farthest from the reflecting mirror . This eliminates the need for extra stage movement to reduce the error at the time of switching, thus improving the throughput of the exposure apparatus.
[0035]
Further, since the laser beam blocking means is provided , the laser beam coming off the reflecting mirror can be shielded and the laser beam can be prevented from going out of the exposure apparatus. Therefore, it is possible to prevent an unexpected accident for the worker .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic top view of a wafer stage of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing movement of a wafer stage accompanying exposure in the apparatus of FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a state of shielding a laser beam in the apparatus of FIG.
4 is a view showing another example of the movement of the wafer stage accompanying exposure in the apparatus of FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a view showing still another example of the movement of the wafer stage accompanying exposure in the apparatus of FIG.
FIG. 6 is a schematic top view of a wafer stage of an exposure apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart showing a device manufacturing method that can use the exposure apparatus of the present invention.
FIG. 8 is a detailed flowchart of the wafer process in FIG. 7;
FIG. 9 is a schematic top view of a conventional wafer stage.
FIG. 10 is a schematic top view of another conventional wafer stage.
[Explanation of symbols]
1: wafer stage, 2: wafer, 3: exposure optical axis center, 4: alignment optical axis center, 5a: first Y interferometer measurement light, 5b: second Y interferometer measurement light, 6: exposure X measurement interferometer, 6a : Exposure X measurement light, 6b: Exposure X reflected light, 7: Alignment X measurement interferometer, 7a: Alignment X measurement light, 7b: Alignment X reflected light, 8: Reflective mirror, 9, 11: Shading plate, 10: Drive Apparatus: 12: exposure X interferometer optical axis, 13: alignment X interferometer optical axis, 101: wafer stage, 102: wafer, 103: exposure optical axis center, 104: alignment optical axis center, 107, 108: reflecting mirror, S1, S2, S3, Sa, Sx, Sy, Sz: exposure positions.
Claims (5)
前記基板の位置制御を行うためのステージと、
前記基板についてアライメント計測を行うためのアライメント光学系と、
前記ステージに固定された所定方向に伸びた反射鏡と、
前記ステージの前記所定方向にほぼ垂直な方向の位置を計測し前記露光光軸に対する前記基板の位置決めを行う露光用レーザ干渉計と、
前記反射鏡からの距離が前記反射鏡から前記露光用レーザ干渉計までの距離とほぼ同一であり、前記ステージの前記所定方向にほぼ垂直な方向の位置を計測し前記アライメント光学系に対する前記基板の位置決めを行うアライメント用レーザ干渉計と、
前記基板の位置制御のための位置計測を前記露光用レーザ干渉計による位置計測と前記アライメント用レーザ干渉計の位置計測との間で切り換える切り換え手段とを有し、
前記基板上の各露光位置のうち最後に露光される露光位置が前記反射鏡から最も遠ざかるように露光順序が決定され、
前記最後の露光位置が露光された後に、前記最後の露光位置が露光されたときの前記ステージの位置において前記切り換え手段による切り換えが行われることを特徴とする露光装置。Exposure means for exposing the pattern of the original plate at each exposure position on the substrate that is sequentially positioned;
A stage for controlling the position of the substrate;
An alignment optical system for performing alignment measurement on the substrate;
A reflecting mirror fixed to the stage and extending in a predetermined direction;
An exposure laser interferometer that measures the position of the stage in a direction substantially perpendicular to the predetermined direction and positions the substrate with respect to the exposure optical axis;
The distance from the reflecting mirror is substantially the same as the distance from the reflecting mirror to the exposure laser interferometer, and the position of the stage in the direction substantially perpendicular to the predetermined direction is measured, and the substrate relative to the alignment optical system is measured. An alignment laser interferometer for positioning;
Switching means for switching position measurement for position control of the substrate between position measurement by the exposure laser interferometer and position measurement of the alignment laser interferometer,
The exposure order is determined so that the exposure position exposed last among the exposure positions on the substrate is farthest from the reflecting mirror,
An exposure apparatus characterized in that after the last exposure position is exposed, switching by the switching means is performed at the stage position when the last exposure position is exposed .
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30403999A JP4261706B2 (en) | 1999-10-26 | 1999-10-26 | Exposure apparatus and device manufacturing method |
DE69943311T DE69943311D1 (en) | 1998-12-24 | 1999-12-20 | Carrier plate control apparatus, exposure apparatus and method of manufacturing a semiconductor device |
EP99310264A EP1014199B1 (en) | 1998-12-24 | 1999-12-20 | Stage control apparatus, exposure apparatus and method of manufacturing a semiconductor device |
US09/469,516 US6495847B1 (en) | 1998-12-24 | 1999-12-22 | Stage control apparatus and exposure apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30403999A JP4261706B2 (en) | 1999-10-26 | 1999-10-26 | Exposure apparatus and device manufacturing method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001126974A JP2001126974A (en) | 2001-05-11 |
JP4261706B2 true JP4261706B2 (en) | 2009-04-30 |
Family
ID=17928327
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30403999A Expired - Fee Related JP4261706B2 (en) | 1998-12-24 | 1999-10-26 | Exposure apparatus and device manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4261706B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3171220A1 (en) * | 2006-01-19 | 2017-05-24 | Nikon Corporation | Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method |
US7782446B2 (en) * | 2007-03-01 | 2010-08-24 | Asml Netherlands B.V. | Stage system and lithographic apparatus comprising such stage system |
-
1999
- 1999-10-26 JP JP30403999A patent/JP4261706B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2001126974A (en) | 2001-05-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6495847B1 (en) | Stage control apparatus and exposure apparatus | |
JP4334436B2 (en) | Device manufacturing method | |
KR101345539B1 (en) | Exposure apparatus exposure method and device production method | |
JP5516740B2 (en) | MOBILE BODY DRIVING METHOD, MOBILE BODY DEVICE, EXPOSURE METHOD, EXPOSURE APPARATUS, AND DEVICE MANUFACTURING METHOD | |
JPH07270122A (en) | Displacement detection device, aligner provided with said displacement detection device and manufacture of device | |
JP5219534B2 (en) | Exposure apparatus and device manufacturing method | |
JP4434372B2 (en) | Projection exposure apparatus and device manufacturing method | |
US7027127B2 (en) | Exposure apparatus, device manufacturing method, stage apparatus, and alignment method | |
US6404505B2 (en) | Positioning stage system and position measuring method | |
JP3292022B2 (en) | Position detecting device and method of manufacturing semiconductor device using the same | |
JP2914315B2 (en) | Scanning reduction projection exposure apparatus and distortion measuring method | |
JP3335126B2 (en) | Surface position detecting apparatus and scanning projection exposure apparatus using the same | |
JP2000187338A (en) | Aligner and production of device | |
JP2000003855A (en) | Aligner and manufacture of device using the same | |
JP2006261418A (en) | Projection aligner and process for fabricating device | |
JP2009099873A (en) | Exposure device and device manufacturing method | |
KR100898441B1 (en) | Exposure apparatus and device manufacturing method | |
JP3722346B2 (en) | Positioning stage apparatus, semiconductor exposure apparatus, and device manufacturing method | |
JP4261706B2 (en) | Exposure apparatus and device manufacturing method | |
JP2007027593A (en) | Focus measurement method and measuring apparatus, exposure method, exposure apparatus, and offset measuring apparatus | |
EP0737898B1 (en) | Projection exposure apparatus and microdevice manufacturing method using the same | |
JP2005175383A (en) | Aligner, method of alignment and device manufacturing method | |
JPH1047915A (en) | Method for detecting surface position | |
JP4418665B2 (en) | Measuring apparatus and exposure apparatus using the same | |
JP3441966B2 (en) | Scanning exposure apparatus and method, device manufacturing method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061025 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080519 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080528 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080728 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20080728 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080519 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080910 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081107 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090128 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090206 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120220 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |