JP5593690B2 - Deformation measurement substrate, exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method - Google Patents

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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

本発明は、変形計測用基板、露光装置及び露光方法並びにデバイス製造方法に関するものである。   The present invention relates to a deformation measurement substrate, an exposure apparatus, an exposure method, and a device manufacturing method.

従来より、半導体素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド、その他のマイクロデバイスの製造工程の1つであるフォトリソグラフィ工程においては、マスクやレチクル(以下、これらを総称する場合は「マスク」という)に形成されたパターンを、投影光学系を介してフォレジスト等の感光剤が塗布された半導体ウエハ(以下ウエハと略す)やガラスプレート等の基板上に転写する露光装置が用いられている。このような露光装置に用いられる露光方式の1つとして、ステップ・アンド・リピート方式が知られている。このステップ・アンド・リピート方式では、レチクル上に形成されたパターンを、ウエハ上に設定された所定のショット領域(露光領域)に露光した後、ウエハステージを一定距離だけステップ移動させて、ウエハ上の別のショット領域を露光し、かかる動作をウエハ上に設定された全てのショット領域に対して繰り返し行うことにより、ウエハ全体に対してレチクルに形成されたパターンの像を転写する。なお、このステップ・アンド・リピート方式を採用する露光装置はステッパと呼ばれ、半導体素子等の製造工程において広く使用されている。   Conventionally, in a photolithography process which is one of manufacturing processes of a semiconductor element, a liquid crystal display element, a thin film magnetic head, and other micro devices, a mask or a reticle (hereinafter, these are collectively referred to as a “mask”). An exposure apparatus that transfers a formed pattern onto a substrate such as a semiconductor wafer (hereinafter abbreviated as a wafer) or a glass plate coated with a photosensitive agent such as a photoresist via a projection optical system is used. As one of the exposure methods used in such an exposure apparatus, a step-and-repeat method is known. In this step-and-repeat method, a pattern formed on a reticle is exposed to a predetermined shot area (exposure area) set on the wafer, and then the wafer stage is moved step by step by a predetermined distance, The other shot area is exposed, and this operation is repeated for all the shot areas set on the wafer, thereby transferring the pattern image formed on the reticle to the entire wafer. An exposure apparatus that employs this step-and-repeat method is called a stepper and is widely used in the manufacturing process of semiconductor elements and the like.

このような露光装置では、レチクルとウエハとの位置合わせを高精度に行なうため、エンハンスト・グローバル・アライメント(EGA)と呼ばれるアライメント手法が用いられている。このEGAとは、ウエハ上に設けられた代表的な数個(3〜9個)のショット領域のそれぞれに付随して形成されたファインアライメントマークを撮像し、当該撮像結果に基づいて統計演算を行ってウエハ上に設定された全てのショット領域の配列座標を高精度に求め、これら各ショット領域の配列座標に基づいて、レチクルとウエハとの位置合わせを行なうものである(例えば特許文献1参照)。   In such an exposure apparatus, an alignment technique called enhanced global alignment (EGA) is used in order to align the reticle and the wafer with high accuracy. This EGA images fine alignment marks formed in association with several typical (3 to 9) shot areas provided on a wafer, and performs statistical calculations based on the imaging results. The alignment coordinates of all the shot areas set on the wafer are obtained with high accuracy, and the reticle and the wafer are aligned based on the arrangement coordinates of each shot area (see, for example, Patent Document 1). ).

ところで、上記のアライメントでは、代表的な数個のショット領域についてアライメントマークを撮像し、その撮像結果に基づき統計演算して全てのショット領域の配列座標を求めるため、誤差成分が含まれる可能性がある。
そこで、従来では、各ショット領域に歪ゲージをそれぞれ貼設することにより、各ショット領域毎に変形量を求めることが考えられている。
By the way, in the alignment described above, an alignment mark is imaged for several representative shot areas, and statistical calculation is performed based on the imaging results to obtain the array coordinates of all shot areas, and therefore there is a possibility that an error component is included. is there.
Thus, conventionally, it has been considered to obtain a deformation amount for each shot region by attaching a strain gauge to each shot region.

特開平8−316135号公報JP-A-8-316135

しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
複数のショット領域毎に微小の歪ゲージを貼設するには多大な手間がかかり、作業効率が低下するという問題がある。特に、変形の検出方向を複数設定する場合には、検出方向毎に歪ゲージを貼設する必要があるため、さらに作業効率が低下するという問題が生じる。
そこで、上記歪ゲージは、製造過程でにおいて1枚の製造用基板に複数形成された後に、単体の歪ゲージに分割されるものもあるため、この複数の歪ゲージが形成された製造用基板を用いてショット領域の変形量を計測することも考えられるが、歪ゲージとして機能させるためには、他の部品もショット領域毎に搭載(貼設)する必要があり、変形量を容易に計測できるものではない。
However, the following problems exist in the conventional technology as described above.
There is a problem that it takes a lot of time and effort to reduce the work efficiency to attach a minute strain gauge to each of a plurality of shot areas. In particular, when a plurality of deformation detection directions are set, it is necessary to attach a strain gauge for each detection direction, which causes a problem that work efficiency is further reduced.
Therefore, since a plurality of strain gauges are formed on a single manufacturing substrate in the manufacturing process and then divided into a single strain gauge, a manufacturing substrate on which the plurality of strain gauges are formed is provided. It is conceivable to measure the amount of deformation in the shot area, but in order to function as a strain gauge, it is necessary to mount (paste) other parts in each shot area, and the amount of deformation can be easily measured. It is not a thing.

本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、作業効率の低下を招くことなく、基板における露光領域の変形に関する情報を容易に計測できる変形計測用基板、露光装置及び露光方法並びにデバイス製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above points, and a deformation measurement substrate, an exposure apparatus, and an exposure method that can easily measure information related to deformation of an exposure region on the substrate without causing a reduction in work efficiency. An object of the present invention is to provide a device manufacturing method.

上記の目的を達成するために本発明は、実施の形態を示す以下の構成を採用している。
本発明の変形計測用基板は、露光光の照射処理が行われる基板上の複数の照射領域にそれぞれ設けられ、各照射領域における変形に関する情報を計測する変形計測装置と、温度による前記基板の変形に関する情報を、前記変形計測装置とは独立して計測する第2変形計測装置とを有し、前記変形計測装置及び前記第2変形計測装置は、前記露光光の照射処理によりパターニング形成されてなるものである。
In order to achieve the above object, the present invention adopts the following configuration showing an embodiment.
The deformation measurement substrate of the present invention is provided in each of a plurality of irradiation regions on the substrate where exposure light irradiation processing is performed, and a deformation measurement device that measures information related to deformation in each irradiation region, and deformation of the substrate due to temperature. And a second deformation measurement device that measures information related to the deformation measurement device independently of the deformation measurement device, and the deformation measurement device and the second deformation measurement device are formed by patterning by the exposure light irradiation process. Is.

従って、本発明の変形計測用基板では、変形計測装置及び第2変形計測装置が露光光を用いてパターニング形成されるため、変形計測装置及び第2変形計測装置を貼設したり他の部品を実装する必要がなく、当該変形計測用基板をそのまま計測に用いることができる。そのため、本発明では、作業効率の低下を招くことなく、基板上の露光領域毎に、変形量を容易に計測することが可能になる。
また、本発明では、各照射領域において、例えば基板を吸着保持する際の吸着圧力により生じた変形と、基板搬送等による温度変化で基板に生じた熱変形とが合わさった状態の変形が変形計測装置により計測され、上記熱変形が第2変形計測装置により計測される。 そのため、本発明では、上記吸着圧力により生じた変形量と熱変形量とを分離することができるため、各変形に応じた対策を効果的に採ることが可能になる。
Therefore, in the deformation measurement substrate of the present invention, the deformation measurement device and the second deformation measurement device are patterned by using exposure light, so that the deformation measurement device and the second deformation measurement device are attached or other components are attached. There is no need for mounting, and the deformation measurement substrate can be used for measurement as it is. Therefore, in the present invention, it is possible to easily measure the deformation amount for each exposure region on the substrate without causing a reduction in work efficiency.
Further, in the present invention, in each irradiation region, for example, a deformation in a state in which a deformation caused by an adsorption pressure when adsorbing and holding the substrate and a thermal deformation caused on the substrate due to a temperature change due to the substrate conveyance or the like are combined is measured. The thermal deformation is measured by a second deformation measuring device. Therefore, in the present invention, since the deformation amount caused by the adsorption pressure and the heat deformation amount can be separated, it is possible to effectively take measures according to each deformation.

また、本発明の露光装置は、基板を保持して移動する基板ステージを有し、前記基板にパターン像を露光する露光装置であって、先に記載の変形計測装置及び前記第2変形計測装置の計測結果に基づいて、前記パターン像が形成される位置に関する情報を補正する補正装置を有するものである。
また、本発明の露光方法は、基板にパターン像を露光する露光方法であって、先に記載の変形計測装置及び前記第2変形計測装置を用いて、基板上の露光領域における変形に関する情報を計測する工程を有するものである。
従って、本発明の露光装置及び露光方法では、容易、且つ高精度に計測された基板の変形量に基づいてパターン像を形成する位置に関する情報を補正することができ、効率的に基板上に高精度に位置合わせされたパターンを形成することが可能になる。
An exposure apparatus according to the present invention is an exposure apparatus that has a substrate stage that moves while holding a substrate, and that exposes a pattern image on the substrate, the deformation measurement device and the second deformation measurement device described above. And a correction device that corrects information regarding the position where the pattern image is formed based on the measurement result.
The exposure method of the present invention is an exposure method for exposing a pattern image to a substrate, and information on deformation in an exposure region on the substrate is obtained using the deformation measurement device and the second deformation measurement device described above. A step of measuring.
Therefore, the exposure apparatus and the exposure method of the present invention can correct the information regarding the position where the pattern image is formed based on the deformation amount of the substrate measured easily and with high accuracy, and can efficiently perform the correction on the substrate. It becomes possible to form a pattern aligned with accuracy.

そして、本発明のデバイス製造方法は、先に記載の露光方法を用いるものである。
従って、本発明のデバイス製造方法では、パターンが高精度に位置合わせされたデバイスを効率的に製造することが可能になる。
なお、本発明をわかりやすく説明するために、一実施例を示す図面の符号に対応付けて説明したが、本発明が実施例に限定されるものではないことは言うまでもない。
The device manufacturing method of the present invention uses the exposure method described above.
Therefore, in the device manufacturing method of the present invention, it is possible to efficiently manufacture a device in which patterns are aligned with high accuracy.
In order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, the description has been made in association with the reference numerals of the drawings showing one embodiment, but it goes without saying that the present invention is not limited to the embodiment.

本発明では、変形計測用基板をそのまま計測に用いることができ、作業効率の低下を招くことなく、基板における照射領域の変形に関する情報を容易に計測することができ、また変形の原因に応じた好適な対策を採ることで高精度の露光処理を実現できる。   In the present invention, the deformation measurement substrate can be used for measurement as it is, information on the deformation of the irradiation region on the substrate can be easily measured without causing a reduction in work efficiency, and the deformation can be determined according to the cause of the deformation. High-precision exposure processing can be realized by taking appropriate measures.

本発明の実施の形態を示す図であって、露光装置の概略的な構成図である。1 is a view showing an embodiment of the present invention, and is a schematic block diagram of an exposure apparatus. 複数のショット領域SAが設定された計測用ウエハWAの平面図である。FIG. 6 is a plan view of a measurement wafer WA in which a plurality of shot areas SA are set. ショット領域SAの一つを拡大した詳細図である。It is the detailed drawing which expanded one of shot area SA. フレクシャー部FLの一つを拡大した詳細図である。It is the detailed drawing which expanded one of flexure parts FL. 同断面図である。FIG. 吸着歪み、温度歪みの時間と歪み量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the time of adsorption | suction distortion and temperature distortion, and distortion amount. フレクシャー部FLの設計位置と変形時の位置とを示す図である。It is a figure which shows the design position of the flexure part FL, and the position at the time of a deformation | transformation. 第2実施形態におけるショット領域SAの一つを拡大した詳細図である。It is the detailed drawing which expanded one of shot areas SA in a 2nd embodiment. 同ショット領域SAの一つを模式的に示した図である。It is the figure which showed typically one of the same shot area SA. フレクシャー部FLの別の形態を示す図である。It is a figure which shows another form of the flexure part FL. マイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows an example of the manufacturing process of a microdevice. 図11におけるステップS13の詳細工程の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the detailed process of step S13 in FIG.

以下、本発明の変形計測用基板、露光装置及び露光方法並びにデバイス製造方法の実施の形態を、図1ないし図12を参照して説明する。
まず、変形計測用基板が用いられる露光装置について説明する。
ここでは、例えば露光装置として、レチクルとウエハとをスキャン方向上の互いに異なる向き(逆方向)に同期移動しつつ、レチクルに形成された半導体デバイスの回路パターンをウエハ上に転写する、走査型露光装置(スキャニング・ステッパー)を使用する場合の例を用いて説明する。また、この露光装置においては、本発明の変形計測用基板を用いて、ウエハ上で露光光が照射されるショット領域(露光領域、照射領域)における変形に関する情報を計測する場合の例を用いて説明する。
Embodiments of a deformation measurement substrate, an exposure apparatus, an exposure method, and a device manufacturing method according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
First, an exposure apparatus using a deformation measurement substrate will be described.
Here, for example, as an exposure apparatus, a scanning exposure is performed in which a circuit pattern of a semiconductor device formed on a reticle is transferred onto the wafer while the reticle and the wafer are synchronously moved in different directions (reverse directions) in the scanning direction. A description will be given using an example in which an apparatus (scanning stepper) is used. In this exposure apparatus, an example in which information about deformation in a shot area (exposure area, irradiation area) irradiated with exposure light on a wafer is measured using the deformation measurement substrate of the present invention is used. explain.

図1は、本実施例に好ましく用いられる半導体デバイス製造用の縮小投影型露光装置1の構成を概略的に示している。まず、この露光装置1の全体構成について以下説明する。   FIG. 1 schematically shows a configuration of a reduction projection type exposure apparatus 1 for manufacturing a semiconductor device preferably used in this embodiment. First, the overall configuration of the exposure apparatus 1 will be described below.

この露光装置1は、不図示の露光用光源からのエネルギービーム(露光光)によりマスクとしてのレチクルRを照明する照明系2、レチクルRから射出される露光光を物体としてのウエハ(基板)W上に投影する投影光学系PL、レチクルRを保持するレチクルステージRS、ウエハWを保持するウエハステージWS、及び装置全体を統括的に制御する主制御ユニット30等を含んで構成されている。   The exposure apparatus 1 includes an illumination system 2 that illuminates a reticle R as a mask with an energy beam (exposure light) from an exposure light source (not shown), and a wafer (substrate) W that uses exposure light emitted from the reticle R as an object. It includes a projection optical system PL for projecting above, a reticle stage RS for holding a reticle R, a wafer stage WS for holding a wafer W, a main control unit 30 for overall control of the entire apparatus, and the like.

照明系2は、図示しないリレーレンズ、フライアイレンズ(又はロット・インテグレータ)、コンデンサレンズ等の各種レンズ系や、開口絞り及びレチクルRのパターン面と共役な位置に配置されたブラインド等を含んで構成され、露光用光源からの照明光を、レチクルR上の所定の照明領域内に均一な照度分布で照射する。   The illumination system 2 includes various lens systems such as a relay lens, a fly-eye lens (or lot integrator), a condenser lens (not shown), a blind disposed at a position conjugate with the aperture stop and the pattern surface of the reticle R, and the like. The illumination light from the exposure light source is irradiated in a predetermined illumination area on the reticle R with a uniform illuminance distribution.

投影光学系PLは、図示しない複数のレンズを含んで構成されており、レチクルRを透過した照明光を、所定の縮小倍率β(βは例えば1/4,1/5等)に縮小し、感光材(フォトレジストなど)が塗布されたウエハW上に投影露光する。ここで、投影光学系PLの光軸AXに平行な方向(ウエハWの表面の法線方向)をZ方向とし、光軸AXに垂直な平面内でレチクルRと照明領域との相対走査の方向(紙面に垂直な方向)をY方向、これに直交する非走査方向をX方向、投影光学系PLの光軸AXと平行な軸線を中心とする回転方向をθ方向とする。   The projection optical system PL includes a plurality of lenses (not shown), reduces the illumination light transmitted through the reticle R to a predetermined reduction magnification β (β is, for example, 1/4, 1/5, etc.) Projection exposure is performed on a wafer W coated with a photosensitive material (such as a photoresist). Here, the direction parallel to the optical axis AX of the projection optical system PL (the normal direction of the surface of the wafer W) is the Z direction, and the relative scanning direction of the reticle R and the illumination area in a plane perpendicular to the optical axis AX. The (direction perpendicular to the paper surface) is the Y direction, the non-scanning direction orthogonal to the X direction is the X direction, and the rotation direction about the axis parallel to the optical axis AX of the projection optical system PL is the θ direction.

レチクルステージRSは、図示しない駆動装置によって、Y方向(スキャン(走査)露光時におけるスキャン(走査)方向)に1次元走査移動するとともに、X方向及びθ方向に微小駆動するように構成されている。また、レチクルステージRSのX方向、Y方向、及びθ方向の位置は、レーザ干渉計等の図示しない計測装置により常時モニターされ、これにより得られた位置情報は主制御ユニット30に供給される。   Reticle stage RS is configured to be moved one-dimensionally in the Y direction (scanning direction at the time of scanning (scanning) exposure) by a driving device (not shown) and finely driven in the X direction and θ direction. . The positions of the reticle stage RS in the X direction, Y direction, and θ direction are constantly monitored by a measuring device (not shown) such as a laser interferometer, and the position information obtained thereby is supplied to the main control unit 30.

ウエハステージWSは、2次元平面内(図1中のXY平面内)で駆動自在なXYステージ3と、ウエハWを吸着保持しかつXYステージ3上でZ方向に微小駆動自在なZレベリングステージ4とを含んで構成され、図示しないベース上に配置されている。XYステージ3は、例えば磁気浮上型の2次元リニアアクチュエータ等から成る駆動装置28を有しており、主制御ユニット30の指令のもとで、ウエハWの所定位置への位置決めや移動を行う。なお、スキャン露光時には、XYステージ3はレチクルステージRSと同期してスキャン方向(Y方向)にスキャン移動を行う。   The wafer stage WS includes an XY stage 3 that can be driven in a two-dimensional plane (in the XY plane in FIG. 1), and a Z leveling stage 4 that holds the wafer W by suction and can be driven minutely in the Z direction on the XY stage 3. And disposed on a base (not shown). The XY stage 3 has a driving device 28 composed of, for example, a magnetically levitated two-dimensional linear actuator, and performs positioning and movement of the wafer W to a predetermined position under the command of the main control unit 30. At the time of scanning exposure, the XY stage 3 performs scanning movement in the scanning direction (Y direction) in synchronization with the reticle stage RS.

また、Zレベリングステージ4は、図示しない駆動機構を有しており、主制御ユニット30の指令のもとで、ウエハWをZ方向に微小移動させる。また、Zレベリングステージ4には、ウエハWを下方(−Z側)から吸着保持する保持機構(不図示)と、ウエハWを吸着保持して昇降させるリフトピン(不図示)とが設けられている。
なお、Zレベリングステージ4のX方向、Y方向、及びθ方向の位置は、レーザ干渉計等の計測装置33により常時モニターされ、これにより得られた位置情報は主制御ユニット30に供給される。
The Z leveling stage 4 has a drive mechanism (not shown), and moves the wafer W minutely in the Z direction under the command of the main control unit 30. Further, the Z leveling stage 4 is provided with a holding mechanism (not shown) for sucking and holding the wafer W from below (−Z side) and lift pins (not shown) for lifting and lowering the wafer W by sucking and holding. .
The positions of the Z leveling stage 4 in the X direction, the Y direction, and the θ direction are constantly monitored by a measuring device 33 such as a laser interferometer, and the position information obtained thereby is supplied to the main control unit 30.

また、レチクルステージRSと同様に、ウエハステージWSのX方向、Y方向、及びθ方向の位置は、レーザ干渉計等の図示しない計測装置により常時モニターされ、これにより得られた位置情報は主制御ユニット30に供給される。   Similarly to the reticle stage RS, the positions of the wafer stage WS in the X direction, the Y direction, and the θ direction are constantly monitored by a measuring device (not shown) such as a laser interferometer, and the position information obtained thereby is the main control. The unit 30 is supplied.

ウエハステージWSの上方には、ウエハWの表面(露光面)のZ方向(法線方向)の位置を計測するためのAFセンサ5が設けられている。このAFセンサ5は、ウエハWの表面に対して斜め方向から複数のスリットを介してスリット光を照射する送光系6と、ウエハWの表面で反射した反射光(反射スリット光)をそれぞれ受光する受光系7とを備えており、ウエハW表面からの反射光から得られる検出信号に基づいて、投影光学系PLの結像面に対するウエハW表面のZ方向の高さ位置(フォーカス量)を算出するように構成されている。   Above the wafer stage WS, an AF sensor 5 for measuring the position in the Z direction (normal direction) of the surface (exposure surface) of the wafer W is provided. The AF sensor 5 receives a light transmission system 6 that irradiates slit light to the surface of the wafer W through a plurality of slits from an oblique direction, and reflected light (reflected slit light) reflected by the surface of the wafer W, respectively. And a height position (focus amount) in the Z direction of the surface of the wafer W with respect to the imaging surface of the projection optical system PL based on a detection signal obtained from the reflected light from the surface of the wafer W. It is configured to calculate.

この露光装置1では、レチクルRの回路パターンをウエハW上に転写する際、AFセンサ5で算出されるフォーカス量に基づいて、Zレベリングステージ4を駆動して、ウエハWをZ方向に移動させ、ウエハW表面を投影光学系PLの焦点深度内に合わせ込む焦点合わせ(メインAF)動作を行う。また、これと並行して、XYステージ3を駆動して、投影光学系PLの光軸AXに垂直なXY平面内でX方向及びY方向に所定量ずつウエハWをステッピング移動させ、ウエハW上に設定される各ショット領域のそれぞれにレチクルRの回路パターンの像を順次転写する。   In this exposure apparatus 1, when the circuit pattern of the reticle R is transferred onto the wafer W, the Z leveling stage 4 is driven based on the focus amount calculated by the AF sensor 5 to move the wafer W in the Z direction. Then, a focusing (main AF) operation for adjusting the surface of the wafer W within the focal depth of the projection optical system PL is performed. In parallel with this, the XY stage 3 is driven to step the wafer W by a predetermined amount in the X and Y directions within the XY plane perpendicular to the optical axis AX of the projection optical system PL. The image of the circuit pattern of the reticle R is sequentially transferred to each of the shot areas set to.

このとき、露光装置1は、ウエハWの各ショット領域の中心を投影光学系PLの光軸AX(露光位置)に位置合わせするアライメント動作を行う。このアライメント動作は、レチクルR及びウエハW上に形成されたアライメント用のマークの位置情報に基づいて行われる。レチクルRのマークはレチクルアライメント系8によって検出され、ウエハWのマークは結像光学系としてのウエハアライメント系10によって検出される。   At this time, the exposure apparatus 1 performs an alignment operation for aligning the center of each shot area of the wafer W with the optical axis AX (exposure position) of the projection optical system PL. This alignment operation is performed based on position information of alignment marks formed on the reticle R and the wafer W. The mark on the reticle R is detected by the reticle alignment system 8, and the mark on the wafer W is detected by the wafer alignment system 10 as an imaging optical system.

続いて、レチクルアライメント系8、及びウエハアライメント系10の構成例について説明する。
レチクルアライメント系8としては、本実施形態では、レチクルR上に形成されたレチクルマークRMと、Zレベリングステージ4上に設けられた基準マークFMとを撮像方式で同時に検出する、いわゆるTTR方式(スルー・ザ・レチクル方式)の画像検出光学系が用いられる。レチクルRは、レチクルアライメント系8で計測されるレチクルマークRMの位置情報(X座標、Y座標)に基づいて、レチクルRの中心が投影光学系PLの光軸AXと合致するようにアライメントされる。なお、レチクルマークRMとレチクルRの中心との距離は設計上予め定まった値であり、この値を投影光学系PLの縮小倍率に基づいて演算処理することにより、投影光学系PLの像面側(ウエハ側)におけるレチクルマークRMの投影点と投影光学系PLの中心との距離が算出される。この距離は、ウエハW上の各ショット領域を投影光学系PLの視野内に配するときの補正値として用いられる。また、基準マークFMは、例えば、ウエハW上に形成されたアライメント用のマーク(ウエハマーク)と同等の形状に形成され、ウエハW表面とほぼ同じ高さとなるように、Zレベリングステージ4上に設けられた基準マーク板に形成される。
Next, configuration examples of the reticle alignment system 8 and the wafer alignment system 10 will be described.
In this embodiment, the reticle alignment system 8 is a so-called TTR method (through-through) that simultaneously detects a reticle mark RM formed on the reticle R and a reference mark FM provided on the Z leveling stage 4 by an imaging method. (The reticle type) image detection optical system is used. The reticle R is aligned based on the position information (X coordinate, Y coordinate) of the reticle mark RM measured by the reticle alignment system 8 so that the center of the reticle R coincides with the optical axis AX of the projection optical system PL. . Note that the distance between the reticle mark RM and the center of the reticle R is a predetermined value in design, and this value is subjected to arithmetic processing based on the reduction magnification of the projection optical system PL, whereby the image plane side of the projection optical system PL is processed. The distance between the projection point of reticle mark RM (on the wafer side) and the center of projection optical system PL is calculated. This distance is used as a correction value when each shot area on the wafer W is placed in the field of view of the projection optical system PL. Further, the reference mark FM is formed on the Z leveling stage 4 so as to have the same shape as the alignment mark (wafer mark) formed on the wafer W, for example, so as to be almost the same height as the surface of the wafer W. It is formed on the provided reference mark plate.

ウエハアライメント系10としては、ウエハマークの像を撮像するFIA方式が用いられ、所定の広帯域波長の光束を計測ビームとして発し、ウエハWに形成されたウエハマークの像を撮像することにより、ウエハマークの位置を検出する。   The wafer alignment system 10 uses an FIA system that captures an image of a wafer mark, emits a light beam having a predetermined broadband wavelength as a measurement beam, and captures an image of the wafer mark formed on the wafer W, thereby obtaining a wafer mark. The position of is detected.

(計測用ウエハの第1実施形態)
次に、上記のウエハWの変形に関する情報を計測するための計測用ウエハについて説明する。
図2は、基板B上に複数のショット領域(照射領域)SAが設定された計測用ウエハ(変形計測用基板)WAの平面図であり、図3は、ショット領域SAの一つを拡大した詳細図である。
(First Embodiment of Measurement Wafer)
Next, a measurement wafer for measuring information related to the deformation of the wafer W will be described.
FIG. 2 is a plan view of a measurement wafer (deformation measurement substrate) WA in which a plurality of shot areas (irradiation areas) SA are set on the substrate B, and FIG. 3 is an enlarged view of one of the shot areas SA. FIG.

計測用ウエハWAは、実露光に用いられるウエハWの変形を計測するためのものであって、ウエハWと同種、同一サイズのシリコン基板Bに、歪ゲージ(変形計測装置)G及び歪ゲージ(第2変形計測装置)G2が形成された構成となっている。
計測用ウエハWAには、ウエハと同一の複数(ここでは13)のショット領域SAが設定されており、各ショット領域SAには、複数(ここでは9つ)の歪ゲージGが配列されている。
The measurement wafer WA is used to measure the deformation of the wafer W used for actual exposure, and a strain gauge (deformation measurement device) G and strain gauge ( The second deformation measuring device) G2 is formed.
A plurality of (here, 13) shot areas SA identical to the wafer are set in the measurement wafer WA, and a plurality (here, nine) of strain gauges G are arranged in each shot area SA. .

図3に示すように、歪ゲージGは、X方向及びY方向のそれぞれについて、互いに間隔をあけて複数列(3列×3列)に配列されている。各歪ゲージGは、Y方向(第1方向)の変形(歪)を計測する歪ゲージ(第1計測部)GYと、X方向(第2方向)の変形(歪)を計測する歪ゲージ(第2計測部)GXとから構成されている。   As shown in FIG. 3, the strain gauges G are arranged in a plurality of rows (3 rows × 3 rows) at intervals in the X direction and the Y direction. Each strain gauge G includes a strain gauge (first measurement unit) GY for measuring deformation (strain) in the Y direction (first direction) and a strain gauge (for measuring deformation (strain) in the X direction (second direction). (Second measuring unit) GX.

歪ゲージG2は、ショット領域SAからは外れた基板B上のコーナー部に設けられた複数(ここでは4箇所)のフレクシャー部FLに配置されている。また、図4に示すように、各歪ゲージG2も、歪ゲージGと同様に、Y方向の変形(歪)を計測する歪ゲージ(第1計測部)G2Yと、X方向)の変形(歪)を計測する歪ゲージ(第2計測部)G2Xとから構成されている。   The strain gauges G2 are arranged in a plurality (four in this case) of flexure portions FL provided at corner portions on the substrate B that are out of the shot area SA. Further, as shown in FIG. 4, each strain gauge G <b> 2 also has a strain gauge (first measurement unit) G <b> 2 </ b> Y that measures deformation (strain) in the Y direction, and deformation (strain) in the X direction. ) To measure a strain gauge (second measurement unit) G2X.

フレクシャー部FLは、図5に示すように、基板本体BHの表面に形成されたロ字状の溝部41及び裏面に形成され溝部41の外形と略同一の矩形状の凹部42とによってロ字状に形成された薄板状の接続部43により基板本体BHに接続された矩形の島部形状を呈している。そして、フレクシャー部FLは、このXY平面と略平行な接続部43により、基板本体BHの表面と平行な方向(すなわちXY平面と平行な方向)に関しては基板本体BHに剛に接続され、この方向と交差する方向(例えば、Z方向、θY方向、θX方向)に関しては基板本体BHに柔に接続されている。また、凹部42は、上述した保持機構による負圧吸引力が作用せず、またリフトピンによる吸着保持がなされない位置に形成されている。
なお、上記溝部41及び凹部42としては、例えばフォトリソ工程等を経ることにより形成することができる。
As shown in FIG. 5, the flexure portion FL is formed in a rectangular shape by a rectangular groove portion 41 formed on the front surface of the substrate body BH and a rectangular concave portion 42 formed on the back surface and substantially the same as the outer shape of the groove portion 41. A rectangular island portion connected to the substrate main body BH by a thin plate-like connection portion 43 formed in the shape of FIG. The flexure portion FL is rigidly connected to the substrate body BH in a direction parallel to the surface of the substrate body BH (that is, a direction parallel to the XY plane) by the connection portion 43 substantially parallel to the XY plane. With respect to the direction (eg, Z direction, θY direction, θX direction) that intersects with the substrate main body BH, it is flexibly connected. Further, the concave portion 42 is formed at a position where the negative pressure suction force by the above-described holding mechanism does not act and the suction pin is not held by the lift pin.
In addition, the said groove part 41 and the recessed part 42 can be formed by passing through a photolithographic process etc., for example.

これら歪ゲージG、G2(GY、GX、G2Y、G2X)としては、歪が生じると電界を発生する電気−ひずみ効果を利用した半導体歪ゲージや、歪が生じると電気抵抗値が変化することを利用した線歪ゲージ(箔歪ゲージ)等が用いられ、シリコン基板Bに上記露光装置1により露光処理が施されることで形成されたものである。
なお、シリコン基板B上に半導体歪ゲージを形成する方法としては、特開平7−131036号公報、特開平5−264380号公報、特開平5−164636号公報等に詳細に記載されているため、ここではその説明を省略する。
As these strain gauges G and G2 (GY, GX, G2Y, G2X), a semiconductor strain gauge using an electro-strain effect that generates an electric field when strain occurs, or an electrical resistance value changes when strain occurs. A utilized linear strain gauge (foil strain gauge) or the like is used, and the silicon substrate B is formed by the exposure processing by the exposure apparatus 1.
In addition, as a method of forming a semiconductor strain gauge on the silicon substrate B, since it is described in detail in JP-A-7-131036, JP-A-5-264380, JP-A-5-164636, etc., The description is omitted here.

また、シリコン基板B上に線歪ゲージ(箔歪ゲージ)を形成する方法としては、ウエハW上に配線パターンを形成する場合と同様に、上記露光装置1を用いた周知のフォトリソグラフィ法により、導電材料にて線パターン(箔パターン)を成膜することにより形成することができる。
この場合、線パターンの延在方向を変形の検出方向とすることにより、シリコン基板Bに生じる当該検出方向の変形を検出することができる。
Further, as a method of forming a linear strain gauge (foil strain gauge) on the silicon substrate B, as in the case of forming a wiring pattern on the wafer W, a known photolithography method using the exposure apparatus 1 is used. It can be formed by forming a line pattern (foil pattern) with a conductive material.
In this case, the deformation in the detection direction that occurs in the silicon substrate B can be detected by setting the extending direction of the line pattern as the deformation detection direction.

上記の各歪ゲージG(GX、GY)及び各歪ゲージG2(G2X、G2Y)には、検出結果を出力したり、電流を流すためのリード線L、L2がそれぞれ接続されている。これらのリード線L、L2は短絡しないように、互いに隙間をあけた状態でシリコン基板B上を引き回され、図2に示すように、各リード線L、L2毎に設けられ、シリコン基板B上の−X側の端縁近傍に集約して配置された電極(出力部)Eにそれぞれ接続されている。   The strain gauges G (GX, GY) and the strain gauges G2 (G2X, G2Y) are connected to lead wires L, L2 for outputting a detection result and flowing current, respectively. These lead wires L and L2 are routed on the silicon substrate B with a gap therebetween so as not to short-circuit, and are provided for each lead wire L and L2, as shown in FIG. The electrodes are connected to electrodes (output units) E that are arranged in the vicinity of the upper edge on the −X side.

ウエハステージWSに載置された計測用ウエハWAに対しては、露光装置1に設けられたコンタクトプローブ等の入力装置(不図示)が電極Eに当接することで、歪ゲージG、G2の計測結果が主制御ユニット30に入力される。また、この当接動作により、計測用ウエハWAに形成された各歪ゲージに必要な電力を供給するようにしてもよい。例えば、計測用ウエハWAにキャパシタ等のバッテリーを内蔵しておき、電極Eが接触することで充電されるように構成することが可能である。また、バッテリーをではなく、電池を内蔵しておくようにしてもよい。
なお、上記の接触方式ではなく、非接触方式で歪ゲージGの計測結果を取得する構成としてもよい。具体的には、計測用ウエハWAに対して歪ゲージGをパターニング形成する際に、無線通信可能なアンテナ回路をパターニング形成しておき、図示されない外部の送受信機と電磁波または静電容量結合の少なくとも一方により電力供給あるいはデータ授受の少なくとも一方を行う構成としてもよい。センサ等の計測結果を非接触で制御部に送信する構成としては、例えば、特開昭62−133829号等に開示されているものを使用することができる。
For the measurement wafer WA placed on the wafer stage WS, an input device (not shown) such as a contact probe provided in the exposure apparatus 1 abuts on the electrode E, so that the strain gauges G and G2 are measured. The result is input to the main control unit 30. Further, this contact operation may supply necessary power to each strain gauge formed on the measurement wafer WA. For example, a battery such as a capacitor can be built in the measurement wafer WA and can be configured to be charged when the electrode E comes into contact therewith. Moreover, you may make it incorporate the battery instead of a battery.
In addition, it is good also as a structure which acquires the measurement result of the strain gauge G not by said contact system but by a non-contact system. Specifically, when patterning the strain gauge G on the measurement wafer WA, an antenna circuit capable of wireless communication is formed by patterning, and an external transceiver (not shown) and at least electromagnetic wave or capacitive coupling A configuration may be employed in which at least one of power supply and data exchange is performed by one. As a configuration for transmitting the measurement result of the sensor or the like to the control unit in a non-contact manner, for example, the one disclosed in JP-A-62-133829 can be used.

上記の計測用ウエハWAは、露光処理用のウエハWの前処理(感光剤塗布処理、現像処理等)と同等の処理を施し、ウエハWに生じる変形と同等の変形を生じさせることが可能となる。このように前処理が施された計測用ウエハWAがウエハステージWSに載置されると、入力装置を電極Eに当接させることにより、全てのショット領域SAについて、歪ゲージGY、GXの出力を検出するとともに、フレクシャー部FLにおける歪ゲージG2Y、G2Xの出力を検出する。   The measurement wafer WA can be subjected to processing equivalent to the preprocessing (photosensitive agent coating processing, development processing, etc.) of the wafer W for exposure processing, and can cause deformation equivalent to the deformation generated in the wafer W. Become. When the pre-processed measurement wafer WA is placed on the wafer stage WS, the strain gauges GY and GX are output for all the shot areas SA by bringing the input device into contact with the electrode E. And the outputs of the strain gauges G2Y and G2X in the flexure part FL are detected.

そして、主制御ユニット30は、歪ゲージGY、GXの計測結果から、各ショット領域SAの変形をX方向及びY方向のそれぞれについて求め、歪ゲージG2Y、G2Xの計測結果からフレクシャー部FLにおける変形をX方向及びY方向のそれぞれについて求める。ここで、計測用ウエハWAにおいて生じる変形は、図6に示すように、Zレベリングステージ4に保持される際の保持機構やリフトピン等による負圧吸引力で生じた歪みHV(以下、吸着歪みHVと称する)と、Zレベリングステージ4に搬送されるまでに生じた温度変化による歪みHT(以下、温度歪みHTと称する)とに大別される。
そのため、歪ゲージGY、GXの計測結果から得られた各ショット領域SAの変形については、上記吸着歪みHV及び温度歪みHTが合算されたものが計測される。
Then, the main control unit 30 obtains deformation of each shot area SA in the X direction and Y direction from the measurement results of the strain gauges GY and GX, and performs deformation in the flexure portion FL from the measurement results of the strain gauges G2Y and G2X. It calculates | requires about each of a X direction and a Y direction. Here, as shown in FIG. 6, the deformation generated in the measurement wafer WA is a strain HV (hereinafter referred to as an adsorption strain HV) generated by a negative pressure suction force by a holding mechanism, a lift pin, or the like when being held by the Z leveling stage 4. And a strain HT caused by a temperature change that has occurred before being conveyed to the Z leveling stage 4 (hereinafter referred to as a temperature strain HT).
Therefore, the deformation of each shot area SA obtained from the measurement results of the strain gauges GY and GX is measured by adding the adsorption strain HV and the temperature strain HT.

一方、歪ゲージG2Y、G2Xが配置されたフレクシャー部FLにおいては、温度歪みHTに関しては接続部43を介して基板本体BHから伝達されるが、吸着歪みHVに関しては接続部43で変形するため、基板本体BHからフレクシャー部FLには伝達されない。従って、フレクシャー部FLに配置された歪ゲージG2Y、G2Xによって計測される変形は、温度変化で基板Bに生じた温度歪みHTとなる。   On the other hand, in the flexure portion FL where the strain gauges G2Y and G2X are arranged, the temperature strain HT is transmitted from the substrate body BH via the connection portion 43, but the adsorption strain HV is deformed at the connection portion 43. It is not transmitted from the substrate body BH to the flexure part FL. Therefore, the deformation measured by the strain gauges G2Y and G2X arranged in the flexure part FL becomes a temperature strain HT generated in the substrate B due to a temperature change.

そこで、主制御ユニット30は、歪ゲージGY、GXの計測結果から得られた各ショット領域SAの変形量から、歪ゲージG2Y、G2Xによって計測される変形量を差し引くことで、各ショット領域SAにおける吸着歪みHVを求めることができる。
ここで、各ショット領域SAに生じる温度歪みHTとしては、例えば上記4つのフレクシャー部FLで計測された歪ゲージG2Y、G2Xの計測値の平均値や、当該ショット領域SAに最も近いフレクシャー部FLで計測された歪ゲージG2Y、G2Xの計測値等を用いることができる。
Therefore, the main control unit 30 subtracts the deformation amount measured by the strain gauges G2Y and G2X from the deformation amount of each shot area SA obtained from the measurement results of the strain gauges GY and GX, thereby obtaining the change in each shot area SA. The adsorption strain HV can be obtained.
Here, as the temperature strain HT generated in each shot area SA, for example, the average value of the measured values of the strain gauges G2Y and G2X measured by the four flexure parts FL, or the flexure part FL closest to the shot area SA. The measured values of the strain gauges G2Y and G2X that have been measured can be used.

そして、基板Bに生じた温度歪みHTに関しては、ウエハホルダとしてのZレベリングステージ4の温度と、当該Zレベリングステージ4へ搬送されるまでのウエハWの温度とに大きな差が生じないように、ウエハWを搬送する搬送装置の温度、雰囲気温度や、クールプレートによる冷却温度等を調整する。
なお、例えばクールプレートにより調整された温度とZレベリングステージ4の温度との差分が明かである場合には、クールプレートからZレベリングステージ4に搬送されるまでにウエハWに生じる温度低下を補正値とし、クールプレートにおいては、この補正値分、ウエハWの温度が高くなるように温度調整する手順も好適に選択可能である。
Then, with respect to the temperature distortion HT generated in the substrate B, the wafer does not cause a large difference between the temperature of the Z leveling stage 4 as a wafer holder and the temperature of the wafer W until the wafer is transferred to the Z leveling stage 4. The temperature of the transfer device for transferring W, the ambient temperature, the cooling temperature by the cool plate, and the like are adjusted.
For example, when the difference between the temperature adjusted by the cool plate and the temperature of the Z leveling stage 4 is clear, the temperature drop that occurs on the wafer W before being transferred from the cool plate to the Z leveling stage 4 is corrected. In the cool plate, a procedure for adjusting the temperature so that the temperature of the wafer W is increased by the correction value can be suitably selected.

一方、基板Bに生じた吸着歪みHVに関しては、保持機構及びリフトピンによるウエハWに対する吸着圧力や、ウエハWを保持して昇降するリフトピンの移動速度を調整することにより、吸着歪みHVを最小化する。   On the other hand, with respect to the suction strain HV generated on the substrate B, the suction strain HV is minimized by adjusting the suction pressure with respect to the wafer W by the holding mechanism and the lift pins and the moving speed of the lift pins that hold and lift the wafer W. .

そして、上述した温度や吸着状態等を調整した場合には、再度、歪ゲージGY、GX及び歪ゲージG2Y、G2Xの計測結果から、各ショット領域SAの変形をX方向及びY方向のそれぞれについて求め、理想格子との差分を各方向毎に補正量(倍率補正量)として記憶する。
なお、上記計測用ウエハWAを用いた変形計測は、例えばウエハWの露光処理前に、ウエハWの交換毎、ロット毎等、一定の間隔で行うように設定してもよい。
When the above-described temperature, adsorption state, or the like is adjusted, the deformation of each shot area SA is obtained for each of the X direction and the Y direction again from the measurement results of the strain gauges GY, GX and the strain gauges G2Y, G2X. The difference from the ideal lattice is stored as a correction amount (magnification correction amount) for each direction.
Note that the deformation measurement using the measurement wafer WA may be set to be performed at regular intervals, for example, every time the wafer W is replaced or every lot before the wafer W exposure processing.

次に、本実施例におけるアライメント動作の一例について説明する。
ウエハW上には、計測用ウエハWAのショット領域SAに対応する区画された複数のショット領域、つまりレチクルRに形成された回路パターンの像が転写される領域が形成されており、各ショット領域に対応してウエハ上の二次元平面内での位置計測をする際に観察されるウエハアライメントマーク(マーク)が所定層(例えば第1層)に形成されている。アライメントマークは、X方向に間隔をあけて延設されウエハWのX方向の位置を計測する際に観察されるウエハマークと、Y方向に間隔をあけて延設されY方向の位置を計測する際に観察されるウエハマークとからなるライン・アンド・スペースのマークである。これらのアライメントマークは、例えばウエハW上のストリートライン上に形成されている。なお、アライメントマークの形態としては、これに限られるものではなく、1つのマーク内に二次元方向に配列されたライン・アンド・スペースマークを持つ二次元マーク(例えば本出願人より出願された特願平8−311410)であってもよいし、あるいはボックス状に配された二次元ラインマークであってもよい。なお、ウエハW上には、各ショット領域に対応してサーチアライメント用のサーチマークも形成されているが、ここでは図示を省略している。
Next, an example of the alignment operation in the present embodiment will be described.
On the wafer W, a plurality of partitioned shot areas corresponding to the shot area SA of the measurement wafer WA, that is, areas to which an image of a circuit pattern formed on the reticle R is transferred are formed. Corresponding to the above, a wafer alignment mark (mark) that is observed when measuring a position in a two-dimensional plane on the wafer is formed on a predetermined layer (for example, the first layer). The alignment mark extends in the X direction at an interval and is observed when measuring the position of the wafer W in the X direction, and the alignment mark extends in the Y direction at an interval to measure the position in the Y direction. This is a line-and-space mark consisting of a wafer mark observed at the time. These alignment marks are formed on street lines on the wafer W, for example. The form of the alignment mark is not limited to this, and a two-dimensional mark having line and space marks arranged in a two-dimensional direction within one mark (for example, a special application filed by the present applicant). Application No. 8-311410) or a two-dimensional line mark arranged in a box shape. Note that search marks for search alignment are also formed on the wafer W corresponding to each shot area, but are not shown here.

また、各ウエハアライメントマークは、所定のショット領域の中心に対して同じ位置関係になるように、スクライブライン(ストリートライン)内に配置されている。本実施の形態では、例えば特開昭61−44429号公報に開示されているEGA(エンハンスド・グローバル・アライメント)法によって、ウエハW上の各ショット領域のアライメントを行う。   Each wafer alignment mark is arranged in a scribe line (street line) so as to have the same positional relationship with respect to the center of a predetermined shot area. In the present embodiment, each shot area on the wafer W is aligned by an EGA (Enhanced Global Alignment) method disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-44429.

EGA法において、主制御ユニット30は、全てのショット領域のうち、アライメントショット領域として選択される少なくとも3つのショット領域におけるウエハマークをウエハアライメント系10によって検出し、その検出結果に基づいて各アライメントショット領域の座標位置を求める。続いて、ウエハW上でのショット領域の配列を表すモデル関数に対して、アライメントショット領域ごとにその求めた座標位置と既知の座標位置(設計値など)とを代入し、最小二乗法などの統計演算によってXシフト、Yシフト、Xスケール、Yスケール、回転、直交度の6個のショット配列誤差パラメータ(EGAパラメータ)を算出する。そして、これらのEGAパラメータに基づいて、ウエハW上の全てのショット領域に対して設計上の座標位置を補正するとともに、特にスケーリングパラメータ(Xスケール、Yスケール)に基づいて投影光学系PLの結像特性を調整する。
そして、この算出した座標位置と前述したウエハアライメント系10のベースライン量とによって決定される移動量に基づいて、ウエハステージWSをX方向及びY方向に駆動することにより、ウエハWの各ショット領域の中心が投影光学系PLの光軸AXにアライメントされる。
In the EGA method, the main control unit 30 detects wafer marks in at least three shot areas selected as alignment shot areas among all shot areas by the wafer alignment system 10, and each alignment shot is based on the detection result. Find the coordinate position of the region. Subsequently, for the model function representing the arrangement of shot areas on the wafer W, the obtained coordinate position and a known coordinate position (design value, etc.) are substituted for each alignment shot area, and the least square method is used. Six shot arrangement error parameters (EGA parameters) of X shift, Y shift, X scale, Y scale, rotation, and orthogonality are calculated by statistical calculation. Based on these EGA parameters, design coordinate positions are corrected for all shot areas on the wafer W, and in particular, the projection optical system PL is connected based on scaling parameters (X scale, Y scale). Adjust the image characteristics.
Each shot area of the wafer W is driven by driving the wafer stage WS in the X direction and the Y direction based on the movement amount determined by the calculated coordinate position and the baseline amount of the wafer alignment system 10 described above. Is aligned with the optical axis AX of the projection optical system PL.

この後、露光装置1では、駆動装置28を介してウエハWを順次露光位置(転写位置)に位置決めして、その位置決めされた各ショット領域上に、レチクルR上に形成されたパターンを順次転写(走査露光)する。
ここで、上述したEGA計測で得られたパラメータ(スケール)は、アライメントショット領域のウエハマークを検出した結果に基づいて統括的に求められたものであり、各ショット領域に対して誤差が含まれる場合がある。
そこで、主制御ユニット30は、補正装置として、歪ゲージGY、GXにより計測された各ショット領域SA毎の各方向毎の変形(伸縮)に応じて、ウエハWにおけるパターンの像が形成される位置・倍率を補正する。
Thereafter, in the exposure apparatus 1, the wafer W is sequentially positioned at the exposure position (transfer position) via the driving device 28, and the pattern formed on the reticle R is sequentially transferred onto each positioned shot area. (Scanning exposure).
Here, the parameter (scale) obtained by the above-described EGA measurement is obtained comprehensively based on the result of detecting the wafer mark in the alignment shot area, and includes an error for each shot area. There is a case.
Therefore, the main control unit 30 serves as a correction device at a position where a pattern image is formed on the wafer W according to deformation (extension / contraction) in each direction for each shot area SA measured by the strain gauges GY, GX. • Correct the magnification.

具体的には、主制御ユニット30は、ショット領域SAの非走査方向(X方向)のスケール誤差については、当該ショット領域SAを露光する際に、投影光学系PLの結像特性(投影倍率)により補正し、走査方向(Y方向)のスケール誤差についてはウエハステージWSの走査速度を調整することにより補正する。
これにより、各ショット領域には、ウエハW(各ショット領域)の変形に応じた適正な倍率でレチクルRのパターン像が投影されることになる。
Specifically, for the scale error in the non-scanning direction (X direction) of the shot area SA, the main control unit 30 determines the imaging characteristics (projection magnification) of the projection optical system PL when exposing the shot area SA. The scale error in the scanning direction (Y direction) is corrected by adjusting the scanning speed of the wafer stage WS.
As a result, the pattern image of the reticle R is projected onto each shot area at an appropriate magnification according to the deformation of the wafer W (each shot area).

以上のように、本実施形態では、歪ゲージG、G2を計測用ウエハWAに露光処理によりパターニング形成するため、歪ゲージG、G2を計測用ウエハWAに貼設したり他の部品を実装する必要がなく、作業効率が低下することなく当該計測用ウエハWAを用いて容易にショット領域SAの変形に関する情報を計測することが可能になる。また、歪ゲージとして機能させるための部品を別途搭載しないことから、基板に作用する力の状態を実際の露光処理に使われる基板に近い状態に設定し、この基板と同一環境下での測定を行うことも可能となる。   As described above, in this embodiment, since the strain gauges G and G2 are formed by patterning on the measurement wafer WA by exposure processing, the strain gauges G and G2 are attached to the measurement wafer WA or other components are mounted. It is not necessary, and it is possible to easily measure information related to the deformation of the shot area SA using the measurement wafer WA without reducing work efficiency. In addition, since there is no separate component for functioning as a strain gauge, the state of the force acting on the substrate is set to a state close to that of the substrate used for actual exposure processing, and measurement under the same environment as this substrate is possible. It is also possible to do this.

また、本実施形態では、各ショットSA領域において、例えば基板Bを吸着保持する際の吸着圧力により生じた変形と、基板搬送等による温度変化で基板Bに生じた熱変形とが合わさった状態の変形が歪ゲージGにより計測でき、上記熱変形が歪ゲージG2により計測できるため、上記吸着圧力により生じた変形量と熱変形量とを分離することができるため、各変形に応じた対策を効果的に採ることが可能になり、ウエハWに生じる変形を最小限に抑えることができる。
特に、本実施形態では、基板本体BHに対して、表面と平行な方向に関して剛に接続され、この方向と交差する方向に関しては柔に接続されたフレクシャー部FLに歪ゲージG2を配置することで、簡単な構成で容易に基板Bの温度変形のみを計測することができる。また、本実施形態では、各ショット領域SA毎にX方向及びY方向の変形を個別に計測しているため、ショット領域SAの変形をより正確に計測することが可能なり、パターンの像を形成する位置をより高精度に補正して高品質のデバイスを製造することができる。
In the present embodiment, in each shot SA area, for example, the deformation caused by the adsorption pressure when the substrate B is held by suction and the thermal deformation caused by the temperature change due to the substrate transport or the like are combined. Since the deformation can be measured by the strain gauge G and the thermal deformation can be measured by the strain gauge G2, it is possible to separate the deformation amount caused by the adsorption pressure from the thermal deformation amount, so that the countermeasures according to each deformation are effective. Therefore, the deformation of the wafer W can be minimized.
In particular, in the present embodiment, the strain gauge G2 is disposed in the flexure portion FL that is rigidly connected to the substrate body BH in a direction parallel to the surface and flexibly connected in a direction intersecting this direction. Only the temperature deformation of the substrate B can be easily measured with a simple configuration. In the present embodiment, since the deformation in the X direction and the Y direction is individually measured for each shot area SA, the deformation of the shot area SA can be measured more accurately, and a pattern image is formed. It is possible to manufacture a high-quality device by correcting the position to be performed with higher accuracy.

しかも、本実施形態では、歪ゲージG、G2(GY、GX、G2Y、G2X)の計測結果が出力される電極Eが集約されて配置されているため、小型の入力装置で各計測結果を得ることが可能になり、装置の大型化を防止することができるとともに、多数の歪ゲージGの計測結果を効果的に得ることが可能になり、計測作業効率の向上を図ることができる。   Moreover, in this embodiment, the electrodes E from which the measurement results of the strain gauges G and G2 (GY, GX, G2Y, and G2X) are output are gathered and arranged, so that each measurement result is obtained with a small input device. As a result, it is possible to prevent an increase in the size of the apparatus and to obtain measurement results of a large number of strain gauges G effectively, thereby improving the measurement work efficiency.

なお、上記実施形態では、歪ゲージG、G2で計測した結果を用いて温度や吸着力等を調整するための情報を求める構成としたが、その他に図7に示すように、フレクシャー部FL(FL1〜FL4)に配置された歪ゲージG2の計測結果から、当該フレクシャー部FL1〜FL4の設計位置に対して変形時の位置FL11〜FL14を求めることにより、変形で基板B(ウエハW)に生じたθZ方向(Z軸周り方向)の回転成分も求めることが可能である。   In the above-described embodiment, the information for adjusting the temperature, the attractive force, and the like is obtained using the results measured by the strain gauges G and G2. However, as shown in FIG. The deformation positions FL11 to FL14 are obtained from the design results of the flexure portions FL1 to FL4 from the measurement results of the strain gauges G2 arranged in FL1 to FL4), and the deformation occurs on the substrate B (wafer W). The rotation component in the θZ direction (direction around the Z axis) can also be obtained.

(計測用ウエハの第2実施形態)
続いて、計測用ウエハの第2実施形態について説明する。
上記第1実施形態では、歪ゲージG2をショット領域SAからは外れた基板B上のコーナー部に設ける構成としたが、第2実施形態では各ショット領域SAに設ける構成としている。
すなわち、図8に示すように、本実施形態では各ショット領域SAの略中央部にフレクシャー部FLが設けられている。そして、このフレクシャー部FLに歪ゲージG2Y、G2Xが配設されている。
他の構成は、上記第1実施形態と同様である。
(Second Embodiment of Measurement Wafer)
Next, a second embodiment of the measurement wafer will be described.
In the first embodiment, the strain gauge G2 is provided in the corner portion on the substrate B that is out of the shot area SA. In the second embodiment, the strain gauge G2 is provided in each shot area SA.
That is, as shown in FIG. 8, in this embodiment, a flexure portion FL is provided at a substantially central portion of each shot area SA. The strain gauges G2Y and G2X are disposed in the flexure portion FL.
Other configurations are the same as those of the first embodiment.

上記の構成では、主制御ユニット30が歪ゲージGY、GXの計測結果から得られた各ショット領域SAの変形量から、当該歪ゲージGY、GXと同一のショット領域SAに設けられた歪ゲージG2Y、G2Xによって計測される変形量を差し引くことで、各ショット領域SAにおける吸着歪みHVをより高精度に求めることができる。
また、図9に示すように、歪ゲージG2Y、G2Xの長さをそれぞれLY、LX、ショット領域SAのY方向、X方向の長さをそれぞれSY、SX、歪ゲージG2Y、G2Xの計測結果をそれぞれεy、εxとしたときに、ショット領域SAのY方向及びX方向の長さεY、εXは下式で求められる。
εY=εy・(SY/LY) …(1)
εX=εx・(SX/LX) …(2)
従って、各ショット領域SA毎に、式(1)、(2)を用いてショット領域SAのY方向及びX方向の長さεY、εXを、歪ゲージG2Y、G2Xの計測結果εy、εxを変換することで求め、Y方向に並ぶショット領域SAで求められたεYを加算し、またX方向に並ぶショット領域SAで求められたεXを加算することにより、ウエハWにおいて生じた全体的な歪みを求めることができる。
In the above configuration, the strain gauge G2Y provided in the same shot area SA as the strain gauges GY and GX, based on the deformation amount of each shot area SA obtained by the main control unit 30 from the measurement results of the strain gauges GY and GX. By subtracting the deformation amount measured by G2X, the suction strain HV in each shot area SA can be obtained with higher accuracy.
Further, as shown in FIG. 9, the lengths of the strain gauges G2Y and G2X are set to LY and LX, the lengths of the shot areas SA in the Y direction and the X direction are set to SY and SX, and the strain gauges G2Y and G2X are respectively measured. The lengths εY and εX in the Y direction and X direction of the shot area SA are obtained by the following equations, where εy and εx are respectively set.
εY = εy · (SY / LY) (1)
εX = εx · (SX / LX) (2)
Therefore, for each shot area SA, the lengths εY and εX in the Y direction and X direction of the shot area SA are converted into the measurement results εy and εx of the strain gauges G2Y and G2X using the equations (1) and (2). By adding εY obtained in the shot area SA arranged in the Y direction and adding εX obtained in the shot area SA arranged in the X direction, the overall distortion generated in the wafer W can be reduced. Can be sought.

(表示工程)
上述した歪ゲージG、G2で計測した結果を適宜表示することで、ウエハWに生じている変形等を明示的に可視化することも可能である。
例えば、図7に示した変形に関する情報を露光装置1に付設された表示装置(不図示)や、歪ゲージG、G2の計測結果を演算・解析する演算装置(例えば、図1に示す主制御ユニット30)において表示する構成としてもよい。
(Display process)
By appropriately displaying the results measured by the strain gauges G and G2 described above, it is possible to explicitly visualize the deformation or the like occurring on the wafer W.
For example, a display device (not shown) attached to the exposure apparatus 1 with respect to the deformation information shown in FIG. 7 or an arithmetic device (for example, the main control shown in FIG. 1) that calculates and analyzes the measurement results of the strain gauges G and G2. It is good also as a structure displayed in unit 30).

また、他の表示としては、ショット領域SA毎の変形に関する情報(歪み等)や、上記のウエハWにおいて生じた全体的な歪み等を表示することができる。また、表示方式としては、変形の大きさをベクトル表示として、Y方向及びX方向の各方向毎に矢印表示する方式や、ショット領域SAの大きさを設計値と変形時の双方を表示する方式等を選択できる。この場合、Y方向とX方向とで表示色を異ならせたり、点灯と点滅パターンを用いることが視認性の向上の観点から好ましい。また、全体的な歪みやショット領域SA毎の歪みについて、許容範囲内の場合と許容範囲を超えた場合とで、表示方式(表示色や点灯、点滅パターン)を異ならせることにより、許容範囲を超えたエラー情報を迅速、且つ的確に視認することが可能になる。   Further, as other displays, information (deformation etc.) relating to deformation for each shot area SA, overall distortion produced in the wafer W, etc. can be displayed. As a display method, a method for displaying the deformation size as a vector and displaying an arrow for each direction in the Y direction and the X direction, and a method for displaying both the design value and the deformation time for the size of the shot area SA. Etc. can be selected. In this case, it is preferable from the viewpoint of improving visibility that the display colors are different between the Y direction and the X direction, or that lighting and blinking patterns are used. In addition, with regard to the overall distortion and distortion for each shot area SA, the allowable range can be set by changing the display method (display color, lighting, and blinking pattern) depending on whether it is within the allowable range or exceeds the allowable range. It is possible to quickly and accurately visually check the error information that has been exceeded.

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。   As described above, the preferred embodiments according to the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the examples. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described examples are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.

例えば、上記第2実施形態では、歪ゲージG2を各ショット領域SAに一つずつ配置する構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば歪みゲージG毎に歪ゲージG2を設ける構成としてもよい。この場合、歪みゲージGの計測結果に対して、より高精度に温度歪みHTと吸着歪みHVとを分離することができる、   For example, in the second embodiment, the strain gauges G2 are arranged one by one in each shot area SA. However, the present invention is not limited to this. For example, the strain gauges G2 are provided for each strain gauge G. Also good. In this case, with respect to the measurement result of the strain gauge G, the temperature strain HT and the adsorption strain HV can be separated with higher accuracy.

また、上記実施形態では、保持機構による負圧吸引力が作用せず、またリフトピンによる吸着保持がなされない位置にフレクシャー部FLが形成される場合について、凹部42を設けることでZレベリングステージ4からの吸着力の影響を受けない構成としたが、保持機構による負圧吸引力またはリフトピンによる吸着保持がなされる位置にフレクシャー部FLが形成される場合には、例えば、図10に示すように、基板B(ウエハW)にはフレクシャー部FLが設けられる位置にZレベリングステージ4との当接部を設け、この当接部とフレクシャー部FLとの間に凹部42を設ける構成とすればよい。   Further, in the above embodiment, when the flexure part FL is formed at a position where the negative pressure suction force by the holding mechanism does not act and the suction holding by the lift pin is not performed, the recess 42 is provided to remove the Z leveling stage 4. In the case where the flexure portion FL is formed at a position where the negative pressure suction force by the holding mechanism or the suction holding by the lift pin is made, for example, as shown in FIG. The substrate B (wafer W) may have a configuration in which a contact portion with the Z leveling stage 4 is provided at a position where the flexure portion FL is provided, and a concave portion 42 is provided between the contact portion and the flexure portion FL.

この場合、フレクシャー部FLを製造する方法としては、例えば当接部の厚さを有する第1板状部材と、別途フレクシャー部FLを形成した第2板状部材とを貼り合わせる方法や、基板Bのフレクシャー部FLと対応する位置に当接部を残す深さでエッチング等により凹部を形成した後に、凹部42の厚さを有するレジストを塗布し、このレジスト上にフォトリソ技術を用いてフレクシャー部FLを積層形成した後にレジストを除去する方法等を採用することができる。この場合、接続部43の強度を維持するためにフレクシャー部FL及び接続部43を金属で形成することが好ましく、この場合には歪ゲージG2は、フレクシャー部FL上に絶縁膜等を介して配設する。   In this case, as a method of manufacturing the flexure portion FL, for example, a method of bonding a first plate member having a thickness of the contact portion and a second plate member separately formed with the flexure portion FL, or a substrate B After forming a recess by etching or the like at a depth that leaves a contact portion at a position corresponding to the flexure portion FL, a resist having a thickness of the recess 42 is applied, and the flexure portion FL is applied on the resist using a photolithography technique. For example, a method of removing the resist after the layers are formed can be employed. In this case, it is preferable that the flexure portion FL and the connection portion 43 are formed of metal in order to maintain the strength of the connection portion 43. In this case, the strain gauge G2 is disposed on the flexure portion FL via an insulating film or the like. Set up.

また、上記実施形態では、計測用ウエハWAの各ショット領域SAに歪ゲージGY、GXをそれぞれ配置する構成としたが、これに限定されるものではなく、要求される精度によっては、一方向のみの変形を計測可能な歪ゲージを配置する構成としてもよく、逆に3方向以上の変形を計測可能な歪ゲージを設ける構成としてもよい。   In the above embodiment, the strain gauges GY and GX are arranged in each shot area SA of the measurement wafer WA. However, the present invention is not limited to this, and depending on the required accuracy, only one direction is provided. Alternatively, a strain gauge capable of measuring the deformation may be disposed, and conversely, a strain gauge capable of measuring the deformation in three or more directions may be provided.

また、上記実施形態では、各ショット領域SAに同数の歪ゲージGを配置する構成としたが、これに限られず、例えば変形量(熱膨張量等)が大きくなる傾向にある外周側に位置するショット領域SAについては、内周側に位置するショット領域SAよりも多くの歪ゲージGを配置する構成としてもよい。
上記実施形態では、各ショット領域SAに歪ゲージGY、GXを9つずつ設け、1つのショット領域に対して歪の分布状態を求めることができるようにしてある。これにより、ショット領域SAの高次の変形度合いを求めることが可能となる。しかし、それに限定されるものではなく、歪ゲージGY、GXを1つずつ設けるようにしてもよい。
In the above embodiment, the same number of strain gauges G is arranged in each shot area SA. However, the present invention is not limited to this. For example, it is located on the outer peripheral side where the amount of deformation (such as the amount of thermal expansion) tends to increase. The shot area SA may have a configuration in which more strain gauges G are arranged than the shot area SA located on the inner peripheral side.
In the above embodiment, nine strain gauges GY and GX are provided in each shot area SA so that the strain distribution state can be obtained for one shot area. Thereby, it is possible to obtain the degree of higher-order deformation of the shot area SA. However, the present invention is not limited to this, and one strain gauge GY, GX may be provided.

また、上記実施形態では、露光装置1において計測用ウエハWAを用いて変形に関する情報を計測する構成としたが、露光装置1の他に、当該露光装置1に接続され、ウエハWに対して感光剤の塗布処理を行うとともに、露光処理されたウエハWに対して現像処理を行うコータ・デベロッパ装置において変形に関する情報を計測する構成としてもよい。
この場合、計測用ウエハWAに対して塗布処理及び現像処理を行い計測用ウエハWAに生じる変形に関する情報を計測することにより、塗布処理及び現像処理でウエハWに生じるであろう変形を予測して、露光処理における補正に反映させることができ、パターンの像を形成する位置をより高精度に補正して高品質のデバイスを製造することができる。
Further, in the above embodiment, the exposure apparatus 1 is configured to measure information related to deformation using the measurement wafer WA. However, in addition to the exposure apparatus 1, the exposure apparatus 1 is connected to the exposure apparatus 1 and is sensitive to the wafer W. It is also possible to adopt a configuration in which information relating to deformation is measured in a coater / developer apparatus that performs the coating process of the agent and performs the development process on the wafer W that has been exposed.
In this case, by performing application processing and development processing on the measurement wafer WA and measuring information on deformation generated in the measurement wafer WA, the deformation that will occur in the wafer W in the application processing and development processing is predicted. Thus, it is possible to reflect the correction in the exposure process, and it is possible to manufacture a high-quality device by correcting the position where the pattern image is formed with higher accuracy.

なお、上記各実施形態のウエハWとしては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板や、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版(合成石英、シリコンウエハ)等が適用される。   The wafer W in each of the above embodiments is not only a semiconductor wafer for manufacturing a semiconductor device, but also a glass substrate for a display device, a ceramic wafer for a thin film magnetic head, or an original mask or reticle used in an exposure apparatus. (Synthetic quartz, silicon wafer) or the like is applied.

露光装置本体1としては、レチクルRとウエハWとを同期移動してレチクルRのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置(スキャニングステッパ)の他に、レチクルRとウエハWとを静止した状態でレチクルRのパターンを一括露光し、ウエハWを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置(ステッパ)にも適用することができる。また、本発明はウエハW上で少なくとも2つのパターンを部分的に重ねて転写するステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。   The exposure apparatus main body 1 includes a reticle R and a wafer W, in addition to a step-and-scan type scanning exposure apparatus (scanning stepper) that scans and exposes the pattern of the reticle R by synchronously moving the reticle R and the wafer W. Can be applied to a step-and-repeat type projection exposure apparatus (stepper) in which the pattern of the reticle R is collectively exposed in a stationary state and the wafer W is sequentially moved stepwise. The present invention can also be applied to a step-and-stitch type exposure apparatus that partially transfers at least two patterns on the wafer W.

露光装置本体1の種類としては、ウエハWに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子(CCD)あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。   The type of the exposure apparatus main body 1 is not limited to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element that exposes a semiconductor element pattern on the wafer W, but an exposure apparatus for manufacturing a liquid crystal display element or a display, a thin film magnetic head, an imaging element ( (CCD) or an exposure apparatus for manufacturing a reticle or mask.

また、本発明が適用される露光装置の光源には、KrFエキシマレーザ(248nm)、ArFエキシマレーザ(193nm)、Fレーザ(157nm)等のみならず、g線(436nm)及びi線(365nm)を用いることができる。さらに、投影光学系の倍率は縮小系のみならず等倍および拡大系のいずれでもよい。また、上記実施形態では、反射屈折型の投影光学系を例示したが、これに限定されるものではなく、投影光学系の光軸(レチクル中心)と投影領域の中心とが異なる位置に設定される屈折型の投影光学系にも適用可能である。 The light source of the exposure apparatus to which the present invention is applied includes not only KrF excimer laser (248 nm), ArF excimer laser (193 nm), F 2 laser (157 nm), but also g-line (436 nm) and i-line (365 nm). ) Can be used. Further, the magnification of the projection optical system may be not only a reduction system but also an equal magnification or an enlargement system. In the above embodiment, the catadioptric projection optical system is exemplified, but the present invention is not limited to this, and the optical axis (reticle center) of the projection optical system and the center of the projection area are set at different positions. It can also be applied to a refraction type projection optical system.

また、本発明は、投影光学系と基板との間に局所的に液体を満たし、該液体を介して基板を露光する、所謂液浸露光装置に適用したが、液浸露光装置については、国際公開第99/49504号パンフレットに開示されている。さらに、本発明は、特開平6−124873号公報、特開平10−303114号公報、米国特許第5,825,043号などに開示されているような露光対象の基板の表面全体が液体中に浸かっている状態で露光を行う液浸露光装置にも適用可能である。   Further, the present invention is applied to a so-called immersion exposure apparatus in which a liquid is locally filled between the projection optical system and the substrate, and the substrate is exposed through the liquid. It is disclosed in the publication No. 99/49504 pamphlet. Further, in the present invention, the entire surface of the substrate to be exposed as disclosed in JP-A-6-124873, JP-A-10-303114, US Pat. No. 5,825,043 and the like is in the liquid. The present invention is also applicable to an immersion exposure apparatus that performs exposure while being immersed.

また、本発明は、基板ステージ(ウエハステージ)が複数設けられるツインステージ型の露光装置にも適用できる。ツインステージ型の露光装置の構造及び露光動作は、例えば特開平10−163099号公報及び特開平10−214783号公報(対応米国特許6,341,007号、6,400,441号、6,549,269号及び6,590,634号)、特表2000−505958号(対応米国特許5,969,441号)或いは米国特許6,208,407号に開示されている。更に、本発明を本願出願人が先に出願した特願2004−168481号のウエハステージに適用してもよい。   The present invention can also be applied to a twin stage type exposure apparatus provided with a plurality of substrate stages (wafer stages). The structure and exposure operation of a twin stage type exposure apparatus are described in, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 10-163099 and 10-214783 (corresponding US Pat. Nos. 6,341,007, 6,400,441, 6,549). , 269 and 6,590,634), JP 2000-505958 (corresponding US Pat. No. 5,969,441) or US Pat. No. 6,208,407. Furthermore, the present invention may be applied to the wafer stage disclosed in Japanese Patent Application No. 2004-168482 filed earlier by the present applicant.

また、本発明が適用される露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。   An exposure apparatus to which the present invention is applied assembles various subsystems including the constituent elements recited in the claims of the present application so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. It is manufactured by. In order to ensure these various accuracies, before and after assembly, various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy, various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy, and various electrical systems are Adjustments are made to achieve electrical accuracy. The assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus includes mechanical connection, electrical circuit wiring connection, pneumatic circuit piping connection and the like between the various subsystems. Needless to say, there is an assembly process for each subsystem before the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus. When the assembly process of the various subsystems to the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed to ensure various accuracies as the entire exposure apparatus. The exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.

次に、本発明の実施形態による露光装置及び露光方法をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。図11は、マイクロデバイス(ICやLSI等の半導体チップ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等)の製造例のフローチャートを示す図である。
まず、ステップS10(設計ステップ)において、マイクロデバイスの機能・性能設計(例えば、半導体デバイスの回路設計等)を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップS11(マスク製作ステップ)において、設計した回路パターンを形成したマスク(レチクル)を製作する。一方、ステップS12(ウエハ製造ステップ)において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。
次に、ステップS13(ウエハ処理ステップ)において、ステップS10〜ステップS12で用意したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップS14(デバイス組立ステップ)において、ステップS13で処理されたウエハを用いてデバイス組立を行う。このステップS14には、ダイシング工程、ボンティング工程、及びパッケージング工程(チップ封入)等の工程が必要に応じて含まれる。最後に、ステップS15(検査ステップ)において、ステップS14で作製されたマイクロデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にマイクロデバイスが完成し、これが出荷される。
Next, an embodiment of a manufacturing method of a micro device using the exposure apparatus and the exposure method according to the embodiment of the present invention in the lithography process will be described. FIG. 11 is a flowchart illustrating a manufacturing example of a micro device (a semiconductor chip such as an IC or LSI, a liquid crystal panel, a CCD, a thin film magnetic head, a micro machine, or the like).
First, in step S10 (design step), function / performance design (for example, circuit design of a semiconductor device) of a micro device is performed, and pattern design for realizing the function is performed. Subsequently, in step S11 (mask manufacturing step), a mask (reticle) on which the designed circuit pattern is formed is manufactured. On the other hand, in step S12 (wafer manufacturing step), a wafer is manufactured using a material such as silicon.
Next, in step S13 (wafer processing step), using the mask and wafer prepared in steps S10 to S12, an actual circuit or the like is formed on the wafer by lithography or the like, as will be described later. Next, in step S14 (device assembly step), device assembly is performed using the wafer processed in step S13. This step S14 includes processes such as a dicing process, a bonding process, and a packaging process (chip encapsulation) as necessary. Finally, in step S15 (inspection step), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the microdevice manufactured in step S14 are performed. After these steps, the microdevice is completed and shipped.

図12は、半導体デバイスの場合におけるステップS13の詳細工程の一例を示す図である。
ステップS21(酸化ステップ)おいては、ウエハの表面を酸化させる。ステップS22(CVDステップ)においては、ウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップS23(電極形成ステップ)においては、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップS24(イオン打込みステップ)においては、ウエハにイオンを打ち込む。以上のステップS21〜ステップS24のそれぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップS25(レジスト形成ステップ)において、ウエハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップS26(露光ステップ)において、上で説明したリソグラフィシステム(露光装置)及び露光方法によってマスクの回路パターンをウエハに転写する。次に、ステップS27(現像ステップ)においては露光されたウエハを現像し、ステップS28(エッチングステップ)において、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。そして、ステップS29(レジスト除去ステップ)において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a detailed process of step S13 in the case of a semiconductor device.
In step S21 (oxidation step), the surface of the wafer is oxidized. In step S22 (CVD step), an insulating film is formed on the wafer surface. In step S23 (electrode formation step), an electrode is formed on the wafer by vapor deposition. In step S24 (ion implantation step), ions are implanted into the wafer. Each of the above steps S21 to S24 constitutes a pre-processing process at each stage of the wafer processing, and is selected and executed according to a necessary process at each stage.
At each stage of the wafer process, when the above pre-process is completed, the post-process is executed as follows. In this post-processing process, first, in step S25 (resist formation step), a photosensitive agent is applied to the wafer. Subsequently, in step S26 (exposure step), the circuit pattern of the mask is transferred to the wafer by the lithography system (exposure apparatus) and the exposure method described above. Next, in step S27 (development step), the exposed wafer is developed, and in step S28 (etching step), exposed members other than the portion where the resist remains are removed by etching. In step S29 (resist removal step), the resist that has become unnecessary after the etching is removed. By repeatedly performing these pre-processing steps and post-processing steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.

また、半導体素子等のマイクロデバイスだけではなく、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等で使用されるレチクル又はマスクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシリコンウエハ等ヘ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。ここで、DUV(深紫外)やVUV(真空紫外)光等を用いる露光装置では、一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化マグネシウム、又は水晶等が用いられる。また、プロキシミティ方式のX線露光装置や電子線露光装置等では、透過型マスク(ステンシルマスク、メンブレンマスク)が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハ等が用いられる。なお、このような露光装置は、WO99/34255号、WO99/50712号、WO99/66370号、特開平11−194479号、特開2000−12453号、特開2000−29202号等に開示されている。   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., from mother reticles to glass substrates and The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern to a silicon wafer or the like. Here, in an exposure apparatus using DUV (deep ultraviolet), VUV (vacuum ultraviolet) light, or the like, a transmission type reticle is generally used. As a reticle substrate, quartz glass, fluorine-doped quartz glass, fluorite, Magnesium fluoride or quartz is used. In proximity-type X-ray exposure apparatuses, electron beam exposure apparatuses, and the like, a transmissive mask (stencil mask, membrane mask) is used, and a silicon wafer or the like is used as a mask substrate. Such an exposure apparatus is disclosed in WO99 / 34255, WO99 / 50712, WO99 / 66370, JP-A-11-194479, JP-A2000-12453, JP-A-2000-29202, and the like. .

1…露光装置、 E…電極(出力部)、 G…歪ゲージ(変形計測装置)、 GY、G2Y…歪ゲージ(第1計測部)、 GX、G2X…歪ゲージ(第2計測部)、 SA…ショット領域(照射領域)、 WA…計測用ウエハ(変形計測用基板)、 WS…ウエハステージ(基板ステージ)   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Exposure apparatus, E ... Electrode (output part), G ... Strain gauge (deformation measurement apparatus), GY, G2Y ... Strain gauge (1st measurement part), GX, G2X ... Strain gauge (2nd measurement part), SA ... shot area (irradiation area), WA ... measurement wafer (deformation measurement substrate), WS ... wafer stage (substrate stage)

Claims (11)

基板部と、
前記基板部の複数の第1領域にそれぞれ設けられ、前記複数の第1領域のぞれぞれに生じる変形に関する情報を計測する変形計測装置と、
前記複数の第1領域のそれぞれに設けられ、温度の変化によって前記複数の第1領域のそれぞれに生じる変形に関する情報を、前記変形計測装置とは独立して計測する第2変形計測装置とを有し、
前記変形計測装置及び前記第2変形計測装置は、露光処理を経て形成されてなる変形計測用基板。
A substrate section;
A deformation measuring device that is provided in each of the plurality of first regions of the substrate unit and measures information related to the deformation that occurs in each of the plurality of first regions ;
Wherein provided in each of the plurality of first regions, information about the deformation occurring in each of the plurality of first regions I by the changes in temperature, the deformation measuring device a second modified measuring device for measuring independently of the And
The deformation measurement device and the second deformation measurement device are deformation measurement substrates formed through an exposure process .
基板部と、  A substrate section;
前記基板部の複数の第1領域にそれぞれ設けられ、前記複数の第1領域のそれぞれに生じる変形に関する情報を計測する変形計測装置と、  A deformation measuring device that is provided in each of the plurality of first regions of the substrate unit and measures information related to deformation that occurs in each of the plurality of first regions;
前記複数の第1領域から外れた第2領域に配置され、温度の変化によって前記第2領域に生じる変形に関する情報を計測する第2変形計測装置とを有し、  A second deformation measuring device that is disposed in a second region outside the plurality of first regions and measures information relating to deformation that occurs in the second region due to a change in temperature;
前記変形計測装置及び前記第2変形計測装置は、露光工程を経て前記基板部に形成されてなる変形計測用基板。  The deformation measurement device and the second deformation measurement device are deformation measurement substrates formed on the substrate portion through an exposure process.
前記第2変形計測装置は、前記基板のうち、表面と平行な方向の歪が基板本体から伝達され、前記平行な方向と交差する方向の歪の前記基板本体からの伝達が抑制されるフレクシャー部に設けられる請求項1または2記載の変形計測用基板。 The second deformation measuring device includes a flexure unit in which strain in a direction parallel to the surface of the substrate is transmitted from the substrate body, and transmission of strain in a direction intersecting the parallel direction from the substrate body is suppressed. deformation measurement substrate according to claim 1 or 2, wherein provided. 前記複数の第1領域は、デバイス製造用の基板上の複数のショット領域に対応して設けられている請求項1から3のいずれか一項に記載の変形計測用基板。4. The deformation measurement substrate according to claim 1, wherein the plurality of first regions are provided corresponding to a plurality of shot regions on a device manufacturing substrate. 5. 前記変形計測装置及び前記第2変形計測装置は、第1方向の変形に関する情報を計測する第1計測部と、前記第1方向とは異なる第2方向の変形に関する情報を計測する第2計測部とをそれぞれ有する請求項1からのいずれか一項に記載の変形計測用基板。 The deformation measurement device and the second deformation measurement device include a first measurement unit that measures information related to deformation in a first direction, and a second measurement unit that measures information related to deformation in a second direction different from the first direction. The deformation measurement substrate according to any one of claims 1 to 4 , wherein 前記変形計測装置及び前記第2変形計測装置にそれぞれ接続され、前記変形に関する情報を出力する出力部が所定領域に集約されて配置されている請求項1から4のいずれか一項に記載の変形計測用基板。   The deformation | transformation as described in any one of Claim 1 to 4 which is connected to the said deformation | transformation measurement apparatus and the said 2nd deformation | transformation measurement apparatus, respectively, and the output part which outputs the information regarding the said deformation | transformation is aggregated and arrange | positioned. Measurement board. 基板を保持して移動する基板ステージを有し、前記基板にパターン像を露光する露光装置であって、
請求項1からのいずれか一項に記載の変形計測装置及び前記第2変形計測装置の計測結果に基づいて、前記パターン像が形成される位置に関する情報を補正する補正装置を有する露光装置。
An exposure apparatus having a substrate stage that holds and moves a substrate and exposes a pattern image on the substrate,
An exposure apparatus comprising: a correction device that corrects information related to a position where the pattern image is formed based on a measurement result of the deformation measurement device according to any one of claims 1 to 6 and the second deformation measurement device.
基板にパターン像を露光する露光方法であって、
請求項1からのいずれか一項に記載の変形計測装置及び前記第2変形計測装置を用いて、前記基板上の露光領域における変形に関する情報を計測する工程を有する露光方法。
An exposure method for exposing a pattern image to a substrate,
An exposure method comprising a step of measuring information related to deformation in an exposure region on the substrate using the deformation measurement device according to any one of claims 1 to 6 and the second deformation measurement device.
計測した前記基板上の露光領域における変形に関する情報を表示する工程を有する請求項記載の露光方法。 The exposure method according to claim 8, further comprising a step of displaying information on the measured deformation in the exposure area on the substrate. 前記変形計測装置と前記第2変形計測装置との少なくとも一方が計測した変形に関する情報を、当該変形計測装置と第2変形計測装置との少なくとも一方が配置される前記露光領域における変形に関する情報に変換した結果を表示する請求項記載の露光方法。 Information related to deformation measured by at least one of the deformation measurement device and the second deformation measurement device is converted into information related to deformation in the exposure region in which at least one of the deformation measurement device and the second deformation measurement device is arranged. The exposure method according to claim 9 , wherein the obtained result is displayed. 請求項8から10のいずれか一項に記載の露光方法を用いるデバイス製造方法。 The device manufacturing method using the exposure method as described in any one of Claims 8 to 10 .
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JP4752491B2 (en) * 2005-12-22 2011-08-17 株式会社ニコン Device manufacturing method, mask, device
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