JP5151633B2 - Pattern forming method, pattern forming apparatus, and device manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、パターン形成方法、パターン形成装置、及びデバイス製造方法に係り、さらに詳しくは、半導体素子などのマイクロデバイスを製造するリソグラフィ工程で好適に用いることができるパターン形成方法及びパターン形成装置、並びに該パターン形成方法を利用するデバイス製造方法に関する。 The present invention relates to a pattern forming method, a pattern forming apparatus, and a device manufacturing method, and more specifically, a pattern forming method and a pattern forming apparatus that can be suitably used in a lithography process for manufacturing a micro device such as a semiconductor element, and the like. The present invention relates to a device manufacturing method using the pattern forming method.
従来、半導体素子(集積回路等)、液晶表示素子等の電子デバイス(マイクロデバイス)を製造するリソグラフィ工程では、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置(いわゆるステッパ)、あるいはステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置(いわゆるスキャニング・ステッパ(スキャナとも呼ばれる))などが、主として用いられている。 Conventionally, in a lithography process for manufacturing electronic devices (microdevices) such as semiconductor elements (integrated circuits, etc.), liquid crystal display elements, etc., a step-and-repeat type projection exposure apparatus (so-called stepper) or a step-and-scan type Projection exposure apparatuses (so-called scanning steppers (also called scanners)) are mainly used.
この種の露光装置において高いスループットを実現するために、ウエハ又はガラスプレート等の被露光物体(以下、ウエハと総称する)を保持するステージ(ウエハステージ)を複数、例えば2つ設け、その2つのウエハステージを用いて異なる2つの動作を並行して処理する、ツインステージ方式の露光装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In order to achieve a high throughput in this type of exposure apparatus, a plurality of, for example, two stages (wafer stages) for holding an object to be exposed (hereinafter referred to as a wafer) such as a wafer or a glass plate are provided. There has been proposed a twin-stage type exposure apparatus that processes two different operations in parallel using a wafer stage (see, for example, Patent Document 1).
ツインステージ方式の露光装置では、2つのウエハステージのそれぞれを共通の位置計測系と駆動系を用いて駆動制御するにもかかわらず、ウエハステージ毎に位置制御精度及び/又は制御特性が異なることがある。このため、2つのウエハステージを併用してウエハ上に複数層の回路パターンを形成すると、層間の回路パターンの無視できないレベルの位置ずれ(重ね合わせ誤差)が発生するおそれがあった。 In a twin stage type exposure apparatus, the position control accuracy and / or control characteristics may differ from wafer stage to wafer stage even though each wafer stage is driven and controlled using a common position measurement system and drive system. is there. For this reason, when two or more wafer stages are used together to form a plurality of layers of circuit patterns on the wafer, there is a possibility that a misalignment (overlay error) of a non-negligible level between the circuit patterns between the layers may occur.
本発明は、上述の事情の下でなされたもので、第1の観点からすると、複数のステージを用いて物体上に複数のパターンを形成するパターン形成方法であって、前記物体に記録された情報を読み取り、該情報に含まれる前記物体に対する先の露光工程を示す情報に基づき、前記物体上に先のパターンを形成する際に使用したステージと、次に使用が予定されているステージとが一致しているか否かを判断する工程と;前記情報が読み取られた物体を、前記次に使用が予定されているステージに載置する工程と;前記判断する工程の判断結果より、前記先のパターンを形成する際に使用したステージと前記次に使用が予定されているステージとが一致していない場合、前記次に使用が予定されているステージと該ステージに同期して次のパターンが形成されたマスクを保持して移動するマスクステージとの一方の位置制御特性を前記先のパターンを形成する際に使用したステージの位置制御特性に較正して、前記先のパターンを形成する際に使用したステージと前記次に使用が予定されているステージとが一致している場合、前記位置制御特性の較正は行わずに、前記先のパターンに重ね合わせて前記物体上に次のパターンを形成する工程と;を含む第1のパターン形成方法である。 The present invention has been made under the circumstances described above. From a first viewpoint, the present invention is a pattern forming method for forming a plurality of patterns on an object using a plurality of stages, which is recorded on the object. Based on the information that reads the information and indicates the previous exposure process for the object included in the information , the stage used when forming the previous pattern on the object and the stage that is scheduled to be used next matching a step of determining whether: the object the information is read, the next use is mounted on the stage, which is scheduled process and; from the step of the determining the determination result, the destination If the stage used when forming the pattern does not match the stage scheduled to be used next, the next pattern is synchronized with the stage scheduled to be used next and the stage. When forming the previous pattern by calibrating one position control characteristic of the mask stage holding and moving the mask formed with the position control characteristic of the stage used in forming the previous pattern If the stage used for the second stage coincides with the stage scheduled to be used next, the position control characteristic is not calibrated and the next pattern is superimposed on the previous pattern on the object. Forming a first pattern forming method.
これによれば、物体に記録された情報を読み取り、該情報に基づき、物体上に先のパターンを形成する際に使用したステージと、次に使用が予定されているステージとが一致しているか否かを判断する。そして、判断結果を考慮して、前記先のパターンに重ね合わせて前記物体上に次のパターンを形成する。 According to this, whether the stage used for reading the information recorded on the object and forming the previous pattern on the object matches the stage that is scheduled to be used next is based on the information. Judge whether or not. Then, in consideration of the determination result, the next pattern is formed on the object so as to be superimposed on the previous pattern.
この場合、次に使用が予定されているステージと先のパターンを形成する際に使用したステージとが一致しているか否かにかかわらず、次に使用が予定されているステージに物体をそのまま載せることができるし、あるいは物体上に先のパターンを形成する際に使用したステージに必ず物体を載せるようにすることもできる。 In this case, the object is placed on the stage that is scheduled to be used next, regardless of whether the stage that is scheduled to be used next matches the stage that was used to form the previous pattern. It is also possible to place the object on the stage used for forming the previous pattern on the object.
いずれにしても、先のパターンを形成する際に使用したステージと実際に使用するステージとが同一であるか異なるかに応じて、両ステージの位置合わせの際の特性の関係を予め知ることが出来る。従って、物体上に前記次のパターンを、前記先のパターンに位置合わせして、形成する際に、その関係を考慮することで、高精度な重ね合わせが可能となる。 In any case, depending on whether the stage used to form the previous pattern is the same as or different from the stage actually used, it is possible to know in advance the relationship between the characteristics of the alignment of both stages. I can do it. Therefore, when the next pattern is aligned with the previous pattern and formed on the object, the relationship can be taken into consideration, so that highly accurate superposition can be performed.
本発明は、第2の観点からすると、複数のステージを用いて物体上に複数のパターンを形成するパターン形成方法であって、前記物体に記録された情報を読み取り、該情報に基づき、前記物体上に先のパターンを形成する際に使用したステージと、次に使用が予定されているステージとが一致しているか否かを判断する工程と;前記判断する工程の判断結果を考慮して、前記先のパターンに重ね合わせて前記物体上に次のパターンを形成する工程と;前記判断する工程の判断結果に基づき載置すると決定した前記物体のみを、前記次に使用が予定されているステージに載置する工程と;を含む第2のパターン形成方法である。
本発明は、第3の観点からすると、本発明の第1及び第2のパターン形成方法のいずれかを用いて物体にパターンを形成する工程と;パターンが形成された前記物体に処理を施す工程と;を含むデバイス製造方法である。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a pattern forming method for forming a plurality of patterns on an object using a plurality of stages, wherein information recorded on the object is read, and the object is read based on the information. A step of determining whether or not the stage used when the previous pattern is formed and the stage scheduled to be used next are the same; in consideration of the determination result of the determining step; A step of forming a next pattern on the object by superimposing the previous pattern; and a stage where only the object determined to be placed based on the determination result of the determination step is scheduled to be used next And a second pattern forming method .
According to a third aspect of the present invention, a step of forming a pattern on an object using any one of the first and second pattern forming methods of the present invention; and a step of processing the object on which the pattern has been formed And a device manufacturing method.
本発明は、第4の観点からすると、物体上に複数のパターンを形成するためのパターン形成装置であって、前記物体を保持して所定領域内で移動可能な複数のステージと;前記複数のステージを駆動する駆動系と;前記物体上に前記複数のパターンを生成するパターン生成装置と;前記物体に記録された情報を読み取る読取り装置と;読み取られた前記情報に含まれる前記物体に対する先の露光工程を示す情報に基づき、前記物体上に先のパターンを形成する際に使用したステージと、次に使用が予定されているステージとが一致しているか否かを判断する判断装置と;前記情報が読み取られた物体を、前記次に使用が予定されているステージに載置する搬送装置と;前記物体上の前記先のパターンに重ね合わせて次のパターンを形成する際に、前記判断装置の判断結果より、前記先のパターンを形成する際に使用したステージと前記次に使用が予定されているステージとが一致していない場合、前記次に使用が予定されているステージと該ステージに同期して次のパターンが形成されたマスクを保持して移動するマスクステージとの一方の位置制御特性を前記先のパターンを形成する際に使用したステージの位置制御特性に較正し、前記先のパターンを形成する際に使用したステージと前記次に使用が予定されているステージとが一致している場合、前記位置制御特性の較正は行わないで、前記駆動系を制御する制御系と;を備える第1のパターン形成装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a pattern forming apparatus for forming a plurality of patterns on an object, the plurality of stages holding the object and movable within a predetermined region; A driving system for driving a stage; a pattern generating device for generating the plurality of patterns on the object; a reading device for reading information recorded on the object; and a previous device for the object included in the read information based on the information indicating the exposure step, a stage that is used in forming the previous pattern on the object, then a determination device and the stage of use is expected to determine whether they match; the the information is read object, a conveying apparatus used in the following are mounted on the stage being scheduled; superimposed on the destination of the pattern on the object during the formation of the next pattern From the determination result of the determination device, when the stage used in the following a stage that was used to form the destination pattern is scheduled does not match, stages used in the following to be expected The position control characteristic of one of the mask stage that holds and moves the mask on which the next pattern is formed in synchronization with the stage is calibrated to the position control characteristic of the stage used when forming the previous pattern. If the stage used for forming the previous pattern matches the stage scheduled to be used next, the position control characteristic is not calibrated and the control for controlling the drive system is performed. system and; a first pattern forming apparatus provided with.
これによれば、読取り装置により物体に記録された情報が読み取られ、判断装置により読み取られた情報に基づき、前記物体上に先のパターンを形成する際に使用したステージと、次に使用が予定されているステージとが一致しているか否かが判断される。そして、制御系により、物体上の先のパターンに重ね合わせて次のパターンを形成する際に、判断装置の判断結果に応じ、駆動系及びパターン生成装置の少なくとも一方が制御される。 According to this, the information recorded on the object is read by the reading device, and based on the information read by the determination device, the stage used for forming the previous pattern on the object and the next use is scheduled. It is determined whether or not the stage being matched matches. When the control system forms the next pattern by superimposing the previous pattern on the object, at least one of the drive system and the pattern generation device is controlled according to the determination result of the determination device.
この場合、判断装置の判断結果に基づき、先のパターンを形成する際に使用したステージと実際に使用するステージ(又は、次に使用が予定されているステージ)との位置合わせの際の特性の関係を予め知ることが出来る。従って、物体上に次のパターンを、先のパターンに位置合わせして、形成する際に、パターンとステージとの相対位置を調整するため、制御系により、その関係を考慮して、駆動系及びパターン生成装置の少なくとも一方が制御されることで、高精度な重ね合わせが可能となる。
本発明は、第5の観点からすると、物体上に複数のパターンを形成するためのパターン形成装置であって、前記物体を保持して所定領域内で移動可能な複数のステージと;前記複数のステージを駆動する駆動系と;前記物体上に前記複数のパターンを生成するパターン生成装置と;前記物体に記録された情報を読み取る読取り装置と;読み取られた前記情報に基づき、前記物体上に先のパターンを形成する際に使用したステージと、次に使用が予定されているステージとが一致しているか否かを判断する判断装置と;前記物体上の前記先のパターンに重ね合わせて次のパターンを形成する際に、前記判断装置の判断結果に応じ、前記駆動系及び前記パターン生成装置の少なくとも一方を制御する制御系と;前記判断装置の判断結果に基づき載置すると決定した前記物体のみを、前記次に使用が予定されているステージに載置する搬送装置と;を備える第2のパターン形成装置である。
In this case, based on the determination result of the determination device, the characteristics of the alignment of the stage used when forming the previous pattern and the stage actually used (or the stage scheduled to be used next) are adjusted. You can know the relationship in advance. Accordingly, in order to adjust the relative position between the pattern and the stage when the next pattern is aligned with the previous pattern and formed on the object, the control system considers the relationship and By controlling at least one of the pattern generation devices, high-precision superposition is possible.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a pattern forming apparatus for forming a plurality of patterns on an object, the plurality of stages holding the object and movable within a predetermined area; A driving system that drives a stage; a pattern generation device that generates the plurality of patterns on the object; a reading device that reads information recorded on the object; and on the object based on the read information, A determination device for determining whether or not the stage used when forming the pattern is coincident with the stage scheduled to be used next; and overlaying the previous pattern on the object A control system that controls at least one of the drive system and the pattern generation device according to a determination result of the determination device when forming a pattern; Only the object result determined, conveying device and that used in the following are mounted on the stage being scheduled; a second pattern forming apparatus provided with.
以下、本発明の一実施形態について、図1〜図15に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1には、一実施形態のツインステージ型の露光装置100の構成が概略的に示されている。露光装置100は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、いわゆるスキャナである。後述するように、本実施形態では投影光学系PLとアライメント系ALGが設けられており、以下においては、投影光学系PLの光軸AXと平行な方向をZ軸方向、これに直交する面内で投影光学系PLの中心(光軸AX)とアライメント系ALGの検出中心(光軸AXp)を結ぶ直線と平行な方向をY軸方向、Z軸及びY軸に直交する方向をX軸方向とし、X軸、Y軸、及びZ軸回りの回転(傾斜)方向をそれぞれθx方向、θy方向、及びθz方向として説明を行なう。
FIG. 1 schematically shows a configuration of a twin stage
露光装置100は、照明系10、レチクルステージRST、投影ユニットPU、アライメント系ALG、ステージ装置50、及びこれらの制御系等を備えている。また、露光装置100は、書き込み装置LM、読み取り装置LR(図1では不図示、図4参照)、及び搬送系28(図1では不図示、図4参照)をも備えている。なお、図1において、ステージ装置50を構成する2つのウエハステージWST1、WST2が、それぞれ投影ユニットPUの下方、アライメント系ALGの下方に位置している。また、ウエハステージWST1、WST2上には、それぞれウエハW1、W2が載置されている。
The
照明系10は、例えば米国特許出願公開第2003/0025890号明細書などに開示されるように、光源と、オプティカルインテグレータ等を含む照度均一化光学系及びレチクルブラインド等を含む照明光学系(いずれも不図示)と、を有している。照明系10は、レチクルブラインド(マスキングシステム)で規定されたレチクルR上のスリット状の照明領域IARを照明光(露光光)ILによりほぼ均一な照度で照明する。ここで、照明光ILとして、例えば、ArFエキシマレーザ光(波長193nm)が用いられている。
As disclosed in, for example, US Patent Application Publication No. 2003/0025890, the
レチクルステージRST上には、回路パターンなどがそのパターン面(図1における下面)に形成されたレチクルRが、例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージRSTは、例えばリニアモータ等を含むレチクルステージ駆動系11(図1では不図示、図4参照)によって、XY平面内で微小駆動可能であるとともに、走査方向(図1における紙面内左右方向であるY軸方向)に所定の走査速度で駆動可能となっている。 On reticle stage RST, reticle R on which a circuit pattern or the like is formed on its pattern surface (the lower surface in FIG. 1) is fixed, for example, by vacuum suction. The reticle stage RST can be finely driven in the XY plane by a reticle stage drive system 11 (not shown in FIG. 1, refer to FIG. 4) including, for example, a linear motor and the like, and in the scanning direction (left and right direction in FIG. 1). In the Y-axis direction) at a predetermined scanning speed.
レチクルステージRSTのXY平面内の位置情報(θz方向の回転情報を含む)は、レチクルレーザ干渉計(以下、レチクル干渉計と呼ぶ)116によって、移動鏡15(実際には、Y軸方向に直交する反射面を有するY移動鏡(あるいはレトロリフレクタ)とX軸方向に直交する反射面を有するX移動鏡とが設けられている)を介して、例えば0.25nm程度の分解能で常時検出される。レチクル干渉計116からの位置情報は、主制御装置20(図1では不図示、図4参照)に送られる。主制御装置20は、それらの位置情報に基づいて、レチクルステージ駆動系11を介してレチクルステージRSTの位置(及び速度)を制御する。
Position information of the reticle stage RST in the XY plane (including rotation information in the θz direction) is transferred by a reticle laser interferometer (hereinafter referred to as a reticle interferometer) 116 to a movable mirror 15 (actually orthogonal to the Y-axis direction). Are always detected with a resolution of about 0.25 nm, for example, via a Y moving mirror (or retroreflector) having a reflecting surface and an X moving mirror having a reflecting surface perpendicular to the X-axis direction). . Position information from
投影ユニットPUは、レチクルステージRSTの図1における下方(−Z方向)に配置され、不図示のメインフレームに保持されている。投影ユニットPUは、鏡筒40と、鏡筒40内に保持された投影光学系PLと、を含む。投影光学系PLとしては、例えば、Z軸方向と平行な光軸AXに沿って配列される複数の光学素子(レンズエレメント)から成る屈折光学系が用いられる。投影光学系PLは、例えば両側テレセントリックで、所定の投影倍率(例えば1/4倍、1/5倍又は1/8倍など)を有する。このため、照明系10によってレチクルR上の照明領域IARが照明されると、投影光学系PLの第1面(物体面)とパターン面がほぼ一致して配置されるレチクルRを通過した照明光ILにより、投影光学系PL(投影ユニットPU)を介してその照明領域IAR内のレチクルRの回路パターンの縮小像(回路パターンの一部の縮小像)が、その第2面(像面)側に配置される、表面にレジスト(感応剤)が塗布されたウエハW1(又はW2)上の照明領域IARに共役な領域(以下、露光領域とも呼ぶ)IAに形成される。そして、レチクルステージRSTとウエハステージWST1(又はWST2)との同期駆動によって、照明領域IAR(照明光IL)に対してレチクルRを走査方向(Y軸方向)に相対移動させるとともに、露光領域IA(照明光IL)に対してウエハW1(又はW2)を走査方向(Y軸方向)に相対移動させることで、ウエハW1(又はW2)上の1つのショット領域(区画領域)の走査露光が行われ、そのショット領域にレチクルのパターンが転写される。すなわち、本実施形態では照明系10、レチクルR及び投影光学系PLによってウエハW1(又はW2)上にパターンが生成され、照明光ILによるウエハW1(又はW2)上の感応層(レジスト層)の露光によってウエハW1(又はW2)上にそのパターンが形成される。
Projection unit PU is arranged below reticle stage RST in FIG. 1 (in the −Z direction), and is held by a main frame (not shown). The projection unit PU includes a
アライメント系ALGは、投影ユニットPUの中心(投影光学系PLの光軸AX(本実施形態では、前述の露光領域IAの中心とも一致))から−Y側に所定距離隔てた位置に配置され、不図示のメインフレームに保持されている。ここで、アライメント系ALGとして、例えば画像処理方式のFIA(Field Image Alignment)系が用いられる。アライメント系ALGは、ウエハアライメント(例えばエンハンスド・グローバル・アライメント(EGA))などに際し、主制御装置20の指示に応じ、ウエハステージWST1又はWST2上の基準マーク、又はウエハ上のアライメントマーク(ウエハマーク)を撮像し、その撮像信号を不図示の信号処理系を介して主制御装置20に供給する(図4参照)。
The alignment system ALG is disposed at a position spaced a predetermined distance on the −Y side from the center of the projection unit PU (the optical axis AX of the projection optical system PL (which also coincides with the center of the exposure area IA in the present embodiment)), It is held by a main frame (not shown). Here, as the alignment system ALG, for example, an image processing type FIA (Field Image Alignment) system is used. Alignment system ALG performs a reference mark on wafer stage WST1 or WST2 or an alignment mark (wafer mark) on wafer according to an instruction from
ステージ装置50は、図1に示されるように、ベース盤12の上方に配置されたウエハステージWST1,WST2、両ステージWST1,WST2の位置情報を計測する干渉計系システム118等を含む計測システム200(図4参照)、及び両ステージWST1,WST2を駆動するステージ駆動系124(図4参照)等を備えている。ウエハステージWST1、WST2は、それぞれが備える後述するエアスライダにより、数μm程度のクリアランスを介して、ベース盤12の上方に浮上支持されている。そして、ステージ駆動系124の一部を構成する後述する平面モータにより、それぞれベース盤12の上面(移動ガイド面)に沿ってXY平面内で駆動可能となっている。
As shown in FIG. 1,
ウエハステージWST1は、図2(A)に示されるように、ステージ本体91と、ステージ本体91上に搭載されたウエハテーブルWTB1とを含む。ステージ本体91は、ベース盤12の内部に埋め込まれた固定子52とともに、平面モータ51を構成する可動子56と、可動子56の下半部の周囲に一体的に設けられ、複数のエアベアリングを有するエアスライダ54とを有している。
Wafer stage WST1 includes a stage
可動子56は、例えば隣り合う磁極面の極性が互いに異なるようにマトリクス状に配列された複数の平板磁石から構成された平板上発磁体を含む磁石ユニットによって構成されている。
The
一方、固定子52は、ベース盤12の内部にマトリクス状に配列された複数の電機子コイル(駆動コイル)57を有する電機子ユニットによって構成されている。電機子コイル57として、本実施形態では、X駆動コイル及びY駆動コイルが設けられている。そして、複数のX駆動コイル及びY駆動コイルを含む電機子ユニットからなる固定子52と、前述の磁石ユニットからなる可動子56とによって、電磁力駆動方式(ローレンツ力駆動方式)のムービングマグネット型の平面モータ51が構成されている。
On the other hand, the
電機子コイル57は、平板状部材58によってカバーされる。この平板状部材58はベース盤12の上面を構成し、この上面がウエハステージWSTの移動ガイド面かつエアスライダ54が備えるエアベアリングからの加圧空気の受圧面を構成する。
The
ウエハテーブルWTB1は、ステージ本体91の上に、不図示のZ・レベリング機構(例えば、ボイスコイルモータ等を含む)を介して搭載されている。ウエハテーブルWTB1は、Z・レベリング機構により、ステージ本体91に対してZ軸方向、θx方向及びθy方向に微小駆動される。従って、ウエハテーブルWTBは、平面モータ51とZ・レベリング機構とを含む駆動系(ステージ駆動系124の一部)によって、ベース盤12に対し、6自由度方向(X,Y,Z,θx,θy,θz)に駆動可能に構成されている。
Wafer table WTB1 is mounted on stage
ウエハテーブルWTB1の上面には、図1に示されるように、ウエハ(W1)を真空吸着等によって保持するウエハホルダWHが設けられている。ウエハホルダWHは、図2(B)に示されるように、ウエハテーブルWTB1上面の中央部に配置されている(ただし、図2(B)では、ウエハW1の紙面奥側に隠れている)が設けられている。 As shown in FIG. 1, a wafer holder WH for holding the wafer (W1) by vacuum suction or the like is provided on the upper surface of wafer table WTB1. As shown in FIG. 2 (B), wafer holder WH is arranged at the center of wafer table WTB1 (however, in FIG. 2 (B), it is hidden behind the paper surface of wafer W1). It has been.
また、ウエハテーブルWTB1上面の+Y側端部近傍のX軸方向の中央には基準マーク板FMが固定されている。基準マーク板FMは、その表面が、ウエハW1の表面とほぼ同一面とされている。基準マーク板FMの表面には、後述するレチクルアライメント検出系により検出される一対の第1基準マークと、アライメント系ALGにより検出される第2基準マークとが少なくとも形成されている。 Further, a reference mark plate FM is fixed at the center in the X-axis direction near the + Y side end on the upper surface of wafer table WTB1. The surface of the reference mark plate FM is substantially flush with the surface of the wafer W1. On the surface of the reference mark plate FM, at least a pair of first reference marks detected by a reticle alignment detection system described later and a second reference mark detected by the alignment system ALG are formed.
ウエハテーブルWTB1の−X側端面、+Y側端面、+X側端面、−Y側端面には、図2(B)に示されるように、それぞれ後述する干渉計システムのための反射面27a,27b,27c,27dが形成されている。
On the −X side end surface, + Y side end surface, + X side end surface, and −Y side end surface of wafer table WTB1, as shown in FIG. 2B, reflecting
ウエハステージWST2は、ウエハステージWST1と同様に構成されている。 Wafer stage WST2 is configured similarly to wafer stage WST1.
干渉計システム118は、図3に示されるように、4つのY干渉計16,17,18,19と、4つのX干渉計116,117,126,127とを備えている。Y干渉計16,17,18は、ベース盤12の+Y側に、X軸方向に関して異なる位置に配置されている。Y干渉計19は、ベース盤12の移動面の−Y側に、Y干渉計17に対向して、配置されている。X干渉計116,117は、ベース盤12の−X側に、Y軸方向に所定間隔で配置されている。また、X干渉計126,127はベース盤12の+X側に、X干渉計116,127にそれぞれ対向して配置されている。
As shown in FIG. 3, the
Y干渉計17は、投影光学系PLの光軸AXとアライメント系ALGの検出中心を結ぶY軸に平行な直線(基準軸)LV0に沿ってY軸に平行な3つの測長ビームB171,B172,B173を、ウエハテーブルWTB1(又はWTB2)の反射面27bに投射し、それぞれの反射光を受光して、各測長ビームの照射点における反射面27bのY軸方向の変位を計測する。測長ビームB171,B172は、基準軸LV0から±X方向に等しい離間距離を隔てた光路を通り、測長ビームB173は、これらの光路から所定距離下方に離れた光路を通る。Y干渉計17の計測値は、主制御装置20に供給される。
The
主制御装置20は、測長ビームB171,B172による計測値の平均値に基づいて、ウエハテーブルWTB1(又はWTB2)のY軸方向に関する位置(Y位置)を算出する。すなわち、Y干渉計17のY軸方向に関する実質的な測長軸は、基準軸LV0に一致している。また、主制御装置20は、測長ビームB171,B172による計測値の差に基づいて、ウエハテーブルWTB1(又はWTB2)のθz方向の回転情報(ヨーイング量)を算出する。また、主制御装置20は、測長ビームB171,B172の一方による計測値(又は両者の計測値の平均値)と測長ビームB173による計測値との差に基づいてウエハテーブルWTB1(又はWTB2)のθx方向の回転情報(ピッチング量)を算出する。
The
Y干渉計16,18,19は、Y干渉計17と同様に、ウエハテーブルWTB1(又はWTB2)のY位置、ピッチング量、及びヨーイング量を計測するために用いられる。Y干渉計16,18は、それぞれ基準軸LV0に平行な測長軸LV1,LV2を有する。また、Y干渉計19は、実質的な測長軸を、基準軸LV0をとし、3つの測長ビームB191,B192,B193を、ウエハテーブルWTB1(又はWTB2)の反射面27dに投射する。
Y interferometers 16, 18, and 19 are used to measure the Y position, pitching amount, and yawing amount of wafer table WTB 1 (or WTB 2), similarly to
X干渉計116は、投影光学系PLの光軸AXと基準軸LV0に直交する基準軸LHに沿って、Z軸方向に離れた2つの測長ビームB1161、B1162を、ウエハテーブルWTB1(又はWTB2)の反射面27aに投射し、それぞれの反射光を受光して、各測長ビームの照射点における反射面27aのX軸方向の変位を計測する。
The
同様に、X干渉計126は、測長軸LHに沿って、Z軸方向離れた2つの測長ビームB1261,B1262を、ウエハテーブルWTB1(又はWTB2)の反射面27cに投射し、それぞれの反射光を受光して、各測長ビームの照射点における反射面27のX軸方向の変位を計測する。X干渉計116、126の計測値は、主制御装置20に供給される。
Similarly, the
主制御装置20は、測長ビームB1161及びB1261の少なくとも一方による計測値に基づいて、ウエハテーブルWTB1(又はWTB2)のX位置を算出する。また、主制御装置20は、測長ビームB1161,B1162による計測値の差、又は測長ビームB1261,B1262による計測値の差に基づいて、ウエハテーブルWTB1(又はWTB2)のローリング量(θy)を算出する。
X干渉計117,127は、X干渉計116,126と同様に、ウエハテーブルWTB1(WTB2)のX位置及びθy方向の位置(ローリング量)を計測するために用いられる。なお、計測方法は、アライメント系ALGの検出中心において基準軸LV0と直交するX軸に平行な基準軸LAを測長軸とする以外、X干渉計116,126を用いる計測と同じである。
The X interferometers 117 and 127 are used to measure the X position and the θy direction position (rolling amount) of the wafer table WTB1 (WTB2), similarly to the
このように、Y干渉計16,17,18,19及びX干渉計116,117,126,127を含む干渉計システム118を用いることにより、ウエハテーブルWTB1(又はWTB2)の5自由度(X,Y,θx,θy,θz)方向の位置情報を計測することができる。
Thus, by using the
なお、干渉計システム118には、上述のX,Y干渉計に加え、ウエハステージWST1,WST2に45度傾いて設けられた第1反射面にX軸に沿って測長ビームを投射し、メインフレームの下面に設けられた第2反射面からの反射光を第1反射面を介して受光することで、ウエハステージWST1,WST2のZ軸方向及びθy方向の位置を計測するためのZ干渉計も、さらに含まれている。
In addition to the above-described X and Y interferometers, the
本実施形態では、ウエハテーブルWTB1(又はWTB2)のXY平面内の位置情報を計測するために、上述の干渉計システム118とは別に、該干渉計システム118とともに計測システム200を構成するエンコーダシステム150(図4参照)が、設けられている。そこで、主として干渉計システム118を用いてウエハテーブルWTB1(又はWTB2)の位置計測を行い、エンコーダシステム150は、後述するように、ウエハステージWST1(又はWST2)が干渉計システム118の計測領域外に位置する際に使用するものとする。勿論、干渉計システム118とエンコーダシステム150とを併用して、ウエハテーブルWTB1(又はWTB2)のXY平面内の位置計測を行うこととしても良い。
In the present embodiment, in order to measure the position information of wafer table WTB1 (or WTB2) in the XY plane,
書き込み装置LMは、図1に示されるように、アライメント系ALGの−Y側に所定間隔を隔てた位置に配置され、メインフレームに保持されている。書き込み装置LMは、露光工程においてウエハを管理するために必要な種々の情報を、ウエハW(図1ではウエハW2)に書き込むための装置である。書き込み装置LMは、例えば、照明光ILと同じ波長の光を発する光源を含み、その光をウエハWのショット領域以外の領域に投射してその感応層(レジスト層)を露光する。ここで、ウエハを管理するための情報はシリアル番号を用いて表現される。そのシリアル番号を表す所定のマークを、露光によってウエハW上の上記領域に形成する。なお、書き込み装置LMは、ウエハW上に所定のマークを形成することができれば良く、その構成は問わない。 As shown in FIG. 1, the writing device LM is disposed at a position spaced apart from the alignment system ALG by a predetermined interval, and is held by the main frame. The writing device LM is a device for writing various information necessary for managing the wafer in the exposure process onto the wafer W (wafer W2 in FIG. 1). The writing device LM includes, for example, a light source that emits light having the same wavelength as the illumination light IL, and projects the light onto an area other than the shot area of the wafer W to expose the sensitive layer (resist layer). Here, information for managing a wafer is expressed using a serial number. A predetermined mark representing the serial number is formed in the region on the wafer W by exposure. The writing device LM only needs to be able to form a predetermined mark on the wafer W, and its configuration is not limited.
読み取り装置LRは、書き込み装置LM又は該書き込み装置LMと同様の装置によってウエハに書き込まれた情報を読み取るための装置である。読み取り装置LRは、ウエハの搬送経路(不図示)上に配置されている。読み取り装置LRは、例えば、ウエハ上の感応層(レジスト層)が感応しない波長の光を発する光源を含み、その光をウエハに投射し、その反射光を受光することによって、ウエハ上のレジスト層の直ぐ下の層に形成された所定のマークを読み取る。読み取られた結果は、主制御装置20に送られる。主制御装置20は、受信した結果を解析してシリアル番号をデコード(復元)し、シリアル番号にエンコード(符号化)されたウエハを管理するための情報を読み取る。
The reading device LR is a device for reading information written on the wafer by the writing device LM or a device similar to the writing device LM. The reading device LR is arranged on a wafer transfer path (not shown). The reading device LR includes, for example, a light source that emits light having a wavelength that the sensitive layer (resist layer) on the wafer does not sense, projects the light onto the wafer, and receives the reflected light, thereby receiving the resist layer on the wafer. A predetermined mark formed on the layer immediately below is read. The read result is sent to the
搬送系28は、ウエハをウエハステージWST1又はWST2にロードし、かつウエハステージWST1又はWST2からウエハをアンロードする例えば多関節ロボットから成る搬送装置28Aと、搬送装置28Aを制御する制御装置28Bとを含む(図4参照)。搬送系28は、露光前のウエハをウエハステージWST1又はWST2に向けて搬送し、露光済みのウエハをウエハステージWST1又はWST2から露光装置100にインライン接続されている不図示のコータ・デベロッパに向けて搬送する。
The
その他、本実施形態における露光装置100には、投影ユニットPUの近傍に、例えば米国特許第5,448,332号明細書等に開示されるものと同様の構成の斜入射方式の多点焦点位置検出系(以下、多点AF系と略述する)AF(図1では不図示、図4参照)が設けられている。ここで、多点AF系AFとしては、照射系からの検出ビームをウエハW1(又はW2)表面の複数の検出点にそれぞれ照射し、それぞれの反射光を受光系で受光する構成のものが用いられている。多点AF系の検出信号は、不図示のAF信号処理系を介して主制御装置20に供給される(図4参照)。主制御装置20は、多点AF系の検出信号に基づいて、各検出点におけるウエハW表面のZ軸方向の位置情報を検出し、その検出結果に基づいて走査露光中のウエハWのいわゆるフォーカス・レベリング制御を実行する。なお、アライメント検出系ALGの近傍に多点AF系を設けて、ウエハアライメント(EGA)時にウエハ表面の面位置情報(凹凸情報)を事前に取得し、露光時には、その面位置情報とウエハステージ上面のZ軸方向の位置を検出する別のセンサの計測値とを用いて、ウエハWのいわゆるフォーカス・レベリング制御を実行することとしても良い。
In addition, in the
さらに、露光装置100では、レチクルステージRSTの上方に、露光波長の光を用いた一対のTTR(Through The Reticle)アライメント系から成るレチクルアライメント検出系13(図1では不図示、図4参照)が設けられている。レチクルアライメント検出系13の検出信号は、不図示のアライメント信号処理系を介して主制御装置20に供給される(図4参照)。
Further, in the
図4には、露光装置100の制御系の主要な構成が示されている。この制御系は、装置全体を統括的に制御するマイクロコンピュータ(又はワークステーション)から成る主制御装置20を中心として構成されている。
FIG. 4 shows the main configuration of the control system of the
図5(A)には、本実施形態で使用するウエハWの一例が示されている。ウエハW上には、前層までの露光により、パターンが形成された複数(ここでは68)のショット領域(区画領域)Sが形成されている。そして、ウエハW上で、その複数のショット領域Sと重複しない領域、ここではウエハWの−Y側の周縁領域に、記録領域MAが設けられている。 FIG. 5A shows an example of the wafer W used in this embodiment. On the wafer W, a plurality of (in this case, 68) shot regions (partition regions) S in which a pattern is formed are formed by exposure to the previous layer. A recording area MA is provided on the wafer W in an area that does not overlap with the plurality of shot areas S, in this case, in the peripheral area on the −Y side of the wafer W.
図5(B)及び図5(C)には、ウエハW上に設けられた記録領域MAの一例が、拡大して示されている。記録領域MAには、露光工程においてウエハを管理するために必要な種々の情報が記録される。ここで、情報はシリアル番号を用いて表現され、それに対応するマークがウエハW上に書き込まれる。図5(B)の例では複数のドット、図5(C)の例ではバーコードが書き込まれている。 5B and 5C show an enlarged example of the recording area MA provided on the wafer W. FIG. Various information necessary for managing the wafer in the exposure process is recorded in the recording area MA. Here, information is expressed using a serial number, and a mark corresponding to the serial number is written on the wafer W. In the example of FIG. 5B, a plurality of dots are written, and in the example of FIG. 5C, a barcode is written.
図5(B)の例では、2進数表示されたシリアル番号100011000100010101を表す18個のドットが、所定の間隔で、ウエハ上の記録領域MAに書き込まれている。ここで、数値1に対応するドットが、書き込み装置LMを用いて書き込まれている。なお、図中、書き込まれたドットが、黒丸を用いて表されている。数値0は、空白ドット(ドットなし)を用いて表わされる。図中、空白ドットは、破線の丸で表わされている。
In the example of FIG. 5B, 18 dots representing the serial number 100011000100010101 displayed in binary are written in the recording area MA on the wafer at a predetermined interval. Here, the dot corresponding to the
図5(B)のドット表示されたシリアル番号には、露光工程においてウエハを管理するために必要な情報が含まれている。その情報には、ウエハW上にパターンを形成する際に使用したウエハステージWST1又はWST2を特定する情報が、含まれている。その他、一例として、露光装置100を特定する情報、形成するパターンを特定する情報などが含まれている。また、ウエハを管理する上で必要であれば、その他の情報をシリアル番号に、さらに含めても良い。
The serial number displayed in dots in FIG. 5B includes information necessary for managing the wafer in the exposure process. The information includes information for specifying wafer stage WST1 or WST2 used when forming a pattern on wafer W. In addition, as an example, information for specifying the
上記の2進数表示されたシリアル番号を表す18個のビットは、1つのビットから構成されるシリアル番号の開始を意味する開始ビット、2つのビットから構成される使用した露光装置100の製造メーカを特定する情報ビット、4つのビットから構成される使用した露光装置100を特定する情報ビット、4つのビットから構成される使用したウエハステージを特定する情報ビット(以下、便宜上、ステージ特定ビットと呼ぶ)、6つのビットから構成される形成されたパターンを特定する情報ビット、及び1つのビットから構成されるシリアル番号の終了を意味する終了ビット、から構成されている。各情報ビットを10進数を用いて表現すると、図中に記したように、1,0,6,2,10,1と変換される。これらの数値(番号)のうち、1つめの開始ビットに対応する数値1と6つめの終了ビットに対応する数値1を除く残りの4つの数値より、「第0」製造メーカの「第6」露光装置の「第2」ウエハステージを用いて「第10」番目(第10層目)のパターンが形成されたことが読み取られる。
The above 18 bits representing the serial number displayed in binary number indicate the manufacturer of the used
図5(C)の例では、上述と同様のシリアル番号が、バーコード表示されている。 In the example of FIG. 5C, the same serial number as described above is displayed as a barcode.
次に、本実施形態の露光装置100で行われる、ウエハのシリアル管理に関する動作について、主制御装置20の配下にある、搬送系28内部の制御装置28Bの処理アルゴリズムを示す図6のフローチャートに基づいて、説明する。ここでは、ウエハステージWST1、WST2を交互に用いて、N枚のウエハを連続して、処理するものとする。
Next, based on the flowchart of FIG. 6 showing the processing algorithm of the control device 28B in the
まず、ステップ200において、ウエハの番号を示すカウンタのカウント値iを初期化する(i←1)。
First, in
次のステップ202では、主制御装置20から、ウエハ交換の指令がなされるのを待つ。そして、ウエハ交換の指令がなされると、ステップ204に進んで、搬送装置20Aを用いて、第i番目のウエハステージ(以下、便宜上「WSTi」と記述する)から露光済みのウエハをアンロードする。なお、ウエハステージWSTi上にウエハが載置されていない場合は、何も行わない。
In the
次のステップ206では、ウエハの搬送経路(不図示)上に設置された読み取り装置LRを用いて、第i番目(ここでは第1番目)のウエハ上の記録領域MAに記録されたシリアル番号を読み取る。
In the
ここで、例えば、第i番目(ここでは1番目)のウエハに対する先の露光工程(前層のパターンの露光工程)おいて、「第0」製造メーカの「第6」露光装置の「第2」ウエハステージを用いて「第10」層目のパターンが形成されていたとする。この場合、先の露光工程についての情報を、前述のルールに従ってエンコードすると、シリアル番号1,0,6,2,10,1又はその2進数表示100011000100010101に変換される。このシリアル番号の2進数表示が、ウエハW2上の記録領域MAに、図5(B)に示されるようにドット、又は図5(C)に示されるようにバーコードにて表示されている。
Here, for example, in the previous exposure process (the exposure process of the pattern of the previous layer) for the i-th (here, the first) wafer, the “second” of the “sixth” exposure apparatus of the “0th” manufacturer. It is assumed that the “tenth” layer pattern is formed using the wafer stage. In this case, when the information about the previous exposure process is encoded according to the above-described rules, it is converted into the
従って、このステップ206では、制御装置28Bは、ウエハに対する先の露光工程において、「第0」製造メーカの「第6」露光装置の「第2」ウエハステージを用いて「第10」層目のパターンが、ウエハ上に形成されたことを読み取ることとなる。
Therefore, in this
ただし、ここでは、露光装置100におけるウエハのシリアル管理をのみを考えているので、対象とするウエハは、露光装置100(すなわち、「第0」製造メーカの「第6」露光装置であるものとする)で、少なくとも第10層及び第11層を含む複数の層の露光が行われる、換言すれば、製造メーカ及び露光装置番号は、全てのウエハに共通であるものとする。
However, since only wafer serial management in the
そこで、次のステップ208では、主制御装置20は、カウント値iの2進数表示の20の桁の数値と、ステージ特定ビットの最下位ビットの数値とが一致するか否かを判断することで、第i番目のウエハについての前層(この場合、第10層)のパターンが、これから使用するウエハステージWSTiと同じウエハステージを用いて形成されたか否かを判断する。
Therefore, in the
この場合、第i番目(ここでは第1番目)のウエハの前層のパターンは、「第2」ウエハステージ、すなわちウエハステージWST2を用いて形成され、一方第i番目のウエハステージWSTiはウエハステージWST1であるから、ステージ特定ビットの最下位ビットの数値は「0」であるのに対し、カウント値iの2進数表示の20の桁の数値は「1」である。従って、このステップ208における判断は否定され、ステップ212に進み、主制御装置20に対して、先に読み取ったシリアル番号とともに両ステージの不一致を通知する。この通知を受け、主制御装置20は、後述する如く、第i番目のウエハに対して次の露光工程の処理を示す情報の書き込みを行うとともに、このウエハの露光の際に、一例として、ウエハステージWSTiの制御目標位置(及び/又は速度)を、(i+1)番目のウエハステージWST(i+1)(i=1の場合、ウエハステージWST2)とウエハステージWSTi(i=1の場合、ウエハステージWST1)との位置制御特性の関係、例えば位置制御結果の差(個体差)に基づいて補正しながらウエハの位置制御を行うこととなる。
In this case, the pattern of the front layer of the i-th (here, 1st) wafer is formed using the “second” wafer stage, ie, wafer stage WST2, while the i-th wafer stage WST i is the wafer stage WST i. since a stage WST1, numeric significant bits of stage specific bit whereas a "0", 2 0 value of the digit of the binary representation of the count value i is "1". Accordingly, the determination in
この一方、第i番目のウエハについての前層のパターンが、これから使用するウエハステージWSTiと同じウエハステージを用いて形成されていた場合には、上記ステップ208における判断は肯定され、ステップ210に進み、主制御装置20に対して、先に読み取ったシリアル番号とともに両ステージの一致を通知する。この通知を受け、主制御装置20は、後述する如く、第i番目のウエハに対して次の露光工程の処理を示す情報の書き込みを行うとともに、このウエハの露光の際に、通常通り、ウエハアライメントの結果及びベースラインなどに基づいて、ウエハステージWSTiの制御目標位置(及び/又は速度)を定め、その目標位置に基づいてウエハの位置制御を行うこととなる。
The other hand, the pattern of the previous layer of the i-th wafer, if it was formed by using the same wafer stage and the wafer stage WST i to now used, the determination at
いずれにしても、上記の通知後、ステップ214に移行して、その第i番目のウエハを、第i番目のウエハステージWSTi(すなわちiが奇数の場合はウエハステージWST1、iが偶数の場合はウエハステージWST2)に、搬送装置28Aを用いてロードした後、ステップ216に進む。
In any case, after the above notification, the process proceeds to step 214, and the i-th wafer is changed to the i-th wafer stage WST i (ie, if i is an odd number, wafer stage WST1, i is an even number) Is loaded onto wafer stage WST2) using
ステップ216では、カウント値iがN以上か否かを判断し、この判断が否定された場合には、ステップ218に移行して、カウント値iを1インクリメントする(i←i+1)。そして、ステップ202に戻り、ステップ204以下の処理(判断を含む)を、ステップ216における判断が肯定されるまで繰り返す。
In
そして、ステップ216における判断が肯定されると、本ルーチンの処理を終了する。
When the determination in
次に、本実施形態の露光装置100でウエハステージWST1、WST2を用いて行われる、並行処理動作について、図7〜図15に基づいて説明する。また、以後の動作説明は、多数の図面を用いて行うが、図面毎に同一の部材に符号が付されていたり、付されていなかったりしている。すなわち、図面毎に、記載している符号が異なっているが、それら図面は符号の有無に関わらず、同一構成である。
Next, parallel processing operations performed using the wafer stages WST1 and WST2 in the
図7には、投影ユニットPUの近傍の露光時移動領域において、ウエハステージWST1上に載置されたウエハW1に対してステップ・アンド・スキャン方式の露光が行われ、これと並行して、ローディングポジションにおいて、搬送装置28A(図7では不図示、図4参照)によって搬送系(不図示)とウエハステージWST2との間でウエハ交換が行なわれている状態が、示されている。本実施形態では、ローディングポジションは、アライメント系ALG近傍のアライメント時移動領域内で、アライメント系ALGの検出領域内に基準マーク板FMが位置決めされるウエハステージWST2(及びWST1)の位置と、定められている。
In FIG. 7, step-and-scan exposure is performed on the wafer W1 placed on the wafer stage WST1 in the moving area during exposure in the vicinity of the projection unit PU. In the position, a state is shown in which the wafer is exchanged between the transfer system (not shown) and wafer stage WST2 by
このウエハ交換時に、主制御装置20のウエハ交換の指令に応じ、前述の如く、制御装置28Bによって、露光済みのウエハ(ここでは、ウエハW20)がウエハステージWST2上からアンロードされ、次のウエハ(ここでは、ウエハW2)に記録されたシリアル番号が読取り装置LRを用いて読みとられる(図7参照)。そして、制御装置28Bによって、そのシリアル番号の読取り結果に従って、ウエハW2の前層のパターンの形成時に用いたウエハステージが、ローディングポジションにあるウエハステージWST2と一致しているか否かが判断され、その判断結果が先に読み取ったシリアル番号とともに主制御装置20に通知される。
At the time of this wafer exchange, in response to a wafer exchange command from
なお、図7では、説明の便宜上、読み取り装置LRが図中に示されているが、その設置場所を意味するものではない。 In FIG. 7, for convenience of explanation, the reading device LR is shown in the drawing, but does not mean the installation location.
そして、搬送装置28Aにより、次のウエハW2がウエハステージWST2上にロードされると、主制御装置20は、次のようにして、ウエハW2上に書き込むべき、次の露光工程を示す情報の内容を決定する。
Then, when the next wafer W2 is loaded onto wafer stage WST2 by
すなわち、主制御装置20は、前述のシリアル番号とともに両ウエハステージが一致している旨が通知された場合には、露光装置100のウエハステージWST2を用いて、次層(ここでは、第11層)のパターンを形成することを、書き込むべき情報として決定する。この一方、主制御装置は、前述のシリアル番号とともに両ウエハステージが一致していない旨が通知された場合には、露光装置100のウエハステージWST2ではなく、ウエハステージWST1を用いて、次層(ここでは、第11層)のパターンを形成することを、書き込むべき情報として決定する。この理由については、後述する。
That is, when the
そして、主制御装置20は、図8に示されるように、書き込み装置LMを用いて、ウエハW2上の記録領域MAに、上で決定した、次の露光工程を示す情報を書き込む。ここでは、前記両ウエハステージが一致していた場合には、「第0」製造メーカの「第6」露光装置の「第2」ウエハステージを用いて「第11」番目のパターンを形成することを意味するシリアル番号1,0,6,2,11,1又はその2進数表示100011000100010111を、図5(B)と同様のドット、又は図5(C)と同様のバーコードとして書き込む。一方、前記両ウエハステージが一致していなかった場合には、「第0」製造メーカの「第6」露光装置の「第1」ウエハステージを用いて「第11」番目のパターンを形成することを意味するシリアル番号1,0,6,1,11,1又はその2進数表示100011000010010111を、図5(B)と同様のドット、又は図5(C)と同様のバーコードとして書き込む。あるいは、情報ビットを追加し、より詳細な情報を記録することとしても良い。
Then, as shown in FIG. 8,
ウエハ交換が終了後、ウエハステージWST2がローディングポジションに停止している間に、上述の書き込み装置LMを用いた書き込み処理と並行して、主制御装置20は、図7及び図8に示されるように、アライメント系ALGを用いて基準マーク板FM上の第2基準マークを検出可能な状態で、Y干渉計19とX干渉計117,127をリセット(原点を再設定)する。そして、主制御装置20は、その検出結果に基づいて、Y干渉計19とX干渉計117,127との測長軸で規定されるアライメント座標系上における第2基準マークの位置座標を算出する。
After the wafer exchange is completed, while the wafer stage WST2 is stopped at the loading position, the
なお、本実施形態では、上述のアライメント系ALGを用いての基準マークFMの検出と、書き込み装置LMを用いての露光工程についての情報を書き込む処理と、を並行して実行できるように、アライメント系ALGと書き込み装置LMの設置位置が定められている。 In the present embodiment, alignment is performed so that the detection of the reference mark FM using the alignment system ALG and the process of writing information about the exposure process using the writing device LM can be performed in parallel. The installation positions of the system ALG and the writing device LM are determined.
次に、主制御装置20は、図9に示されるように、干渉計19,117,127を用いてウエハステージWST2の位置を計測しつつ、アライメント系ALGを用いたウエハアライメント、ここでは、例えば特開昭61−44429号公報(対応米国特許第4,780,617号明細書)などに開示されるEGAを実行する。そして、主制御装置20は、EGAにより得られたウエハW2上の複数のショット領域のアライメント座標系上における位置座標を、第2基準マークの位置を基準とする位置座標に変換する。
Next, as shown in FIG. 9,
ウエハテーブルWTB1上のウエハW1に対する露光及びウエハテーブルWTB2上のウエハW2に対するウエハアライメント(EGA)が終了すると、主制御装置20は、図10に示されるように、ウエハステージWST1を、黒い太矢印で示される経路に沿って露光時移動領域からアライメント時移動領域(ローディングポジション)へ、ウエハステージWST2を、白抜きの太矢印で示される経路に沿ってアライメント時移動領域から露光時移動領域へ、移動させる。この時、主制御装置20は、Y干渉計16とX干渉計116,117を用いて位置を管理しつつウエハステージWST1を移動させ、同様に、Y干渉計18とX干渉計126,127を用いて位置を管理しつつ、ウエハステージWST2を移動させる。
When exposure on wafer W1 on wafer table WTB1 and wafer alignment (EGA) on wafer W2 on wafer table WTB2 are completed,
なお、ウエハステージWST1,WST2の移動に伴い、X干渉計の切り換えが発生する。例えば、ウエハステージWST1が、黒い太矢印で示される経路に沿って移動すると、その移動中に、X干渉計116の測長ビームB1161,B1162の投射点がステージWST1の反射面27aから外れ、代わりに、X干渉計117の測長ビームB1171,B1172が反射面27aに投射されるようになる。そこで、主制御装置20は、ウエハステージWST1のX,θy位置を計測する干渉計を、X干渉計116からX干渉計117に切り換える。また、ウエハステージWST2が、白抜き太矢印で示される経路に沿って移動すると、その移動中に、X干渉計127の測長ビームB1271,B1272の投射点がステージWST2の反射面27cから外れ、代わりに、X干渉計126の測長ビームB1261,B1262が反射面27cに投射されるようになる。そこで、主制御装置20は、ウエハステージWST2のX,θy位置を計測する干渉計を、X干渉計127からX干渉計126に切り換える。
Note that switching of the X interferometer occurs with the movement of wafer stages WST1 and WST2. For example, when wafer stage WST1 moves along a path indicated by a black thick arrow, projection points of length measuring beams B116 1 and B116 2 of
なお、ウエハステージWST1の移動経路上、X干渉計116,117の測長ビームがともにステージWST1の反射面27aに投射されない区間がある。また、同様に、ウエハステージWST2の移動経路上、X干渉計126,127の測長ビームがともにステージWST2の反射面27cに投射されない区間がある。そこで、これらの区間では、主制御装置20は、エンコーダシステム150を用いて、両ステージWST1,WST2の位置を管理することとする。
It should be noted that there is a section where the length measurement beams of
そして、主制御装置20は、ウエハステージWST2を移動させて、投影光学系PLの直下に基準マーク板FMを位置決めする。そして、レチクルアライメント検出系13(図4参照)を用いて基準マーク板FM上の一対の第1基準マークを検出し、第1基準マークと対応するレチクルR上のレチクルアライメントマークのウエハ面上投影像の相対位置を検出する。
Then,
主制御装置20は、この検出結果と、先に求めた第2基準マークを基準とするウエハW2上の各ショット領域の位置座標とに基づいて、レチクルRのパターンの投影位置(投影光学系PLの投影中心)とウエハW2上の各ショット領域の相対位置関係を算出する。主制御装置20は、その算出結果に基づいて、ウエハステージWST2の目標位置(又は目標速度)を算出しつつ、その算出した目標位置に基づいて、図11に示されるように、干渉計17,116,126を用いてウエハステージWST2の位置を管理しつつ、ステップ・アンド・スキャン方式の露光を行って、ウエハW2上の各ショット領域にレチクルRのパターンを転写する。
Based on this detection result and the position coordinates of each shot area on wafer W2 with reference to the previously obtained second reference mark,
ここで、主制御装置20は、先になされた制御装置28Bからの通知が、ウエハW2の前層のパターンの形成時に用いたウエハステージが、ローディングポジションにあるウエハステージWST2と一致していなかったことを示す通知であった場合には、上記のウエハステージWST2の目標位置の算出に当たり、ウエハステージWST1とWST2との位置制御特性の関係、例えば位置制御結果の差(個体差)に基づいて、その算出される目標位置を補正する。一方、先になされた制御装置28Bからの通知が、両ウエハステージが一致していたことを示す通知であった場合には、算出される目標値の補正は行わない。
Here,
ここで、主制御装置20は、露光装置100の起動時等に、両ウエハステージWST1,WST2の位置制御特性の関係、例えば位置制御結果の差を計測し、その計測結果を補正情報(較正情報)として、メモリ内に記憶しているものとする。
Here,
なお、主制御装置20は、ウエハステージWST2の目標位置を補正する代わりに、レチクルステージRSTの走査露光時の目標位置を補正しても良い。あるいは、主制御装置20は、ウエハステージWST2、又はレチクルステージRSTの目標位置を補正する代わりに、走査露光時のレチクル干渉計116又は干渉計システム118(干渉計17,116,126)計測値を補正しても良い。要は、前記両ウエハステージが一致していなかった場合に、結果的に、レチクルRのパターンとウエハW2(各ショット領域に既に形成されているパターン)との相対位置が、前層のパターンの形成のための露光と現層のパターンの形成のため露光とで同一のウエハステージを用いた場合と同様に調整されれば良い。
このように、両ウエハステージが一致していない場合に、同一のウエハステージを用いた場合と同様に、走査露光時のレチクルRのパターンとウエハとの相対位置が調整されることに鑑みて、前述の如く、次の露光工程を示す情報として、実際に使用するウエハステージとは異なるウエハステージを用いることを示す情報としたのである。 Thus, in the case where the two wafer stages do not match, in the same manner as when the same wafer stage is used, the relative position between the reticle R pattern and the wafer during scanning exposure is adjusted. As described above, the information indicating the next exposure process is information indicating that a wafer stage different from the actually used wafer stage is used.
上述のウエハステージWST2の露光動作と並行して、主制御装置20からのウエハ交換の指令に応じ、制御装置28Bによって、ウエハステージWST1上のウエハ交換が行われる。すなわち、図11に示されるように、制御装置28Bにより、搬送装置28Aを介して、ローディングポジションにあるウエハステージWST1から露光済みのウエハ(ここでは、ウエハW1)がアンロードされ、次のウエハ(ここでは、ウエハW12)に記録されたシリアル番号が読取り装置LRを用いて読みとられる(図11参照)。そして、制御装置28Bによって、そのシリアル番号の読取り結果に従って、ウエハW2の前層のパターンの形成時に用いたウエハステージが、ローディングポジションにあるウエハステージWST1と一致しているか否かの判断結果が、主制御装置20に通知される。
In parallel with the above-described exposure operation of wafer stage WST2, in response to a wafer exchange command from
なお、図11では、説明の便宜上、読み取り装置LRが図中に示されているが、その設置場所を意味するものではない。 In FIG. 11, for convenience of explanation, the reading device LR is shown in the drawing, but it does not mean the installation location.
そして、搬送装置28Aにより、次のウエハW12がウエハステージWST1上にロードされると、主制御装置20は、前述と同様にして、ウエハW12上に書き込むべき、次の露光工程を示す情報の内容を決定し、図12に示されるように、書き込み装置LMを用いて、ウエハW12上の記録領域MAに書き込む。
Then, by the
ウエハ交換が終了後、ウエハステージWST1がローディングポジションに停止している間に、上述の書き込み装置LMを用いた書き込み処理と並行して、主制御装置20は、図11及び図12に示されるように、アライメント系ALGを用いて基準マーク板FM上の第2基準マークを検出可能な状態で、Y干渉計19とX干渉計117,127をリセット(原点が再設定)する。そして、主制御装置20は、その検出結果に基づいて、アライメント座標系上における第2基準マークの位置座標を算出した後、図13に示されるように、干渉計19,117,127を用いてウエハステージWSTの位置を計測しつつ、ウエハアライメント(EGA)を実行する。そして、主制御装置20は、EGAにより得られたウエハW2上の複数のショット領域のアライメント座標系上における位置座標を、第2基準マークの位置を基準とする位置座標に変換する。
After the wafer exchange is finished, while the wafer stage WST1 is stopped at the loading position, the
ウエハテーブルWTB1上のウエハW1に対するウエハアライメント(EGA)及びウエハテーブルWTB2上のウエハW2に対する露光が終了すると、主制御装置20は、図14に示されるように、ウエハステージWST1を、黒い太矢印で示される経路に沿ってアライメント時移動領域から露光時移動領域へ、ウエハステージWST2を、白抜きの太矢印で示される経路に沿って露光時移動領域からアライメント時移動領域(ローディングポジション)へ、移動させる。この時、主制御装置20は、Y干渉計16とX干渉計116,117を用いて位置を管理しつつ、ウエハステージWST1を移動させ、同様に、Y干渉計18とX干渉計126,127を用いて位置を管理しつつ、ウエハステージWST2を移動させる。
When the wafer alignment (EGA) for wafer W1 on wafer table WTB1 and the exposure for wafer W2 on wafer table WTB2 are completed,
ウエハステージWST1の移動が終了すると、図15に示されるように、主制御装置20は、前述と同様の手順に従って、ウエハステージWST1上のウエハW12に対する露光を開始する。このW12に対する露光処理に際し、主制御装置20は、前述と同様、先の通知内容に応じて、必要な場合には、上記のウエハステージWST1の目標位置の算出に当たり、ウエハステージWST1とWST2との位置制御特性の関係、例えば位置制御結果の差(個体差)に基づいて、その算出される目標位置を補正する。
When the movement of wafer stage WST1 is completed, as shown in FIG. 15, the
上記の露光動作と並行して、主制御装置20の制御下で、前述と同様の手順で、ウエハステージWST2上でのウエハ交換、シリアル番号の読取り、新たな情報の書き込みなどが行われた後、ウエハアライメント(EGA)が行われる。
In parallel with the above exposure operation, under the control of the
以降、上述したウエハステージWST1,WST2を用いた並行処理動作が、主制御装置20及び制御装置28Bによって繰り返し実行される。
Thereafter, the parallel processing operation using wafer stage WST1 and WST2 described above is repeatedly executed by
なお、上述の2つのウエハステージWST1,WST2を用いる並行処理動作では、ロードされるウエハには既に1層以上のパターンが形成され、そのパターンを形成した露光工程についての情報がウエハ上の記録領域MAに記録されていることを前提に、説明を行った。しかし、第1層目(ファーストレイヤ)の露光を行う場合には、露光対象となるウエハ(ベアウエハ)には、その記録領域には何も記録されていない。そこで、制御装置28Bは、第1層目のパターンを形成するため、搬送装置28Aを用いてウエハステージ上にベアウエハをロードする際にも、パターンが形成されているウエハと同様に、読み取り装置LRを用いて、記録領域MAに記録された情報の読み取りを実行する。そして、読み取られた情報がない場合は、制御装置28Bは、その旨を、主制御装置20に通知する。主制御装置20は、その通知を受け、今から露光が行われるウエハはベアウエハであり、第1層目の露光が行われるものと判断し、「第1」層目のパターンを形成することを意味するシリアル番号を、他の情報とともに、ウエハ上に書き込むこととすれば良い。
In the parallel processing operation using the above-described two wafer stages WST1 and WST2, one or more patterns are already formed on the wafer to be loaded, and information on the exposure process for forming the pattern is recorded on the recording area on the wafer. The explanation was given on the assumption that it was recorded in MA. However, when the exposure of the first layer (first layer) is performed, nothing is recorded in the recording area of the wafer to be exposed (bare wafer). Therefore, when the bare device is loaded onto the wafer stage using the
以上説明したように、本実施形態の露光装置100によると、読取り装置LRにより、ウエハWの複数の区画領域(ショット領域)外に設けられた記録領域MAに記録された情報(すなわち、パターンを転写する際に使用したウエハステージを特定する情報、及び使用した露光装置とその製造メーカ、さらに転写されたパターンを特定する情報など)が読み取られ、制御装置28Bにより、読み取られた情報に基づいて、ウエハW上に先のパターンを形成する際に使用したウエハステージと、次に使用が予定されているウエハステージと、が一致しているか否かが判断される。そして、主制御装置20により、前述のステップ・アンド・スキャン方式の露光動作により、投影光学系PLを用いてウエハW上の先のパターンに重ね合わせてレチクルRのパターンを形成する際に、制御装置28Bによる判断結果に応じ、レチクルステージ駆動系11及びステージ駆動系124の少なくとも一方が制御され、これにより、レチクルRのパターンとウエハステージ(該ウエハステージ上に載置されたウエハW)との相対位置が制御される。
As described above, according to the
この場合、制御装置28Bの判断結果に基づき、先のパターンを形成する際に使用したウエハステージと次に使用が予定されているウエハステージ(本実施形態では、実際に使用するウエハステージ)との位置合わせの際の特性の関係を予め知ることが出来る。従って、ウエハ上に次のパターンを、先のパターンに位置合わせして、形成する際に、パターンとウエハ(ウエハステージ)との相対位置を調整するため、主制御装置20より、その関係を考慮して、レチクルステージ駆動系11及びステージ駆動系124の少なくとも一方が制御されることで、高精度な重ね合わせが可能となる。
In this case, based on the determination result of the control device 28B, the wafer stage used when forming the previous pattern and the wafer stage scheduled to be used next (the wafer stage actually used in this embodiment) are used. It is possible to know in advance the relationship of characteristics at the time of alignment. Therefore, when the next pattern is aligned with the previous pattern and formed on the wafer, the relationship between the pattern and the wafer (wafer stage) is adjusted by the
なお、上記実施形態では、スループットを最も優先する観点から、搬送系から送られてきたウエハを、ウエハステージWST1,WST2に交互にロードし、必要な場合に、走査露光時のレチクルとウエハとの相対位置を調整する場合について例示したが、これに限らず、例えば、ウエハ交換に比較的時間を掛けることが許される場合などには、シリアル番号の読取りの結果に基づき、ウエハに対する前層のパターンの形成時に用いたウエハステージと同じウエハステージに、必ず、ウエハをロードすることとしても良い。次に、このような変形例について説明する。 In the above-described embodiment, from the viewpoint of giving the highest priority to throughput, the wafers sent from the transfer system are alternately loaded on wafer stages WST1 and WST2, and if necessary, the reticle and wafer at the time of scanning exposure Although the case where the relative position is adjusted has been illustrated, the present invention is not limited to this. For example, when it is allowed to take a relatively long time for wafer replacement, the pattern of the previous layer on the wafer is determined based on the result of reading the serial number. The wafer may be always loaded on the same wafer stage used for forming the wafer. Next, such a modification will be described.
図16には、変形例の露光装置で行われる、ウエハのシリアル管理に関する、搬送系28内部の制御装置28Bの処理アルゴリズムを示すフローチャートが示されている。以下、このフローチャートに沿って変形例の処理アルゴリズムについて説明する。ここでは、説明の簡略化のため、連続して搬送系から送られてくる多数枚のウエハのうちから選択されるN枚のウエハに対し露光処理を行う場合について説明する。
FIG. 16 is a flowchart showing a processing algorithm of the control device 28B in the
まず、ステップ300において、ウエハの番号を示すカウンタのカウント値iを初期化する(i←1)。ここで、カウント値iは、連続して搬送系から送られてくる複数のウエハのうち、実際に露光装置で露光が行われるウエハの番号を意味する。 First, in step 300, the count value i of the counter indicating the wafer number is initialized (i ← 1). Here, the count value i means the number of the wafer that is actually exposed by the exposure apparatus among the plurality of wafers continuously sent from the transfer system.
次のステップ302では、主制御装置20から、ウエハ交換の指令がなされるのを待つ。そして、ウエハ交換の指令がなされると、ステップ304に進んで、搬送装置20Aを用いて、第i番目のウエハステージWSTiから露光済みのウエハをアンロードする。なお、ウエハステージWSTi上にウエハが載置されていない場合は、何も行わない。
In the
次のステップ306では、読取り装置LRの位置にウエハがあるか否かを確認することで、第i番目のウエハが搬送系28により搬送されて来ているかを判断する。そして、この判断が否定された場合には、次のウエハが搬送系28により搬送されて来るのを待つ。そして、次のウエハが搬送されて来た場合、又は最初から次のウエハがあり、ステップ306における判断が肯定された場合には、ステップ308に進む。
In the
ステップ308では、読み取り装置LRを用いて、第i番目(ここでは第1番目)のウエハ上の記録領域MAに記録されたシリアル番号を読み取る。
In
次のステップ310では、カウント値iの2進数表示の20の桁の数値と、ステージ特定ビットの最下位ビットの数値とが一致するか否かを判断することで、第i番目のウエハについての前層のパターンが、これから使用するウエハステージWSTiと同じウエハステージを用いて形成されたか否かを判断する。
In the
そして、この判断が否定された場合には、ステップ306に戻り、次のウエハが搬送系28により搬送されて来るのを待つ。その後、ステップ310の判断が肯定されるまで、ステップ306→308→310のループを繰り返す。
If this determination is negative, the process returns to step 306 and waits for the next wafer to be transferred by the
一方、ステップ310における判断が肯定された場合、すなわち第i番目のウエハについての前層のパターンが、これから使用するウエハステージWSTiと同じウエハステージを用いて形成されていた場合には、ステップ312に進み、主制御装置20に対して、先に読み取ったシリアル番号を通知する。この通知を受け、主制御装置20は、前述の如く、第i番目のウエハに対して次の露光工程の処理を示す情報の書き込みを行うとともに、このウエハの露光の際に、通常通り、ウエハアライメントの結果及びベースラインなどに基づいて、ウエハステージWSTiの制御目標位置(及び/又は速度)を定め、その目標位置に基づいてウエハの位置制御を行うこととなる。
On the other hand, if the determination in
上記の通知後、ステップ314に移行して、その第i番目のウエハを、第i番目のウエハステージWSTi(すなわちiが奇数の場合はウエハステージWST1、iが偶数の場合はウエハステージWST2)に、搬送装置28Aを用いてロードした後、ステップ316に進む。
After the above notification, the process proceeds to step 314, and the i-th wafer is transferred to the i-th wafer stage WST i (ie, wafer stage WST1 when i is an odd number, and wafer stage WST2 when i is an even number). Then, after loading using the
ステップ316では、カウント値iがN以上か否かを判断し、この判断が否定された場合には、ステップ318に移行して、カウント値iを1インクリメントする(i←i+1)。以降、ステップ302以下の処理(判断を含む)を、ステップ316における判断が肯定されるまで繰り返す。
In
そして、ステップ316における判断が肯定されると、本ルーチンの処理を終了する。
When the determination in
このように、本変形例によると、前層のパターンの形成の際に使用したウエハステージを、次層のパターンの形成の際にも必ず使用する。これにより、使用するウエハステージの相違に起因する、重ね合わせ誤差の発生を確実に回避できる。ただし、上記ステップ310の判断が否定された場合に、ステップ310の判断が肯定されるまで、ステップ306、308、310の処理が繰り返される。従って、スループットを重視する観点からは、一方のウエハステージ上のウエハに対する露光と、他方のウエハステージ上のウエハ交換及びウエハアライメントとが並行して行われ、かつ露光に要する時間の方が、ウエハ交換及びウエハアライメントに要する時間に比べて長い場合に、本変形例は、特に好適である。
As described above, according to this modification, the wafer stage used for forming the pattern of the previous layer is always used for forming the pattern of the next layer. Thereby, it is possible to reliably avoid the occurrence of an overlay error due to the difference in the wafer stage to be used. However, if the determination in
なお、上記ステップ310の判断が否定された場合に、フラグを立てるとともに、そのウエハをローディングポジションの近傍の一時待機場所に置いておき、次のウエハステージに対するウエハ交換の指示がなされた際に、フラグを見て、その一時待機場所のウエハを次のウエハステージにロードするようにするなどしても良い。
If the determination in
なお、上記実施形態及び変形例で使用するウエハでは、露光工程においてウエハを管理するために必要な情報が書き込まれる記録領域MAを、ウエハWの周縁でパターンが形成されるショット領域に重複しない領域に、設けることとした。しかし、これに限らず、例えば、ショット領域間のスクライブラインに設けてもよい。また、個々のショット領域に付設されるアライメントマークと同様に、記録領域MAを個々のショット領域に付設しても良い。その場合、ショット領域毎に情報を記録することができる。また、シリアル番号を用いて表現される情報を、2進数ドット表示又はバーコード表示することとしたが、これらは一例にすぎず、書き込み装置LMを用いてウエハに書き込むことができ且つ読み取り装置LRを用いてウエハから読み取ることができるマークであれば、どのようなマークを用いて表示しても良い。 In the wafer used in the embodiment and the modified example, the recording area MA in which information necessary for managing the wafer in the exposure process is written does not overlap with the shot area in which a pattern is formed on the periphery of the wafer W. It was decided to provide it. However, the present invention is not limited to this. For example, it may be provided on a scribe line between shot areas. Further, similarly to the alignment mark attached to each shot area, the recording area MA may be attached to each shot area. In that case, information can be recorded for each shot area. In addition, the information expressed using the serial number is displayed in binary dot display or bar code display, but these are only examples, and can be written on the wafer using the writing device LM and the reading device LR. Any mark may be used as long as the mark can be read from the wafer using the mark.
また、上記実施形態及び変形例では、露光装置が読取り装置LRのみでなく書き込み装置LMを備えている場合について説明したが、書き込み装置は、露光装置の外部、例えば、露光装置にインラインで接続されたコータ・デベロッパなどに設けられていても良い。 In the above-described embodiment and modification, the case where the exposure apparatus includes the writing apparatus LM as well as the reading apparatus LR has been described. However, the writing apparatus is connected to the outside of the exposure apparatus, for example, inline to the exposure apparatus. It may be provided in a coater / developer.
また、上記実施形態及び変形例では、ウエハアライメント(EGA)時に、露光工程においてウエハを管理するために必要な情報をウエハ上に記録するために、書き込み装置LMをアライメント系ALGの近傍に設置することとした。しかし、情報の記録は、ウエハアライメント(EGA)時以外のタイミング、例えば露光時に、又はウエハのアンロード後に、実行してもかまわない。従って、情報の記録を実行するタイミングに応じて、適切な位置に、書き込み装置LMを設置すれば良い。また、ウエハステージ上にウエハをロードする前に、そのウエハに記録された情報を読み取るために、読み取り装置LRをウエハの搬送経路上に設置した。しかし、情報の読み取りは、露光開始前であれば、例えば、ウエハがウエハステージ上に載置された後に、又はウエハアライメント(EGA)時に、実行してもかまわない。従って、情報の読み取りを実行するタイミングに応じて、適切な位置に、読み取り装置LRを設置すれば良い。なお、情報の読み取りを、ウエハをウエハステージ上に載置した後に行う場合に、前層のパターンの形成の際に使用したウエハステージを、次層のパターンの形成の際にも必ず使用するためには、ウエハを一旦載置後に、載せ替える必要が生じるので、ウエハ交換時間及びアライメント時間に比べて露光時間がかなり長い場合に、このようなウエハの管理方法を採用することが望ましい。 In the embodiment and the modification, the writing device LM is installed in the vicinity of the alignment system ALG in order to record information necessary for managing the wafer in the exposure process during wafer alignment (EGA). It was decided. However, information recording may be performed at a timing other than the wafer alignment (EGA), for example, at the time of exposure or after unloading the wafer. Therefore, the writing device LM may be installed at an appropriate position in accordance with the timing of recording information. In addition, before loading a wafer onto the wafer stage, a reading device LR is installed on the wafer conveyance path in order to read information recorded on the wafer. However, the reading of information may be executed before the start of exposure, for example, after the wafer is placed on the wafer stage or at the time of wafer alignment (EGA). Therefore, the reading device LR may be installed at an appropriate position according to the timing of reading information. When reading the information after the wafer is placed on the wafer stage, the wafer stage used for forming the pattern of the previous layer is always used for forming the pattern of the next layer. In this case, since it becomes necessary to replace the wafer after it is once mounted, it is desirable to adopt such a wafer management method when the exposure time is considerably longer than the wafer replacement time and the alignment time.
また、上記実施形態及び変形例では、書き込み装置LMと読み取り装置LRを、それぞれ独立した装置として、異なる位置に設置した。しかし、書き込み装置LMと読み取り装置LRを一体化し、両装置が一体化された装置を、露光装置の内部に設置しても良い。 In the embodiment and the modification, the writing device LM and the reading device LR are installed at different positions as independent devices. However, the writing apparatus LM and the reading apparatus LR may be integrated, and an apparatus in which both apparatuses are integrated may be installed inside the exposure apparatus.
また、上記実施形態及び変形例では、露光装置100におけるウエハのシリアル管理をのみを考えることを前提とした関係から、製造メーカ及び露光装置番号は、全てのウエハに共通であるものとしたが、複数台の露光装置と、これらの露光装置を総合的に管理するホストコンピュータとを備えたリソグラフィシステムでは、例えばホストコンピュータが、各露光装置のウエハステージ毎の位置制御特性を管理することで、上記実施形態で説明したウエハのシリアル管理を、製造メーカ及び露光装置番号に関係なく、行うように拡張することも可能である。
In the embodiment and the modification, the manufacturer and the exposure apparatus number are assumed to be common to all the wafers based on the assumption that only the serial management of the wafer in the
また、上記実施形態及び変形例では、2つのウエハステージWST1,WST2を用いるツインステージ方式の露光装置に本発明が適用された場合について説明したが、これに限らず、3つ以上のウエハステージを用いる露光装置に、本発明を適用しても良い。また、上記実施形態及び変形例では、平面モータを用いてウエハステージWST1,WST2のそれぞれを独立に駆動することとしたが、それに限らず、リニアモータなどを用いても良い。 In the above-described embodiment and modification, the case where the present invention is applied to a twin-stage type exposure apparatus that uses two wafer stages WST1 and WST2 has been described. However, the present invention is not limited to this, and three or more wafer stages are used. The present invention may be applied to an exposure apparatus to be used. In the above embodiment and the modification, each of wafer stages WST1 and WST2 is independently driven using a planar motor. However, the present invention is not limited to this, and a linear motor or the like may be used.
また、上述の実施形態では、本発明が、液体(水)を介さずにウエハWの露光を行うドライタイプの露光装置に適用された場合について説明したが、これに限らず、例えば国際公開第99/49504号パンフレット、欧州特許出願公開第1,420,298号明細書、国際公開第2004/055803号パンフレット、特開2004−289126号公報(対応米国特許第6,952,253号明細書)などに開示されているように、投影光学系とウエハとの間に照明光の光路を含む液浸空間を形成し、投影光学系及び液浸空間の液体を介して照明光でウエハを露光する露光装置にも本発明を適用することができる。 In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a dry type exposure apparatus that exposes the wafer W without using liquid (water) has been described. No. 99/49504, European Patent Application Publication No. 1,420,298, International Publication No. 2004/055803 Pamphlet, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-289126 (corresponding US Pat. No. 6,952,253) As described in the above, an immersion space including an optical path of illumination light is formed between the projection optical system and the wafer, and the wafer is exposed with illumination light through the liquid in the projection optical system and the immersion space. The present invention can also be applied to an exposure apparatus.
また、上記実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置に本発明が適用された場合について説明したが、これに限らず、ステッパなどの静止型露光装置に本発明を適用しても良い。また、ショット領域とショット領域とを合成するステップ・アンド・スティッチ方式の縮小投影露光装置、プロキシミティー方式の露光装置、又はミラープロジェクション・アライナーなどにも本発明は適用することができる。 In the above embodiment, the case where the present invention is applied to a scanning exposure apparatus such as a step-and-scan method has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is applied to a stationary exposure apparatus such as a stepper. May be. The present invention can also be applied to a step-and-stitch reduction projection exposure apparatus, a proximity exposure apparatus, or a mirror projection aligner that synthesizes a shot area and a shot area.
また、上記実施形態の露光装置における投影光学系は縮小系のみならず等倍および拡大系のいずれでも良いし、投影光学系PLは屈折系のみならず、反射系及び反射屈折系のいずれでも良いし、その投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。また、前述の照明領域及び露光領域はその形状が矩形であるものとしたが、これに限らず、例えば円弧、台形、あるいは平行四辺形などでも良い。 In addition, the projection optical system in the exposure apparatus of the above embodiment may be not only a reduction system but also an equal magnification and an enlargement system, and the projection optical system PL may be not only a refraction system but also a reflection system or a catadioptric system. The projected image may be either an inverted image or an erect image. In addition, the illumination area and the exposure area described above are rectangular in shape, but the shape is not limited to this, and may be, for example, an arc, a trapezoid, or a parallelogram.
なお、上記実施形態の露光装置の光源は、ArFエキシマレーザに限らず、KrFエキシマレーザ(出力波長248nm)、F2レーザ(出力波長157nm)などのパルスレーザ光源、g線(波長436nm)、i線(波長365nm)などの輝線を発する超高圧水銀ランプなどを用いることも可能である。また、YAGレーザの高調波発生装置などを用いることもできる。この他、例えば米国特許第7,023,610号明細書に開示されているように、真空紫外光としてDFB半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム(又はエルビウムとイッテルビウムの両方)がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。 The light source of the exposure apparatus of the above embodiment is not limited to the ArF excimer laser, but a pulsed laser light source such as a KrF excimer laser (output wavelength 248 nm) or F 2 laser (output wavelength 157 nm), g-line (wavelength 436 nm), i It is also possible to use an ultrahigh pressure mercury lamp that emits a bright line such as a line (wavelength 365 nm). A harmonic generator of a YAG laser or the like can also be used. In addition, as disclosed in, for example, US Pat. No. 7,023,610, a single wavelength laser beam in an infrared region or a visible region oscillated from a DFB semiconductor laser or a fiber laser is used as vacuum ultraviolet light. For example, a harmonic that is amplified by a fiber amplifier doped with erbium (or both erbium and ytterbium) and wavelength-converted into ultraviolet light using a nonlinear optical crystal may be used.
また、上記実施形態では、露光装置の照明光ILとしては波長100nm以上の光に限らず、波長100nm未満の光を用いても良いことはいうまでもない。例えば、軟X線領域(例えば5〜15nmの波長域)のEUV(Extreme Ultraviolet)光を用いるEUV露光装置にも本発明を適用することができる。この他、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置にも、本発明は適用できる。 In the above embodiment, it is needless to say that the illumination light IL of the exposure apparatus is not limited to light having a wavelength of 100 nm or more, and light having a wavelength of less than 100 nm may be used. For example, the present invention can be applied to an EUV exposure apparatus that uses EUV (Extreme Ultraviolet) light in a soft X-ray region (for example, a wavelength region of 5 to 15 nm). In addition, the present invention can be applied to an exposure apparatus using a charged particle beam such as an electron beam or an ion beam.
また、上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン(又は位相パターン・減光パターン)を形成した光透過型マスク(レチクル)を用いたが、このレチクルに代えて、例えば米国特許第6,778,257号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて、透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク(可変成形マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれ、例えば非発光型画像表示素子(空間光変調器)の一種であるDMD(Digital Micro-mirror Device)などを含む)を用いても良い。 In the above-described embodiment, a light transmission mask (reticle) in which a predetermined light-shielding pattern (or phase pattern / dimming pattern) is formed on a light-transmitting substrate is used. Instead of this reticle, For example, as disclosed in US Pat. No. 6,778,257, an electronic mask (variable shaping mask, which forms a transmission pattern, a reflection pattern, or a light emission pattern based on electronic data of a pattern to be exposed, as disclosed in US Pat. No. 6,778,257. For example, a non-light emitting image display element (spatial light modulator) including a DMD (Digital Micro-mirror Device) may be used.
また、例えば干渉縞をウエハ上に形成することによって、ウエハ上にライン・アンド・スペースパターンを形成する露光装置(リソグラフィシステム)にも本発明を適用することができる。 Further, for example, the present invention can be applied to an exposure apparatus (lithography system) that forms line and space patterns on a wafer by forming interference fringes on the wafer.
さらに、例えば米国特許第6,611,316号明細書に開示されているように、2つのレチクルパターンを投影光学系を介してウエハ上で合成し、1回のスキャン露光によってウエハ上の1つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置にも本発明を適用することができる。 Further, as disclosed in, for example, US Pat. No. 6,611,316, two reticle patterns are synthesized on a wafer via a projection optical system, and one scan exposure is performed on one wafer. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that performs double exposure of shot areas almost simultaneously.
なお、上記実施形態でパターンを形成すべき物体(エネルギビームが照射される露光対象の物体)はウエハに限られるものではなく、ガラスプレート、セラミック基板、フィルム部材、あるいはマスクブランクスなど、他の物体でも良い。 Note that the object on which the pattern is to be formed in the above embodiment (the object to be exposed to the energy beam) is not limited to the wafer, but other objects such as a glass plate, a ceramic substrate, a film member, or a mask blank. But it ’s okay.
露光装置の用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置、有機EL、薄膜磁気ヘッド、撮像素子(CCD等)、マイクロマシン及びDNAチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、EUV露光装置、X線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。 The use of the exposure apparatus is not limited to the exposure apparatus for semiconductor manufacturing. For example, an exposure apparatus for liquid crystal that transfers a liquid crystal display element pattern onto a square glass plate, an organic EL, a thin film magnetic head, an image sensor ( CCDs, etc.), micromachines, DNA chips and the like can also be widely applied to exposure apparatuses. Further, in order to manufacture reticles or masks used in not only microdevices such as semiconductor elements but also light exposure apparatuses, EUV exposure apparatuses, X-ray exposure apparatuses, electron beam exposure apparatuses, etc., glass substrates or silicon wafers, etc. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern.
半導体素子などの電子デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した実施形態の露光装置(パターン形成装置)によりマスク(レチクル)のパターンをウエハに転写するリソグラフィステップ、露光されたウエハを現像する現像ステップ、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト除去ステップ、デバイス組み立てステップ(ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む)、検査ステップ等を経て製造される。この場合、リソグラフィステップで、上記実施形態の露光装置を用いて前述の露光方法が実行され、ウエハ上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスを生産性良く製造することができる。 An electronic device such as a semiconductor element includes a step of designing a function / performance of the device, a step of manufacturing a reticle based on the design step, a step of manufacturing a wafer from a silicon material, and the exposure apparatus (pattern forming apparatus) of the above-described embodiment. ) A lithography step for transferring a mask (reticle) pattern onto a wafer, a development step for developing the exposed wafer, an etching step for removing exposed members other than the portion where the resist remains by etching, and etching is completed. It is manufactured through a resist removal step for removing unnecessary resist, a device assembly step (including a dicing process, a bonding process, and a package process), an inspection step, and the like. In this case, in the lithography step, the exposure method described above is executed using the exposure apparatus of the above embodiment, and a device pattern is formed on the wafer. Therefore, a highly integrated device can be manufactured with high productivity.
本発明のパターン形成方法及びパターン形成装置は、複数のウエハステージを用いてウエハ上に複数のパターンを重ね形成するのに適している。また、本発明のデバイス製造方法は、マイクロデバイスの生産に適している。 The pattern forming method and pattern forming apparatus of the present invention are suitable for forming a plurality of patterns on a wafer by using a plurality of wafer stages. The device manufacturing method of the present invention is suitable for the production of micro devices.
16,17,18,19…Y干渉計、50…ステージ装置、100…露光装置、116,117…X干渉計、118…干渉計システム、124…ステージ駆動系、126,127…X干渉計、ALG…アライメント系、LM…書き込み装置、LR…読み取り装置、PL…投影光学系、PU…投影ユニット、W,W1,W2…ウエハ、WST1,WST2…ウエハステージ、WTB1,WTB2…ウエハテーブル、R…レチクル、RST…レチクルステージ。 16, 17, 18, 19 ... Y interferometer, 50 ... stage device, 100 ... exposure device, 116,117 ... X interferometer, 118 ... interferometer system, 124 ... stage drive system, 126,127 ... X interferometer, ALG ... Alignment system, LM ... Writing device, LR ... Reading device, PL ... Projection optical system, PU ... Projection unit, W, W1, W2 ... Wafer, WST1, WST2 ... Wafer stage, WTB1, WTB2 ... Wafer table, R ... Reticle, RST ... Reticle stage.
Claims (23)
前記物体に記録された情報を読み取り、該情報に含まれる前記物体に対する先の露光工程を示す情報に基づき、前記物体上に先のパターンを形成する際に使用したステージと、次に使用が予定されているステージとが一致しているか否かを判断する工程と;
前記情報が読み取られた物体を、前記次に使用が予定されているステージに載置する工程と;
前記判断する工程の判断結果より、前記先のパターンを形成する際に使用したステージと前記次に使用が予定されているステージとが一致していない場合、前記次に使用が予定されているステージと該ステージに同期して次のパターンが形成されたマスクを保持して移動するマスクステージとの一方の位置制御特性を前記先のパターンを形成する際に使用したステージの位置制御特性に較正して、前記先のパターンを形成する際に使用したステージと前記次に使用が予定されているステージとが一致している場合、前記位置制御特性の較正は行わずに、前記先のパターンに重ね合わせて前記物体上に次のパターンを形成する工程と;を含むパターン形成方法。 A pattern forming method for forming a plurality of patterns on an object using a plurality of stages,
The information recorded on the object is read, and the stage used to form the previous pattern on the object based on the information indicating the previous exposure process for the object included in the information , and the next use is scheduled Determining whether the stage being matched matches;
Placing the object from which the information has been read on the next stage scheduled for use;
If the stage used to form the previous pattern and the stage scheduled to be used next do not match based on the determination result of the determining step, the stage scheduled to be used next The position control characteristic of one of the mask stage that holds and moves the mask on which the next pattern is formed in synchronization with the stage is calibrated to the position control characteristic of the stage used when forming the previous pattern. If the stage used for forming the previous pattern and the stage scheduled to be used next coincide with each other, the position control characteristic is not calibrated and is superimposed on the previous pattern. And forming a next pattern on the object together.
前記物体に記録された情報を読み取り、該情報に基づき、前記物体上に先のパターンを形成する際に使用したステージと、次に使用が予定されているステージとが一致しているか否かを判断する工程と;
前記判断する工程の判断結果を考慮して、前記先のパターンに重ね合わせて前記物体上に次のパターンを形成する工程と;
前記判断する工程の判断結果に基づき載置すると決定した前記物体のみを、前記次に使用が予定されているステージに載置する工程と;を含むパターン形成方法。 A pattern forming method for forming a plurality of patterns on an object using a plurality of stages,
Read information recorded on the object, and based on the information, whether or not the stage used when forming the previous pattern on the object and the stage scheduled to be used next are the same A step of judging;
Taking into account the judgment result of the judgment step, forming a next pattern on the object in superposition with the previous pattern;
Wherein only the objects determined to be placed on the basis of the judgment result of the step of determining, the step and that mounted on the stage of use in the following to be scheduled; method including pattern formation.
前記書き込む工程では、前記シリアル番号に対応するマークを、書き込み対象の前記物体に書き込む請求項3〜7のいずれか一項に記載のパターン形成方法。 The information is expressed using a serial number,
The pattern forming method according to claim 3 , wherein in the writing step, a mark corresponding to the serial number is written on the object to be written.
前記形成する工程では、前記感応層にエネルギビームを照射することによって前記次のパターンを形成する、請求項1〜10のいずれか一項に記載のパターン形成方法。 The object has a sensitive layer;
In the step of the formation, the formation of the next pattern in the sensitive layer by irradiating an energy beam, the pattern forming method according to any one of claims 1-10.
パターンが形成された前記物体に処理を施す工程と;を含むデバイス製造方法。 Forming a pattern on an object using the pattern forming method according to any one of claims 1 to 11 ;
And a step of processing the object on which a pattern is formed.
前記物体を保持して所定領域内で移動可能な複数のステージと;
前記複数のステージを駆動する駆動系と;
前記物体上に前記複数のパターンを生成するパターン生成装置と;
前記物体に記録された情報を読み取る読取り装置と;
読み取られた前記情報に含まれる前記物体に対する先の露光工程を示す情報に基づき、前記物体上に先のパターンを形成する際に使用したステージと、次に使用が予定されているステージとが一致しているか否かを判断する判断装置と;
前記情報が読み取られた物体を、前記次に使用が予定されているステージに載置する搬送装置と;
前記物体上の前記先のパターンに重ね合わせて次のパターンを形成する際に、前記判断装置の判断結果より、前記先のパターンを形成する際に使用したステージと前記次に使用が予定されているステージとが一致していない場合、前記次に使用が予定されているステージと該ステージに同期して次のパターンが形成されたマスクを保持して移動するマスクステージとの一方の位置制御特性を前記先のパターンを形成する際に使用したステージの位置制御特性に較正し、前記先のパターンを形成する際に使用したステージと前記次に使用が予定されているステージとが一致している場合、前記位置制御特性の較正は行わないで、前記駆動系を制御する制御系と;を備えるパターン形成装置。 A pattern forming apparatus for forming a plurality of patterns on an object,
A plurality of stages holding the object and movable within a predetermined area;
A drive system for driving the plurality of stages;
A pattern generation device for generating the plurality of patterns on the object;
A reader for reading information recorded on the object;
Based on the information indicating the previous exposure process for the object included in the read information , the stage used to form the previous pattern on the object and the stage scheduled to be used next are one. A judging device for judging whether or not it is done;
A transfer device for placing the object from which the information has been read on the stage scheduled to be used next;
When the next pattern is formed by superimposing the previous pattern on the object, the stage used for forming the previous pattern and the next use are scheduled based on the determination result of the determination device. If the stage does not match, the position control characteristic of one of the stage scheduled to be used next and the mask stage that holds and moves the mask on which the next pattern is formed in synchronization with the stage Is calibrated to the position control characteristic of the stage used when forming the previous pattern, and the stage used when forming the previous pattern matches the stage that is scheduled to be used next. If, without performing calibration of the position control characteristics, the control system and for controlling the drive system; patterning device comprising a.
前記物体を保持して所定領域内で移動可能な複数のステージと;
前記複数のステージを駆動する駆動系と;
前記物体上に前記複数のパターンを生成するパターン生成装置と;
前記物体に記録された情報を読み取る読取り装置と;
読み取られた前記情報に基づき、前記物体上に先のパターンを形成する際に使用したステージと、次に使用が予定されているステージとが一致しているか否かを判断する判断装置と;
前記物体上の前記先のパターンに重ね合わせて次のパターンを形成する際に、前記判断装置の判断結果に応じ、前記駆動系及び前記パターン生成装置の少なくとも一方を制御する制御系と;
前記判断装置の判断結果に基づき載置すると決定した前記物体のみを、前記次に使用が予定されているステージに載置する搬送装置と;を備えるパターン形成装置。 A pattern forming apparatus for forming a plurality of patterns on an object,
A plurality of stages holding the object and movable within a predetermined area;
A drive system for driving the plurality of stages;
A pattern generation device for generating the plurality of patterns on the object;
A reader for reading information recorded on the object;
A determination device that determines, based on the read information, whether or not the stage used when forming the previous pattern on the object matches the stage that is scheduled to be used next;
A control system that controls at least one of the drive system and the pattern generation device in accordance with a determination result of the determination device when forming a next pattern superimposed on the previous pattern on the object;
The determination device of the determination result only the object it is determined to put on the basis of the conveying device and for placing the stage used in the following to be scheduled; Rupa turn-forming apparatus comprising a.
前記書き込み装置は、前記シリアル番号に対応するマークを、書き込み対象の前記物体に書き込む請求項15〜19のいずれか一項に記載のパターン形成装置。 The information is expressed using a serial number,
The pattern forming apparatus according to claim 15 , wherein the writing apparatus writes a mark corresponding to the serial number on the object to be written.
前記パターン生成装置は、前記感応層にエネルギビームを照射することによって前記パターンを形成する、請求項13〜22のいずれか一項に記載のパターン形成装置。 The object has a sensitive layer;
The pattern formation apparatus according to any one of claims 13 to 22 , wherein the pattern generation apparatus forms the pattern by irradiating the sensitive layer with an energy beam.
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