JP5379638B2 - Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、露光装置、露光方法及びデバイスの製造方法に関する。   The present invention relates to an exposure apparatus, an exposure method, and a device manufacturing method.

ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置では、連続して露光すべき(例えば、同一のロットに含まれる)複数の基板のうち1枚目の基板については、全てのショット領域の高さを計測し、露光時にショット領域ごとのずれ量(高さ方向)を補正している。また、連続して露光すべき複数の基板のうち2枚目以降の基板については、1番目のショット領域の高さのみを計測し、1枚目の基板の1番目のショット領域の高さとの差分を他のショット領域に反映させて露光時にショット領域ごとのずれ量を補正している。このような技術に関しては、幾つか提案されている(特許文献1及び2参照)。   In a step-and-scan type exposure apparatus, the height of all shot areas is measured for the first substrate among a plurality of substrates to be exposed continuously (for example, included in the same lot). The amount of deviation (in the height direction) for each shot area is corrected during exposure. For the second and subsequent substrates among the plurality of substrates to be exposed continuously, only the height of the first shot area is measured, and the height of the first shot area of the first substrate is measured. The difference is reflected in other shot areas to correct the shift amount for each shot area during exposure. Several proposals have been made regarding such techniques (see Patent Documents 1 and 2).

特開2003−203838号公報JP 2003-203838 A 特開平10−294257号公報JP-A-10-294257

しかしながら、従来技術では、連続して露光すべき複数の基板間で回転(Rolling)成分や傾き(Pitching)成分(即ち、基板の状態)が異なる場合、その成分が露光時に考慮されないため、デフォーカスを引き起こす可能性がある。例えば、2枚目以降の基板の1番目のショット領域の高さが1枚目の基板の1番目のショット領域の高さと同一でありながら2枚目以降の基板にうねりがあった場合を考える。このような場合、従来技術では、2枚目以降の基板の1番目のショット領域の高さと1枚目の基板の1番目のショット領域の高さとの差分がゼロであるため、他のショット領域に差分(即ち、うねりに対応する適正な差分)が反映されなくなってしまう。その結果、実際の回転成分や傾き成分が考慮されないまま露光され、デフォーカスを引き起こしてしまう。   However, in the conventional technique, when a rotating component or a tilting component (that is, a substrate state) differs between a plurality of substrates to be exposed continuously, the components are not taken into consideration at the time of exposure. May cause. For example, consider a case where the second and subsequent substrates have undulations while the height of the first shot region of the second and subsequent substrates is the same as the height of the first shot region of the first substrate. . In such a case, in the prior art, since the difference between the height of the first shot area of the second and subsequent substrates and the height of the first shot area of the first substrate is zero, other shot areas The difference (that is, the appropriate difference corresponding to the swell) is not reflected on the. As a result, the exposure is performed without taking into consideration the actual rotation component and tilt component, which causes defocusing.

また、連続して露光すべき複数の基板の全てについて、全てのショット領域の高さを計測してショット領域ごとのずれ量を補正すれば、デフォーカスを低減させることができるが、露光装置の処理速度(スループット)が大幅に低下してしまう。   In addition, defocus can be reduced by measuring the height of all shot areas and correcting the shift amount for each shot area for all of a plurality of substrates to be exposed continuously. Processing speed (throughput) is greatly reduced.

そこで、本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、スループットの低下を抑えながら、デフォーカスを低減することができる技術を提供することを例示的目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of the problems of the conventional technique, and an object of the present invention is to provide a technique capable of reducing defocus while suppressing a decrease in throughput.

上記目的を達成するために、本発明の一側面としての露光装置は、マスクのパターンを基板に投影する投影光学系を備えた露光装置であって、基板を保持するチャックを駆動する駆動部と、基板上の複数のショット領域のそれぞれの領域内において複数の計測点で高さを計測する計測部と、前記計測部による複数の計測点での高さの計測を制御すると共に、前記駆動部による前記チャックの駆動を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、連続して露光すべき複数の基板のうち先頭からn枚目(nは自然数)までの基板を露光する場合には、前記n枚目の基板上の複数のショット領域のうち第1の数のショット領域の領域内における複数の計測点の高さを計測するように前記計測部を制御し、前記計測部で計測された複数の計測点の高さからそのショット領域の高さを決定して、前記n枚目の基板上の複数のショット領域のそれぞれを前記投影光学系の像面に位置させるように前記駆動部を制御し、前記複数の基板のうちn+1枚目以降の基板を露光する場合には、前記n+1枚目以降の基板上の複数のショット領域のうち前記第1の数よりも少ない第2の数のショット領域の領域内における複数の計測点の高さを計測するように前記計測部を制御し、前記n枚目の基板上の複数のショット領域のうち前記n+1枚目以降の基板上の前記第2の数のショット領域に相当するショット領域における複数の計測点の高さから第1の平面を求め、前記n+1枚目以降の基板上の前記第2の数のショット領域における複数の計測点の高さから第2の平面を求めて前記複数のショット領域のそれぞれについて前記第1の平面と前記第2の平面との前記基板の高さ方向のずれ量を算出し、前記計測部で計測された複数の計測点の高さから決定された前記n枚目の基板上の複数のショット領域のそれぞれの高さに前記基板の高さ方向のずれ量を加えた高さに基づいて、前記n+1枚目以降の基板上の複数のショット領域のそれぞれを前記投影光学系の像面に位置させるように前記駆動部を制御することを特徴とする。   In order to achieve the above object, an exposure apparatus according to one aspect of the present invention is an exposure apparatus including a projection optical system that projects a mask pattern onto a substrate, and a driving unit that drives a chuck that holds the substrate. A measurement unit that measures height at a plurality of measurement points in each of a plurality of shot regions on the substrate, and controls the height measurement at the plurality of measurement points by the measurement unit, and the drive unit A control unit that controls the driving of the chuck according to the above, wherein the control unit exposes the first to n-th (n is a natural number) substrates among a plurality of substrates to be continuously exposed. Controls the measurement unit to measure the heights of a plurality of measurement points in the region of the first number of shot regions among the plurality of shot regions on the nth substrate, and the measurement unit Is the height of multiple measurement points measured? The height of the shot area is determined, and the drive unit is controlled to position each of the plurality of shot areas on the nth substrate on the image plane of the projection optical system, In the case of exposing the (n + 1) th and subsequent substrates, a plurality of shot regions in the second number of shot regions smaller than the first number among the plurality of shot regions on the (n + 1) th and subsequent substrates are used. The measurement unit is controlled to measure the height of the measurement point, and corresponds to the second number of shot areas on the n + 1 and subsequent substrates among the plurality of shot areas on the nth substrate. The first plane is obtained from the heights of the plurality of measurement points in the shot area to be obtained, and the second plane is obtained from the heights of the plurality of measurement points in the second number of shot areas on the (n + 1) th and subsequent substrates. Seeking the plurality of shot areas For each of these, the shift amount in the height direction of the substrate between the first plane and the second plane is calculated, and the n determined from the heights of a plurality of measurement points measured by the measurement unit. Based on the height obtained by adding the amount of shift in the height direction of the substrate to the height of each of the plurality of shot regions on the first substrate, each of the plurality of shot regions on the n + 1 and subsequent substrates is The drive unit is controlled to be positioned on the image plane of the projection optical system.

本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。   Further objects and other aspects of the present invention will become apparent from the preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings.

本発明によれば、例えば、スループットの低下を抑えながら、デフォーカスを低減する技術を提供することができる。   According to the present invention, for example, it is possible to provide a technique for reducing defocus while suppressing a decrease in throughput.

本発明の一側面としての露光装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the exposure apparatus as 1 side surface of this invention. 図1に示す露光装置において、制御部による駆動部及び計測部の制御を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining control of a drive unit and a measurement unit by a control unit in the exposure apparatus shown in FIG. 1. 図1に示す露光装置において、プレート上のショット領域とショット領域の領域内における計測点との関係を示す図である。In the exposure apparatus shown in FIG. 1, it is a figure which shows the relationship between the shot area on a plate, and the measurement point in the area | region of a shot area. 図1に示す露光装置の露光動作を説明するためのフローチャートである。2 is a flowchart for explaining an exposure operation of the exposure apparatus shown in FIG. 図1に示す露光装置において、プレート上のショット領域とショット領域の領域内における計測点との関係を示す図である。In the exposure apparatus shown in FIG. 1, it is a figure which shows the relationship between the shot area on a plate, and the measurement point in the area | region of a shot area.

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in each figure, the same reference number is attached | subjected about the same member and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図1は、本発明の一側面としての露光装置1の構成を示す図である。露光装置1は、ステップ・アンド・スキャン方式で、マスクのパターンを液晶デバイス用のガラスプレートなどの大型の基板上に転写する投影露光装置であって、本実施形態では、連続して露光すべき(例えば、同一のロットに含まれる)複数の基板を露光する。   FIG. 1 is a view showing the arrangement of an exposure apparatus 1 as one aspect of the present invention. The exposure apparatus 1 is a projection exposure apparatus that transfers a mask pattern onto a large substrate such as a glass plate for a liquid crystal device by a step-and-scan method. In this embodiment, the exposure apparatus 1 should be continuously exposed. A plurality of substrates (eg, contained in the same lot) are exposed.

露光装置1は、マスク23のパターンをプレート36に投影する投影光学系10を備えている。また、投影光学系10の物体面側にはマスクステージ20が配置され、投影光学系10の像面側にはプレートステージ30が配置されている。マスクステージ20とプレートステージ30とはそれぞれ独立して駆動可能であり、これらの位置はレーザ干渉測長器50で計測される。   The exposure apparatus 1 includes a projection optical system 10 that projects the pattern of the mask 23 onto the plate 36. A mask stage 20 is disposed on the object plane side of the projection optical system 10, and a plate stage 30 is disposed on the image plane side of the projection optical system 10. The mask stage 20 and the plate stage 30 can be driven independently, and their positions are measured by the laser interference length measuring device 50.

マスクステージ20は、ステージ基板21と、ステージ基板21の上に配置されたXYθステージ22とを含み、チャック(不図示)を介して、マスク23を保持する。従って、マスクステージ20は、X軸方向及びY軸方向のそれぞれに駆動可能に、且つ、XY平面内で回転可能にマスク23を保持する。なお、X軸方向とY軸方向とは、互いに直交する方向とする。マスクステージ20の上方には、投影光学系10を介して、マスク23及びプレート36を観察する観察光学系42が配置され、更に、観察光学系42の上方には、マスク23を照明する照明光学系44が配置されている。   The mask stage 20 includes a stage substrate 21 and an XYθ stage 22 disposed on the stage substrate 21, and holds the mask 23 via a chuck (not shown). Therefore, the mask stage 20 holds the mask 23 so that it can be driven in each of the X-axis direction and the Y-axis direction and can be rotated in the XY plane. Note that the X-axis direction and the Y-axis direction are orthogonal to each other. An observation optical system 42 for observing the mask 23 and the plate 36 is disposed above the mask stage 20 via the projection optical system 10, and illumination optics for illuminating the mask 23 is further above the observation optical system 42. A system 44 is arranged.

プレートステージ30は、ステージ定盤31の上に配置されたY軸ステージ32、X軸ステージ33及びθZステージ34を有する。また、θZステージ34の上には、プレート36を保持するチャック35が配置されている。従って、プレートステージ30は、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向のそれぞれに駆動可能に、且つ、XY平面内で回転可能にプレート36を保持する。なお、チャック35は、後述するように、駆動部60によって駆動され、プレート36を露光する際に、Y軸ステージ32、X軸ステージ33及びθZステージ34と協同して、プレート36の表面(ショット領域)を投影光学系10の像面(焦点面)に位置させる。   The plate stage 30 includes a Y-axis stage 32, an X-axis stage 33, and a θZ stage 34 that are disposed on a stage surface plate 31. A chuck 35 that holds the plate 36 is disposed on the θZ stage 34. Therefore, the plate stage 30 holds the plate 36 so that it can be driven in each of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction and can be rotated in the XY plane. As will be described later, the chuck 35 is driven by a driving unit 60 and cooperates with the Y-axis stage 32, the X-axis stage 33, and the θZ stage 34 to expose the surface of the plate 36 (shot) when the plate 36 is exposed. (Region) is positioned on the image plane (focal plane) of the projection optical system 10.

レーザ干渉測長器50は、レーザヘッド51と、干渉ミラー52及び53と、θZステージ34に取り付けられた第1の反射ミラー54と、ステージ基板21に取り付けられた第2の反射ミラー55とを含む。レーザヘッド51からのレーザ光の位置(投影光学系10の光軸方向の位置)は、マスクステージ20については、投影光学系10の物体面の位置に設定される。一方、プレートステージ30については、レーザヘッド51からのレーザ光の位置(投影光学系10の光軸方向の位置)は、投影光学系10の像面の位置から距離Lだけ変位した位置に設定される。   The laser interference length measuring device 50 includes a laser head 51, interference mirrors 52 and 53, a first reflection mirror 54 attached to the θZ stage 34, and a second reflection mirror 55 attached to the stage substrate 21. Including. The position of the laser light from the laser head 51 (the position of the projection optical system 10 in the optical axis direction) is set to the position of the object plane of the projection optical system 10 for the mask stage 20. On the other hand, for the plate stage 30, the position of the laser light from the laser head 51 (the position in the optical axis direction of the projection optical system 10) is set to a position displaced by a distance L from the position of the image plane of the projection optical system 10. The

計測部70は、投影光学系10とプレート36との間に配置され、プレート36上の複数のショット領域のそれぞれの領域内において複数の計測点で高さを計測する。制御部80は、CPUやメモリを有し、露光装置1の全体(動作)を制御する。例えば、制御部80は、計測部70によるプレート36上のショット領域の領域内における複数の計測点での高さの計測を制御すると共に、駆動部60によるチャック35の駆動を制御する。   The measurement unit 70 is disposed between the projection optical system 10 and the plate 36 and measures the height at a plurality of measurement points in each of a plurality of shot regions on the plate 36. The control unit 80 includes a CPU and a memory, and controls the entire exposure apparatus 1 (operation). For example, the control unit 80 controls the height measurement at a plurality of measurement points in the shot region on the plate 36 by the measurement unit 70 and also controls the driving of the chuck 35 by the drive unit 60.

図2を参照して、制御部80による駆動部60及び計測部70の制御について説明する。上述したように、プレート36は、チャック35によって保持されている。計測部70は、例えば、4つのZ計測センサ71、72、73及び74で構成され、プレート36上の任意の位置(計測点)の高さを計測して、その計測結果(高さ)を制御部80に入力する。制御部80は、入力された計測結果からそのショット領域の高さを決定し、プレート36上の表面が投影光学系10の像面に位置するために必要な駆動部60によるプレート36の駆動量を算出して、かかる駆動量を含む制御データを駆動部60に入力する。駆動部60は、例えば、4つのアクチュエータ61、62、63及び64で構成され、制御部80から入力される制御データに応じてチャック35を駆動し、プレート36上の表面を投影光学系10の像面に位置させる。   With reference to FIG. 2, control of the drive unit 60 and the measurement unit 70 by the control unit 80 will be described. As described above, the plate 36 is held by the chuck 35. The measurement unit 70 includes, for example, four Z measurement sensors 71, 72, 73, and 74, measures the height of an arbitrary position (measurement point) on the plate 36, and outputs the measurement result (height). Input to the controller 80. The control unit 80 determines the height of the shot region from the input measurement result, and the driving amount of the plate 36 by the driving unit 60 necessary for the surface on the plate 36 to be positioned on the image plane of the projection optical system 10. And the control data including the drive amount is input to the drive unit 60. The drive unit 60 includes, for example, four actuators 61, 62, 63, and 64. The drive unit 60 drives the chuck 35 in accordance with control data input from the control unit 80, and the surface on the plate 36 of the projection optical system 10 is driven. Position it on the image plane.

ここで、露光装置1において、連続して露光すべき複数のプレートを露光する場合の制御について説明する。なお、本実施形態では、複数のプレートのそれぞれは、行方向に3つのショット領域、列方向に2つのショット領域が配列された6つのショット領域(1番目のショット領域乃至6番目のショット領域)を有するものとする。   Here, the control in the case of exposing a plurality of plates to be continuously exposed in the exposure apparatus 1 will be described. In the present embodiment, each of the plurality of plates has six shot areas in which three shot areas are arranged in the row direction and two shot areas are arranged in the column direction (from the first shot area to the sixth shot area). It shall have.

複数のプレートのうち1枚目のプレートを露光する場合には、制御部80は、図3(a)に示すように、6つのショット領域のうち全てのショット領域の領域内における4つの計測点MP1乃至MP4の高さを計測するように計測部70を制御する。また、制御部80は、6つのショット領域のそれぞれの領域内における4つの計測点MP1乃至MP4の高さから1枚目のプレート上の6つのショット領域のそれぞれの高さを決定する。そして、制御部80は、複数のショット領域のそれぞれの高さに基づいて、1枚目のプレート上の6つのショット領域のそれぞれを投影光学系10の像面に位置させるように駆動部60を制御しながら1枚目のプレートを露光する。   When the first plate of the plurality of plates is exposed, the control unit 80, as shown in FIG. 3A, four measurement points in the area of all the shot areas among the six shot areas. The measurement unit 70 is controlled to measure the heights of MP1 to MP4. Further, the control unit 80 determines the heights of the six shot areas on the first plate from the heights of the four measurement points MP1 to MP4 in each of the six shot areas. Then, the control unit 80 causes the driving unit 60 to position each of the six shot regions on the first plate on the image plane of the projection optical system 10 based on the height of each of the plurality of shot regions. The first plate is exposed while being controlled.

複数のプレートのうち2枚目以降のプレートを露光する場合には、制御部80は、図3(b)に示すように、6つのショット領域のうち端部の2つのショット領域の領域内における4つの計測点MP1乃至MP4の高さを計測するように計測部70を制御する。なお、端部の2つのショット領域は、2つのショット領域を結ぶ直線がプレートの中心又はその近傍を通るショットであって、本実施形態では、1番目のショット領域及び4番目のショット領域(1番目のショット領域の対角ショット領域)である。次いで、制御部80は、1枚目のプレート上の1番目のショット領域及び4番目のショット領域(2枚目以降のプレートにおいて計測点を計測したショット領域に相当)における4つの計測点MP1乃至MP4の高さから第1の平面P1を求める(算出する)。同様に、制御部80は、2枚目以降のプレート上の1番目のショット領域及び4番目のショット領域における4つの計測点MP1乃至MP4の高さから第2の平面Pnを求める(算出する)。このように、制御部80は、1枚目のプレートの近似平面である第1の平面P1と、2枚目以降のプレートの近似平面である第2の平面Pnとを求める。次に、制御部80は、プレート上の6つのショット領域のそれぞれについて、第1の平面P1と第2の平面Pnとのプレートの高さ方向のずれ量(第1の平面P1と第2の平面P2との差分)を算出する。また、制御部80は、1枚目のプレート上の6つのショット領域のそれぞれの高さに第1の平面P1と第2の平面Pnとのプレートの高さ方向のずれ量を加えた高さ(即ち、2枚目以降のプレート上の6つのショット領域のそれぞれの高さ)を算出する。そして、2枚目以降のプレート上の6つのショット領域のそれぞれの高さに基づいて、6つのショット領域のそれぞれを投影光学系10の像面に位置させるように駆動部60を制御しながら2枚目以降のプレートを露光する。   When exposing the second and subsequent plates of the plurality of plates, the control unit 80, as shown in FIG. 3B, within the two shot regions at the end of the six shot regions. The measurement unit 70 is controlled to measure the heights of the four measurement points MP1 to MP4. The two shot areas at the end are shots in which a straight line connecting the two shot areas passes through the center of the plate or the vicinity thereof. In the present embodiment, the first shot area and the fourth shot area (1 Diagonal shot area of the second shot area). Next, the control unit 80 has four measurement points MP1 to MP1 in the first shot area and the fourth shot area on the first plate (corresponding to shot areas in which measurement points are measured in the second and subsequent plates). The first plane P1 is obtained (calculated) from the height of MP4. Similarly, the control unit 80 obtains (calculates) the second plane Pn from the heights of the four measurement points MP1 to MP4 in the first shot area and the fourth shot area on the second and subsequent plates. . Thus, the control unit 80 obtains the first plane P1 that is an approximate plane of the first plate and the second plane Pn that is an approximate plane of the second and subsequent plates. Next, for each of the six shot regions on the plate, the control unit 80 shifts the first plane P1 and the second plane Pn in the height direction of the plate (the first plane P1 and the second plane Pn). The difference from the plane P2 is calculated. In addition, the control unit 80 adds heights of the six shot regions on the first plate to the heights of the first plane P1 and the second plane Pn in the plate height direction. (That is, the height of each of the six shot areas on the second and subsequent plates) is calculated. Then, based on the respective heights of the six shot areas on the second and subsequent plates, the driving unit 60 is controlled so as to position each of the six shot areas on the image plane of the projection optical system 10. The second and subsequent plates are exposed.

ここで、プレート上のショット領域の領域内における各計測点の高さから第1の平面P1及び第2の平面Pnを算出する処理の一例を説明する。任意の平面PをZ=Ax+By+C(式1)として定義し、各計測点における計測結果(高さ)Zと任意の平面Pとの差の2乗を最小とする定数A、B及びCを導出して近似平面を算出する。   Here, an example of processing for calculating the first plane P1 and the second plane Pn from the height of each measurement point in the shot area on the plate will be described. Arbitrary plane P is defined as Z = Ax + By + C (Formula 1), and constants A, B, and C that minimize the square of the difference between the measurement result (height) Z and the arbitrary plane P at each measurement point are derived. To calculate an approximate plane.

プレート上のショット領域の領域内の計測点(の位置)を(xi、yi)、計測点(xi、yi)における計測結果(高さ)をziとする。ここで、i=1〜nとすると、計測結果の最大数はnとなる。また、式1を行列式で表現すると、以下の式2が得られる。   The measurement point (position) in the shot region on the plate is (xi, yi), and the measurement result (height) at the measurement point (xi, yi) is zi. Here, when i = 1 to n, the maximum number of measurement results is n. Further, when Expression 1 is expressed by a determinant, the following Expression 2 is obtained.

Figure 0005379638
Figure 0005379638

ここで、式2の左辺の右側の行列をD、左辺の行列をEとし、式1を最小とする定数A、B及びCを、式2を展開した以下の式3から求める。なお、Dは行列Dの転置行列を表し、(DD)−1は(DD)の逆行列を表す。 Here, constants A, B, and C that minimize Equation 1 are obtained from Equation 3 below, which is obtained by developing Equation 2, where D is the right-hand side matrix of Equation 2 and E is the left-side matrix. Note that D T represents a transposed matrix of the matrix D, and (D T D) −1 represents an inverse matrix of (D T D).

Figure 0005379638
Figure 0005379638

また、式3から求まる定数A、B及びCを用いて以下の式4を定義し、プレート上のショット領域の中心座標を(xmn、ymn)として式4に代入することで、ショット領域ごとの高さを算出することができる。これにより、第1の平面P1と第2の平面Pnとのプレートの高さ方向のずれ量(第1の平面P1と第2の平面P2との差分)を算出することが可能となる。なお、mはプレートの枚数を表し、nはプレート上のショット領域の番号を表す。
mn=Axmn+Bymn+C ・・・(式4)
以下、図4を参照して、露光装置1の露光動作(即ち、連続して露光すべき複数のプレートを露光する処理)について説明する。なお、かかる露光動作は、上述したように、制御部80が露光装置1の各部を統括的に制御することで実現される。また、複数のプレートのそれぞれは、図3(a)及び図3(b)に示したショット領域の配列と同様に、6つのショット領域を有するものとする。
Further, the following equation 4 is defined using constants A, B, and C obtained from equation 3, and the shot region on the plate is substituted into equation 4 as (x mn , y mn ) as the center coordinates of the shot region. Each height can be calculated. Accordingly, it is possible to calculate the amount of displacement in the height direction of the plate between the first plane P1 and the second plane Pn (difference between the first plane P1 and the second plane P2). Here, m represents the number of plates, and n represents the number of the shot area on the plate.
Z mn = Ax mn + By mn + C (Formula 4)
Hereinafter, with reference to FIG. 4, the exposure operation of the exposure apparatus 1 (that is, the process of exposing a plurality of plates to be continuously exposed) will be described. Note that this exposure operation is realized by the control unit 80 controlling the respective units of the exposure apparatus 1 in an integrated manner as described above. In addition, each of the plurality of plates has six shot areas, similar to the arrangement of shot areas shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b).

S402では、露光装置1の内部に搬入され、プレートステージ30(チャック35)に保持されたプレートが複数のプレートのうち1枚目のプレートであるかどうかを判定する。1枚目のプレートであると判定された場合には、S404に移行し、1枚目のプレートでない(即ち、2枚目以降のプレートである)と判定された場合には、S410に移行する。   In S402, it is determined whether or not the plate carried into the exposure apparatus 1 and held on the plate stage 30 (chuck 35) is the first plate among the plurality of plates. If it is determined that it is the first plate, the process proceeds to S404, and if it is determined that it is not the first plate (that is, the second and subsequent plates), the process proceeds to S410. .

S404(第1の計測ステップ)では、1枚目のプレート上の6つのショット領域のうち、全てのショット領域のそれぞれの領域内における計測点(4つの計測点MP1乃至MP4)の高さを計測する。なお、1枚目のプレート上の6つのショット領域のそれぞれの領域内における計測点の計測結果(高さ)は、制御部80のメモリなどに格納される。   In S404 (first measurement step), the heights of the measurement points (four measurement points MP1 to MP4) in each of all the shot areas among the six shot areas on the first plate are measured. To do. Note that the measurement results (heights) of the measurement points in each of the six shot areas on the first plate are stored in the memory of the control unit 80 or the like.

S406(第1の露光ステップ)では、1枚目のプレート上の6つのショット領域のそれぞれを露光する。具体的には、6つのショット領域のそれぞれの領域内における計測点の高さから各ショット領域の高さを決定して、1枚目のプレート上の6つのショット領域のそれぞれを投影光学系10の像面に位置させながら1枚目のプレートを露光する。なお、1枚目のプレート上の6つのショット領域のそれぞれの高さは、制御部80のメモリなどに格納される。   In S406 (first exposure step), each of the six shot areas on the first plate is exposed. Specifically, the height of each shot area is determined from the height of the measurement points in each of the six shot areas, and each of the six shot areas on the first plate is projected onto the projection optical system 10. The first plate is exposed while being positioned on the image plane. The heights of the six shot areas on the first plate are stored in the memory of the control unit 80 or the like.

S408では、S406で露光されたプレートを露光装置1の外部に搬出すると共に、次に露光するプレート(即ち、2枚目以降のプレート)を露光装置1の内部に搬入して、S402に移行する。   In S408, the plate exposed in S406 is carried out of the exposure apparatus 1, and the next plate to be exposed (that is, the second and subsequent plates) is carried into the exposure apparatus 1, and the process proceeds to S402. .

S410(第2の計測ステップ)では、2枚目以降のプレート上の6つのショット領域のうち、1番目のショット領域及び4番目のショット領域のそれぞれの領域内における計測点の高さを計測する。なお、2枚目以降のプレート上の1番目のショット領域及び4番目のショット領域のそれぞれの領域内における計測点の計測結果(高さ)は、制御部80のメモリなどに格納される。   In S410 (second measurement step), the height of the measurement point in each of the first shot area and the fourth shot area is measured among the six shot areas on the second and subsequent plates. . Note that the measurement results (heights) of the measurement points in each of the first shot area and the fourth shot area on the second and subsequent plates are stored in the memory of the control unit 80 or the like.

S412(第1の算出ステップ)では、S404での計測結果を用いて、1枚目のプレートの近似平面である第1の平面P1を算出する。具体的には、1枚目のプレート上の1番目のショット領域及び4番目のショット領域のそれぞれの領域内における計測点の高さから第1の平面P1を算出する。   In S412 (first calculation step), a first plane P1, which is an approximate plane of the first plate, is calculated using the measurement result in S404. Specifically, the first plane P1 is calculated from the height of the measurement point in each of the first shot area and the fourth shot area on the first plate.

同様に、S414(第2の算出ステップ)では、S410での計測結果を用いて、2枚目以降のプレートの近似平面である第2の平面Pnを算出する。具体的には、2枚目以降のプレート上の1番目のショット領域及び4番目のショット領域のそれぞれの領域内における計測点の高さから第2の平面Pnを算出する。   Similarly, in S414 (second calculation step), a second plane Pn that is an approximate plane of the second and subsequent plates is calculated using the measurement result in S410. Specifically, the second plane Pn is calculated from the height of the measurement point in each of the first shot area and the fourth shot area on the second and subsequent plates.

S416(第3の算出ステップ)では、プレート上の6つのショット領域のそれぞれについて、S412で算出された第1の平面P1とS414で算出された第2の平面P2とのプレートの高さ方向のずれ量を算出する。   In S416 (third calculation step), for each of the six shot regions on the plate, the first plane P1 calculated in S412 and the second plane P2 calculated in S414 in the plate height direction. The amount of deviation is calculated.

S418(第2の露光ステップ)では、2枚目以降のプレート上の6つのショット領域のそれぞれを露光する。具体的には、S404での計測結果から決定された1枚目のプレート上の6つのショット領域のそれぞれの高さにS416で算出されたプレートの高さ方向のずれ量を加えた高さを求める。そして、かかる高さに基づいて、2枚目以降のプレート上の6つのショット領域のそれぞれを投影光学系10の像面に位置させながら2枚目以降のプレートを露光する。   In S418 (second exposure step), each of the six shot areas on the second and subsequent plates is exposed. Specifically, the height obtained by adding the shift amount in the height direction of the plate calculated in S416 to the height of each of the six shot regions on the first plate determined from the measurement result in S404. Ask. Based on this height, the second and subsequent plates are exposed while positioning each of the six shot regions on the second and subsequent plates on the image plane of the projection optical system 10.

S420では、S418で露光されたプレートが複数のプレートのうち最後のプレートであるかどうかを判定する。最後のプレートであると判定された場合には、S422に移行して、S418で露光されたプレートを露光装置1の外部に搬出して、露光動作を終了する。最後のプレートでないと判定された場合には、S424に移行して、S418で露光されたプレートを露光装置1の外部に搬出すると共に、次に露光するプレートを露光装置1の内部に搬入して、S402に移行する。   In S420, it is determined whether or not the plate exposed in S418 is the last plate among the plurality of plates. If it is determined that it is the last plate, the process proceeds to S422, the plate exposed in S418 is carried out of the exposure apparatus 1, and the exposure operation is terminated. If it is determined that it is not the last plate, the process proceeds to S424, where the plate exposed in S418 is carried out of the exposure apparatus 1, and the plate to be exposed next is carried into the exposure apparatus 1. , The process proceeds to S402.

このように、本実施形態の露光装置1は、連続して露光すべき複数のプレートのうち2枚目以降のプレートを露光する場合には、全てのショット領域の領域内で計測点の高さを計測するのではなく、一部のショット領域のみの領域内で計測点の高さを計測する。従って、露光装置1は、複数のプレートの全てについて、全てのショット領域の計測点の高さ(即ち、全てのショット領域の高さ)を計測する場合と比較して、処理速度(スループット)の低下を抑えることができる。また、2枚目以降のプレートを露光する場合には、1枚目のプレート上の複数のショット領域のそれぞれの高さに第1の平面と第2の平面とのプレートの高さ方向のずれ量を加えた高さを2枚目以降のプレートの各ショット領域の高さとしている。従って、連続して露光すべきプレート間で回転成分や傾き成分(即ち、基板の状態)が異なる場合であっても、その成分が露光時に考慮され、プレートの回転成分や傾き成分に起因するデフォーカスを低減させることができる。従って、露光装置1は、高いスループットで経済性よく高品位なデバイス(液晶デバイス、半導体素子、撮像素子(CCDなど)、薄膜磁気ヘッドなど)を提供することができる。かかるデバイスは、露光装置1を用いてフォトレジスト(感光剤)が塗布された基板(ガラスプレート、ウエハ等)を露光する工程と、露光された基板を現像する工程と、その他の周知の工程と、を経ることによって製造される。   As described above, the exposure apparatus 1 according to the present embodiment, when exposing the second and subsequent plates among the plurality of plates to be continuously exposed, the height of the measurement points in all the shot regions. Is not measured, but the height of the measurement point is measured within only a part of the shot area. Therefore, the exposure apparatus 1 has a processing speed (throughput) as compared with the case of measuring the heights of measurement points in all shot areas (that is, the heights of all shot areas) for all of the plurality of plates. The decrease can be suppressed. When the second and subsequent plates are exposed, the height difference between the first plane and the second plane in the height direction of the plurality of shot areas on the first plate is shifted. The height obtained by adding the amount is the height of each shot area of the second and subsequent plates. Therefore, even if the rotation component and tilt component (that is, the state of the substrate) differ between the plates to be continuously exposed, the component is taken into consideration at the time of exposure, and the data caused by the rotation component and tilt component of the plate. Focus can be reduced. Therefore, the exposure apparatus 1 can provide a high-quality device (liquid crystal device, semiconductor element, imaging element (CCD, etc.), thin film magnetic head, etc.) with high throughput and good economic efficiency. Such a device includes a step of exposing a substrate (glass plate, wafer, etc.) coated with a photoresist (photosensitive agent) using the exposure apparatus 1, a step of developing the exposed substrate, and other known steps. , Manufactured by going through.

なお、本実施形態では、2枚目以降のプレートを露光する際に第1の平面を算出しているが、1枚目のプレートを露光する際に第1の平面を算出して、制御部80のメモリなどに格納してもよい。また、本実施形態では、1枚目のプレートを露光する際には、プレート上の全てのショット領域の領域内における計測点の高さをまとめて計測してから各ショット領域を露光している。但し、プレート上の1つのショット領域の領域内における計測点の高さを計測し、かかる1つのショット領域を露光するというように、各ショット領域における計測点の高さの計測と、かかるショット領域の露光とを繰り返すようにしてもよい。   In the present embodiment, the first plane is calculated when the second and subsequent plates are exposed. However, when the first plate is exposed, the first plane is calculated and the control unit You may store in 80 memories. In the present embodiment, when the first plate is exposed, each shot area is exposed after measuring the heights of measurement points in the area of all shot areas on the plate. . However, measurement of the height of the measurement point in each shot area, such as measuring the height of the measurement point in the area of one shot area on the plate and exposing the one shot area, and such shot area These exposures may be repeated.

更に、本実施形態では、1枚目のプレートでは、全てのショット領域のそれぞれの領域内の計測点の高さを計測し、2枚目以降のプレートでは、2つのショット領域のそれぞれの領域内の計測点の高さを計測している。但し、露光装置1の露光動作を以下のように制御した場合にも、全てのショット領域の高さを計測する場合と比較して、スループットの低下を抑えることができる。具体的には、複数のプレートのうち先頭からn枚目(nは自然数)までのプレートに関しては、n枚目のプレート上の複数のショット領域のうち第1の数のショット領域の領域内における計測点の高さを計測する。そして、第1の数のショット領域の領域内における計測点の高さからそのショット領域の高さを決定して、n枚目のプレート上の複数のショット領域のそれぞれを投影光学系の像面に位置させながらn枚目のプレートを露光する。一方、複数のプレートのうちn枚目以降のプレートに関しては、n枚目以降のプレート上の複数のショット領域のうち第1の数よりも少ない第2の数のショット領域の領域内における計測点の高さを計測する。次に、n枚目のプレート上の複数のショット領域のうちn+1枚目以降のプレート上の第2の数のショット領域に相当するショット領域における計測点の高さから第1の平面を算出する。同様に、n+1枚目以降のプレート上の台2の数のショット領域における計測点の高さから第2の平面を算出する。そして、n枚目のプレート上の複数のショット領域のそれぞれの高さに第1の平面と第2の平面とのプレートの高さ方向のずれ量を加えた高さをn+1枚目のプレート上の複数のショット領域のそれぞれの高さとして、n+1枚目のプレートを露光する。なお、計測点の高さを計測するショット領域の数は、デフォーカスに影響を与えるため、許容されるデフォーカスやプレートに存在する回転成分や傾き成分の大きさに応じて設定する必要がある。   Furthermore, in the present embodiment, the height of the measurement points in each of all shot areas is measured with the first plate, and within the areas of the two shot areas with the second and subsequent plates. The height of the measurement point is measured. However, even when the exposure operation of the exposure apparatus 1 is controlled as follows, a decrease in throughput can be suppressed as compared with the case where the heights of all shot areas are measured. Specifically, with respect to the nth plate (n is a natural number) from the top of the plurality of plates, the first number of shot regions in the plurality of shot regions on the nth plate are within the region of the first number of shot regions. Measure the height of the measurement point. Then, the height of the shot area is determined from the height of the measurement point in the first number of shot areas, and each of the plurality of shot areas on the nth plate is image plane of the projection optical system. The nth plate is exposed while being positioned at. On the other hand, with regard to the nth and subsequent plates of the plurality of plates, the measurement points in the second number of shot regions smaller than the first number among the plurality of shot regions on the nth and subsequent plates. Measure the height. Next, the first plane is calculated from the heights of the measurement points in the shot areas corresponding to the second number of shot areas on the (n + 1) th and subsequent plates among the plurality of shot areas on the nth plate. . Similarly, the second plane is calculated from the heights of the measurement points in the number of shot areas of the number of the platforms 2 on the (n + 1) th and subsequent plates. Then, the height obtained by adding the shift amount in the height direction of the plate between the first plane and the second plane to the height of each of the plurality of shot regions on the nth plate is set on the (n + 1) th plate. The (n + 1) th plate is exposed as the height of each of the plurality of shot regions. Note that the number of shot areas for measuring the height of the measurement point affects defocusing, so it must be set according to the allowable defocusing and the magnitude of the rotation component and tilt component existing on the plate. .

また、レイアウト等などの関係によって、1枚目のプレート上の各ショット領域の領域内における計測点と2枚目以降のプレート上の各ショット領域の領域内における計測点とを同じ位置に配置できない場合も考えられる。例えば、図5(b)に示すように、2枚目以降のプレート上の4番目のショット領域の領域内においては、2つの計測点MP5及びMP6しか配置できない場合を考える。この場合、図5(a)に示すように、1枚目のプレート上の4番目のショット領域の領域内に、2枚目以降のプレート上の4番目のショット領域の領域内における2つの計測点MP5及びMP6(の位置)に相当する2つの計測点MP5及びMP6を配置すればよい。なお、1枚目のプレートの近似平面である第1の平面は、1枚目のプレート上の1番目のショット領域の領域内における計測点MP1乃至MP4、及び、4番目のショット領域の領域内における計測点MP5及びMP6から算出される。同様に、2枚目以降のプレートの近似平面である第2の平面は、2枚目以降のプレート上の1番目のショット領域の領域内における計測点MP1乃至MP4、及び、4番目のショット領域の領域内における計測点MP5及びMP6から算出される。   Also, the measurement points in the shot area on the first plate and the measurement points in the shot areas on the second and subsequent plates cannot be arranged at the same position due to the layout or the like. Cases are also conceivable. For example, as shown in FIG. 5B, consider a case where only two measurement points MP5 and MP6 can be arranged in the region of the fourth shot region on the second and subsequent plates. In this case, as shown in FIG. 5 (a), two measurements in the fourth shot area on the second and subsequent plates are performed in the fourth shot area on the first plate. Two measurement points MP5 and MP6 corresponding to (the positions of) points MP5 and MP6 may be arranged. The first plane, which is an approximate plane of the first plate, is the measurement points MP1 to MP4 in the area of the first shot area on the first plate and the area of the fourth shot area. Is calculated from the measurement points MP5 and MP6. Similarly, the second plane which is an approximate plane of the second and subsequent plates is the measurement points MP1 to MP4 and the fourth shot area in the first shot area on the second and subsequent plates. It is calculated from the measurement points MP5 and MP6 in the region.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。   As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.

Claims (5)

マスクのパターンを基板に投影する投影光学系を備えた露光装置であって、
基板を保持するチャックを駆動する駆動部と、
基板上の複数のショット領域のそれぞれの領域内において複数の計測点で高さを計測する計測部と、
前記計測部による複数の計測点での高さの計測を制御すると共に、前記駆動部による前記チャックの駆動を制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、
連続して露光すべき複数の基板のうち先頭からn枚目(nは自然数)までの基板を露光する場合には、前記n枚目の基板上の複数のショット領域のうち第1の数のショット領域の領域内における複数の計測点の高さを計測するように前記計測部を制御し、前記計測部で計測された複数の計測点の高さからそのショット領域の高さを決定して、前記n枚目の基板上の複数のショット領域のそれぞれを前記投影光学系の像面に位置させるように前記駆動部を制御し、
前記複数の基板のうちn+1枚目以降の基板を露光する場合には、前記n+1枚目以降の基板上の複数のショット領域のうち前記第1の数よりも少ない第2の数のショット領域の領域内における複数の計測点の高さを計測するように前記計測部を制御し、前記n枚目の基板上の複数のショット領域のうち前記n+1枚目以降の基板上の前記第2の数のショット領域に相当するショット領域における複数の計測点の高さから第1の平面を求め、前記n+1枚目以降の基板上の前記第2の数のショット領域における複数の計測点の高さから第2の平面を求めて前記複数のショット領域のそれぞれについて前記第1の平面と前記第2の平面との前記基板の高さ方向のずれ量を算出し、前記計測部で計測された複数の計測点の高さから決定された前記n枚目の基板上の複数のショット領域のそれぞれの高さに前記基板の高さ方向のずれ量を加えた高さに基づいて、前記n+1枚目以降の基板上の複数のショット領域のそれぞれを前記投影光学系の像面に位置させるように前記駆動部を制御することを特徴とする露光装置。
An exposure apparatus including a projection optical system that projects a mask pattern onto a substrate,
A drive unit for driving a chuck for holding a substrate;
A measurement unit that measures the height at a plurality of measurement points in each of a plurality of shot areas on the substrate;
A control unit for controlling the height measurement at a plurality of measurement points by the measurement unit, and for controlling the driving of the chuck by the drive unit;
Have
The controller is
When exposing the first to n-th (n is a natural number) of the plurality of substrates to be exposed continuously, the first number of the plurality of shot areas on the n-th substrate is exposed. The measurement unit is controlled to measure the height of a plurality of measurement points in the shot region, and the height of the shot region is determined from the heights of the plurality of measurement points measured by the measurement unit. , Controlling the driving unit to position each of the plurality of shot areas on the nth substrate on the image plane of the projection optical system,
When exposing the n + 1st and subsequent substrates among the plurality of substrates, the second number of shot regions smaller than the first number among the plurality of shot regions on the n + 1st and subsequent substrates are exposed. The measurement unit is controlled to measure the heights of a plurality of measurement points in the region, and the second number on the n + 1 and subsequent substrates among the plurality of shot regions on the nth substrate. A first plane is obtained from the heights of a plurality of measurement points in the shot area corresponding to the shot area, and from the heights of the plurality of measurement points in the second number of shot areas on the (n + 1) th and subsequent substrates. A second plane is obtained, and a deviation amount in the height direction of the substrate between the first plane and the second plane is calculated for each of the plurality of shot regions, and a plurality of the measurement values measured by the measurement unit are calculated. The above determined from the height of the measurement point Based on the height obtained by adding the amount of shift in the height direction of the substrate to the height of each of the plurality of shot regions on the first substrate, each of the plurality of shot regions on the n + 1 and subsequent substrates is An exposure apparatus that controls the drive unit to be positioned on an image plane of the projection optical system.
前記第1の数のショット領域は、前記n枚目の基板上の複数のショット領域のうち全てのショット領域を含むことを特徴とする請求項1に記載の露光装置。   2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the first number of shot areas includes all shot areas among a plurality of shot areas on the nth substrate. 前記第2の数のショット領域は、前記n+1枚目以降の基板上の複数のショット領域のうち端部の2つのショット領域を含み、
前記2つのショット領域を結ぶ直線は、前記n+1枚目以降の基板の中心又はその近傍を通ることを特徴とする請求項1又は2に記載の露光装置。
The second number of shot areas includes two shot areas at an end of a plurality of shot areas on the (n + 1) th and subsequent substrates,
3. The exposure apparatus according to claim 1, wherein a straight line connecting the two shot regions passes through the center of the n + 1 and subsequent substrates or in the vicinity thereof.
マスクのパターンを基板に投影する投影光学系を備えた露光装置を用いて、基板を露光する露光方法であって、
連続して露光すべき複数の基板のうち先頭からn枚目までの基板上の複数のショット領域のうち第1の数のショット領域の領域内における複数の計測点の高さを計測する第1の計測ステップと、
前記第1の計測ステップで計測された複数の計測点の高さからそのショット領域の高さを決定して、前記n枚目の基板上の複数のショット領域のそれぞれを前記投影光学系の像面に位置させながら前記n枚目の基板を露光する第1の露光ステップと、
前記複数の基板のうちn+1枚目以降の基板上の複数のショット領域のうち前記第1の数よりも少ない第2の数のショット領域の領域内における複数の計測点の高さを計測する第2の計測ステップと、
前記n枚目の基板上の複数のショット領域のうち前記n+1枚目以降の基板上の前記第2の数のショット領域に相当するショット領域における複数の計測点の高さから第1の平面を算出する第1の算出ステップと、
前記n+1枚目以降の基板上の前記第2の数のショット領域における複数の計測点の高さから第2の平面を算出する第2の算出ステップと、
前記複数のショット領域のそれぞれについて、前記第1の算出ステップで算出された前記第1の平面と前記第2の算出ステップで算出された前記第2の平面との前記基板の高さ方向のずれ量を算出する第3の算出ステップと、
前記第1の計測ステップで計測された複数の計測点の高さから決定された前記n枚目の基板上の複数のショット領域のそれぞれの高さに前記基板の高さ方向のずれ量を加えた高さに基づいて、前記n+1枚目以降の基板上の複数のショット領域のそれぞれを前記投影光学系の像面に位置させながら前記n+1枚目以降の基板を露光する第2の露光ステップと、
を有することを特徴とする露光方法。
An exposure method for exposing a substrate using an exposure apparatus provided with a projection optical system that projects a mask pattern onto the substrate,
First of measuring heights of a plurality of measurement points in a first number of shot areas among a plurality of shot areas on the first to nth substrates among a plurality of substrates to be exposed continuously. Measuring steps,
The height of the shot area is determined from the height of the plurality of measurement points measured in the first measurement step, and each of the plurality of shot areas on the nth substrate is an image of the projection optical system. A first exposure step of exposing the nth substrate while being positioned on a surface;
The height of a plurality of measurement points in a second number of shot areas less than the first number among the plurality of shot areas on the (n + 1) th and subsequent substrates among the plurality of substrates is measured. 2 measurement steps;
A first plane is calculated from the heights of a plurality of measurement points in a shot area corresponding to the second number of shot areas on the n + 1 and subsequent substrates among the plurality of shot areas on the nth substrate. A first calculating step for calculating;
A second calculation step of calculating a second plane from the heights of a plurality of measurement points in the second number of shot areas on the n + 1st and subsequent substrates;
Deviation in the height direction of the substrate between the first plane calculated in the first calculation step and the second plane calculated in the second calculation step for each of the plurality of shot regions. A third calculation step for calculating the quantity;
The amount of shift in the height direction of the substrate is added to the height of each of the plurality of shot areas on the nth substrate determined from the heights of the plurality of measurement points measured in the first measurement step. A second exposure step of exposing the n + 1st and subsequent substrates while positioning each of the plurality of shot areas on the n + 1st and subsequent substrates on the image plane of the projection optical system based on the height of ,
An exposure method comprising:
請求項1乃至3のうちいずれか1項に記載の露光装置を用いて基板を露光するステップと、
露光された前記基板を現像するステップと、
を有することを特徴とするデバイスの製造方法。
Exposing the substrate using the exposure apparatus according to any one of claims 1 to 3,
Developing the exposed substrate;
A device manufacturing method characterized by comprising:
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