JP6298345B2 - Measuring method, exposure apparatus, and article manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、計測方法、露光装置及び物品の製造方法に関する。 The present invention relates to a measurement method, an exposure apparatus, and an article manufacturing method.
デバイス(半導体デバイス、磁気記憶媒体、液晶表示素子など)をフォトリソグラフィ工程で製造する際に、マスクのパターンを基板に転写する露光装置が使用されている。マスクのパターンを基板に正確に転写し、且つ、生産性(スループット)を向上させるためには、フォーカス合わせ(フォーカスキャリブレーション)及びマスクと基板との位置合わせ(アライメント)を高速、且つ、高精度に行うことが要求される。 2. Description of the Related Art When manufacturing devices (semiconductor devices, magnetic storage media, liquid crystal display elements, etc.) by a photolithography process, an exposure apparatus that transfers a mask pattern onto a substrate is used. In order to accurately transfer the mask pattern to the substrate and improve productivity (throughput), high-speed and high-precision focusing (focus calibration) and alignment between the mask and the substrate (alignment) Is required to do.
特許文献1には、マスクと基板とのアライメントを高速、且つ、高精度に行うための技術が開示されている。特許文献1では、アライメントの目標精度を設定し、かかる目標精度に応じてマスクと基板との位置ずれを計測する回数(計測回数)を決定している。これにより、目標精度が低い場合には、計測回数を少なくして短時間で計測を行い、目標精度が高い場合には、計測回数を多くして高精度な計測を行うことができる。 Patent Document 1 discloses a technique for performing high-speed and high-precision alignment between a mask and a substrate. In Patent Document 1, target accuracy of alignment is set, and the number of times (measurement number) of measuring the positional deviation between the mask and the substrate is determined according to the target accuracy. As a result, when the target accuracy is low, the number of measurements can be reduced and the measurement can be performed in a short time, and when the target accuracy is high, the number of measurements can be increased and highly accurate measurement can be performed.
また、フォーカスキャリブレーションやアライメントの方式の1つとして、投影光学系を介して、マスクと基板との相対位置(基板の位置ずれ)の計測や投影光学系からの光のフォーカス状態の計測を行うTTL(Through The Lens)方式がある。 Also, as one of the focus calibration and alignment methods, measurement of the relative position of the mask and the substrate (substrate displacement) and measurement of the focus state of light from the projection optical system are performed via the projection optical system. There is a TTL (Through The Lens) method.
しかしながら、TTL方式によるフォーカスキャリブレーション及びアライメントでは、投影光学系を介して計測を行うため、露光光の熱で投影光学系内の温度などの変動に応じて、その計測精度が変化してしまう。特許文献1に開示された技術では、目標精度と計測回数が一意に設定されているため、計測精度が変化した場合に対応することができない。例えば、実際の計測精度が想定した計測精度よりも低下している場合には、計測を決定された回数行っても目標精度を達成することができない。一方、実際の計測精度が想定した計測精度よりも高い場合には、必要以上の回数の計測を行うことになるため、生産性が低下してしまう。 However, in the focus calibration and alignment by the TTL method, since measurement is performed via the projection optical system, the measurement accuracy changes in accordance with fluctuations in the temperature in the projection optical system due to the heat of the exposure light. In the technique disclosed in Patent Document 1, since the target accuracy and the number of measurements are uniquely set, it is not possible to cope with a change in measurement accuracy. For example, when the actual measurement accuracy is lower than the assumed measurement accuracy, the target accuracy cannot be achieved even if the measurement is performed the determined number of times. On the other hand, when the actual measurement accuracy is higher than the assumed measurement accuracy, the measurement is performed more times than necessary, and the productivity is lowered.
本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、投影光学系からの光のフォーカス状態や投影光学系を介して基板の位置ずれの計測を行うのに有利な技術を提供することを例示的目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem of the prior art, and provides an advantageous technique for measuring the focus state of light from the projection optical system and the positional deviation of the substrate via the projection optical system. For illustrative purposes.
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての計測方法は、マスクのパターンを投影光学系を介して基板に転写する露光装置おいて、前記投影光学系からの光のフォーカス状態又は前記投影光学系を介して前記基板の位置ずれの計測を行う計測方法であって、前記計測の目標精度を設定する第1工程と、前記投影光学系の状態に基づいて、前記計測を1回行うときの当該計測の精度を求める第2工程と、前記第2工程で求めた前記計測の精度に基づいて、前記目標精度を満たすために必要となる前記計測の回数を決定し、該決定された回数の前記計測を行う第3工程と、を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a measurement method according to an aspect of the present invention includes a focus state of light from the projection optical system or an exposure apparatus that transfers a mask pattern to a substrate via the projection optical system. A measurement method for measuring a positional deviation of the substrate via a projection optical system, wherein the measurement is performed once based on a first step of setting a target accuracy of the measurement and a state of the projection optical system. Determining the number of times of measurement necessary to satisfy the target accuracy, based on the second step of determining the accuracy of the measurement at the time and the accuracy of the measurement obtained in the second step. And a third step of measuring the number of times.
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、投影光学系からの光のフォーカス状態や投影光学系を介して基板の位置ずれの計測を行うのに有利な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 advantageous for measuring the focus state of light from the projection optical system and the positional deviation of the substrate via the projection optical system.
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.
<第1の実施形態>
図1は、本発明の第1の実施形態における露光装置100の構成を示す概略図である。露光装置100は、ステップ・アンド・スキャン方式でマスクのパターンを基板に転写するリソグラフィ装置である。但し、露光装置100は、ステップ・アンド・リピート方式やその他の露光方式を適用することも可能である。露光装置100は、図1に示すように、照明光学系1と、マスクステージ3と、投影光学系4と、基板ステージ6と、制御部7と、レーザ干渉計8と、基準マーク9と、センサ10と、レーザ干渉計11と、取得部12と、設定部14とを有する。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an
照明光学系1は、光源(不図示)からの光でマスク2を照明する。照明光学系1は、例えば、レンズ、ミラー、オプティカルインテグレーター、絞り等を含み、マスク2の上の照明領域を、均一な照度分布の光で照明する。
The illumination optical system 1 illuminates the
マスクステージ3は、実デバイスパターン(回路パターン)が描画されたマスク2を保持して移動する。マスクステージ3は、投影光学系4の光軸に垂直な平面内、即ち、XY平面内で2次元移動可能に、且つ、θZ方向に回転可能に構成される。マスクステージ3は、リニアモータなどの駆動装置(不図示)によって1軸駆動又は6軸駆動される。
The
マスクステージ3にはミラーが配置され、かかるミラーに対向する位置にはレーザ干渉計8が配置されている。マスクステージ3の2次元方向の位置及び回転角はレーザ干渉計8によってリアルタイムで計測され、かかる計測結果は制御部7に出力される。制御部7は、レーザ干渉計8の計測結果に基づいて駆動装置を制御し、マスクステージ3に保持されたマスク2を位置決めする。
A mirror is disposed on the
投影光学系4は、複数の光学素子(レンズやミラーなど)を含み、マスク2のパターンの像を所定の投影倍率で基板5に投影する。マスク2(のパターン)と基板5とは、投影光学系4を介して、共役な位置関係となっている。
The projection
基板ステージ6は、基板5を保持して移動する。基板ステージ6は、例えば、チャックを介して基板5を保持するZステージと、Zステージを支持するXYステージと、XYステージを支持するベースとを含む。基板ステージ6は、リニアモータなどの駆動装置によって駆動される。また、基板ステージ6には、基準マーク9(が設けられた基準プレート)や基準マーク9を通過(透過)した光の光量を検出するセンサ10が配置されている。
The
基板ステージ6にはミラーが配置され、かかるミラーに対向する位置にはレーザ干渉計11が配置されている。基板ステージ6のX軸方向、Y軸方向及びθZ方向の位置はレーザ干渉計11によってリアルタイムで計測され、かかる計測結果は制御部7に出力される。また、基板ステージ6のZ軸方向の位置、θX方向及びθY方向の位置もレーザ干渉計(不図示)によってリアルタイムに計測され、かかる計測結果は制御部7に出力される。制御部7は、レーザ干渉計の計測結果に基づいて駆動装置を制御し、基板ステージ6に保持された基板5を位置決めする。
A mirror is disposed on the
取得部12は、投影光学系4の状態、具体的には、投影光学系内の温度、湿度及び圧力の少なくとも1つを含む。取得部12は、本実施形態では、投影光学系4の所定の位置に配置され、投影光学系内の温度を測定する4つの温度センサ12A、12B、12C及び12Dで構成される。温度センサ12A乃至12Dのそれぞれで測定された投影光学系内の各位置の温度(温度情報)は、制御部7に出力される。また、本実施形態では、投影光学系内に4つの温度センサ12A乃至12Dを配置しているが、温度センサ12A乃至12sの配置数は4つに限定されるものではない。
The
設定部14は、ユーザからの指示や情報を入力するための入力デバイスを含み、ユーザの入力に応じて、露光装置100の動作に必要となる各種情報を設定する。設定部14は、本実施形態では、フォーカスキャリブレーションに必要となる投影光学系4からの光のフォーカス状態の計測やマスク2と基板5とのアライメントに必要となる基板5の位置ずれの計測の目標精度を設定する。なお、基板5の位置ずれは、マスク2と基板5との間の位置ずれや基準位置からの基板5の位置ずれなどを含む。
The
制御部7は、CPUやメモリなどを含み、露光装置100の全体(動作)を制御する。制御部7は、本実施形態では、露光装置100における露光に関する処理を制御するだけではなく、フォーカスキャリブレーションやアライメントに関する処理も制御する。例えば、制御部7は、取得部12で取得した投影光学系4の状態に基づいて、フォーカスキャリブレーションに必要となる投影光学系4からの光のフォーカス状態やアライメントに必要となる基板5の位置ずれの1回の計測の精度を求める。そして、制御部7は、投影光学系4からの光のフォーカス状態や基板5の位置ずれの計測の精度が設定部14で設定された目標精度を満たすために必要となる計測の回数を決定する。
The
露光において、照明光学系1から射出された光(露光光)は、マスクステージ3に保持されたマスク2を通過し、投影光学系4に入射する。投影光学系4に入射した光は、基板5に到達する。これにより、マスク2のパターンは、投影光学系4を介して、基板5に転写される。
In exposure, light (exposure light) emitted from the illumination optical system 1 passes through the
ここで、露光装置100におけるフォーカスキャリブレーションの一例を説明する。まず、マスク2(又はマスクステージ3)に設けられている計測用パターンが照明光学系1で照明されるように、マスクステージ3を移動させる。図2は、マスク2に設けられる計測用パターンMPの構成の一例を示す図である。計測用パターンMPは、パターン部MPaと、周辺部MPbとを含む。パターン部MPaは、所定の線幅及びピッチで形成され、照明光学系1からの光を透過させる。周辺部MPbは、パターン部MPaの周囲に形成され、照明光学系1からの光を遮光する。
Here, an example of focus calibration in the
次いで、基板ステージ6に設けられた基準マーク9が露光位置に位置するように、基板ステージ6を移動させる。基準マーク9は、マスク2に設けられた計測用パターンMPに対応する透過パターンを含むマークである。基準マーク9の下には、基準マーク9を通過した光の光量を検出するセンサ10が配置されている。
Next, the
次に、基板ステージ6をZ軸方向に微少移動させて、センサ10で検出される光量が最大となる位置(座標位置)Z0を求める。図3は、センサ10で検出される光量と基板ステージ6のZ軸方向の位置との関係の一例を示す図である。センサ10で検出される光量が最大となる位置Z0は、マスク2に設けられた計測用パターンMPと基準マーク9とが光学的に共役な関係となる位置である。従って、センサ10で検出される光量が最大となる位置Z0を求めることによって、投影光学系4からの光のフォーカス位置を求めることができる。このように、計測用パターンMP、基準マーク9及びセンサ10は、投影光学系4からの光のフォーカス(焦点)位置、即ち、フォーカス状態を計測する計測部として機能する。
Next, the
次いで、このようにして求めたフォーカス位置に基づいて、基板ステージ6をフォーカス位置のずれ分だけZ軸方向に移動させることで、投影光学系4からの光のフォーカス位置に基板5を位置決めすることができる。
Next, the
図4を参照して、露光装置100におけるフォーカスキャリブレーション(フォーカス位置のずれの補正)を含む動作について説明する。かかる動作は、上述したように、制御部7が露光装置100の各部を統括的に制御することで行われる。
With reference to FIG. 4, the operation including focus calibration (correction of focus position deviation) in the
S402では、設定部14において、ユーザの入力に応じて、フォーカスキャリブレーションに必要となる投影光学系4からの光のフォーカス位置、即ち、フォーカス状態の計測の目標精度を設定する。
In S402, the setting
S404では、マスク2を露光装置100の外部から露光装置100に搬入し、かかるマスク2をマスクステージ3に保持させる。S406では、基板5を露光装置100の外部から露光装置100に搬入し、かかる基板5を基板ステージ6に保持させる。
In S <b> 404, the
S408では、制御部7において、フォーカスキャリブレーションを行うかどうかを判定する。ここでの判定基準は、例えば、一定時間間隔であってもよいし、基板ごとであってもよいし、露光時間(積算露光量)であってもよい。このような判定基準は、予め決められており、設定部14などを介して露光装置100に設定されている。フォーカスキャリブレーションを行わない場合には、S422に移行し、フォーカスキャリブレーションを行う場合には、S410に移行する。
In step S408, the
S410では、制御部7において、投影光学系4からの光のフォーカス状態の1回の計測の精度(即ち、1回あたりの計測精度)を求める。具体的には、制御部7は、温度センサ12A乃至12Dのそれぞれで測定された温度情報を取得する。図5は、露光装置100の投影光学系4の各位置での温度変化の一例を示す図である。図5では、横軸に時刻を採用し、縦軸に投影光学系内に配置された温度センサ12A乃至12Dのそれぞれで測定された温度を採用し、時刻の開始点が露光開始時刻である。そして、制御部7は、温度センサ12A乃至12Dから取得した温度情報に基づいて、投影光学系4からの光のフォーカス状態の1回あたりの計測精度を求める。例えば、温度センサ12A乃至12Dのそれぞれで測定された温度をTA、TB、TC、TDとすると、投影光学系4からの光のフォーカス状態の1回あたりの計測精度A1は、以下の式(1)で求められる。
In S410, the
A1=K1×R(TA、TB、TC、TD) ・・・(1)
式(1)において、R(TA、TB、TC、TD)は、温度TA、TB、TC及びTDのうち最大の温度と最小の温度との差(温度差)である。K1は、比例定数であって、シミュレーションや実際の実験データから予め求められており、設定部14などを介して露光装置100に設定されている。
A 1 = K 1 × R ( T A, T B, T C, T D) ··· (1)
In the formula (1), R (T A , T B, T C, T D) , the temperature T A, T B, the difference between the maximum temperature and minimum temperature of from T C and T D (temperature difference) It is. K 1 is a proportionality constant, is obtained in advance from the simulation and actual experimental data, is set in the
但し、計測精度A1を求めるための式(1)は一例であって、計測精度A1は、温度TA、TB、TC及びTDの関数で表現されている他の関数から求めてもよい。このように、計測精度A1は、投影光学系4の状態(本実施形態では、投影光学系内の温度)と計測精度との関係を表す情報を用いて求められる。
However, the formula (1) for obtaining the measurement accuracy A 1 is an example, and the measurement accuracy A 1 is obtained from other functions expressed by functions of the temperatures T A , T B , T C, and T D. May be. Thus, measurement accuracy A 1 is (in this embodiment, the temperature within the projection optical system) of the state projection
S412では、制御部7において、S410で求めた計測精度に基づいて、投影光学系4からの光のフォーカス状態の計測の精度がS402で設定された目標精度を満たすために必要となる計測の回数(計測回数)を決定する。例えば、S402で設定した目標精度をAT1とし、S410で求めた計測精度をA1とすると、投影光学系4からの光のフォーカス状態の計測回数N1は、以下の式(2)で決定される。但し、計測回数N1は、整数である必要があるため、計測回数N1が整数にならない場合には、切り上げて整数にする。
In S412, the number of measurements necessary for the
N1=(A1/AT1)2 ・・・(2)
S414では、フォーカスキャリブレーションが可能な位置、即ち、投影光学系4からの光のフォーカス状態の計測が可能な位置に、マスクステージ3及び基板ステージ6を移動させる。具体的には、上述したように、マスク2に設けられている計測用パターンMPが照明光学系1で照明されるように、マスクステージ3を移動させ、基板ステージ6に設けられた基準マーク9が露光位置に位置するように、基板ステージ6を移動させる。
N 1 = (A 1 / AT 1 ) 2 (2)
In S414, the
S416では、計測用パターンMP、基準マーク9及びセンサ10を用いて、投影光学系4からの光のフォーカス状態を計測する。具体的には、上述したように、基板ステージ6をZ軸方向に微少移動させながらセンサ10で検出される光量が最大となる位置Z0を求め、かかる位置Z0を投影光学系4からの光のフォーカス位置とする。
In S416, the focus state of the light from the projection
S418では、S416における投影光学系4からの光のフォーカス状態の計測がS412で決定した計測回数に到達したかどうかを判定する。投影光学系4からの光のフォーカス状態の計測がS412で決定した計測回数に到達していない場合には、S416に移行して、投影光学系4からの光のフォーカス状態の計測を継続する。投影光学系4からの光のフォーカス状態の計測がS412で決定した計測回数に到達している場合には、S420に移行する。
In S418, it is determined whether or not the measurement of the focus state of the light from the projection
S420では、フォーカスキャリブレーション、即ち、フォーカス位置のずれを補正する。具体的には、制御部7において、S412で決定した計測回数分、S416で求めたフォーカス位置を平均化して平均フォーカス位置を求める。このようにして求められた平均フォーカス位置は、平均化効果によって、S402で設定された目標精度を満たしている。そして、平均フォーカス位置に基づいて、基板ステージ6をフォーカス位置のずれ分だけZ軸方向に移動させる。
In S420, the focus calibration, that is, the shift of the focus position is corrected. Specifically, the
S422では、基板5を露光する。上述したように、照明光学系1からの光によってマスク2が照明され、マスク2のパターンが投影光学系4を介して基板5に転写される。S424では、露光した基板5を露光装置100の外部に搬出する。
In S422, the
S426では、制御部7において、全ての基板5を露光したかどうかを判定する。全ての基板5を露光している場合には、動作を終了する。一方、全ての基板5を露光していない(即ち、未露光の基板5がある)場合には、S406に移行して、次の基板5を露光装置100の外部から露光装置100に搬入し、かかる基板5を基板ステージ6に保持させる。
In step S426, the
このように、本実施形態では、投影光学系4の状態に基づいて投影光学系4からの光のフォーカス状態の計測を1回行うときの精度を求め、かかる精度に基づいて投影光学系4からの光のフォーカス状態の計測の回数を決定している。従って、露光装置100は、投影光学系4の状態が変動してフォーカス状態の計測の精度が変化した場合でも、必要以上の回数の計測を行うことなく、設定された目標精度(即ち、高速、且つ、高精度なフォーカスキャリブレーション)を達成することができる。これにより、露光装置100は、生産性を低下させることなく、基板5を高精度に露光することができる。
As described above, in this embodiment, the accuracy when the focus state of the light from the projection
<第2の実施形態>
図6は、本発明の第2の実施形態における露光装置100Aの構成を示す概略図である。露光装置100Aは、第1の実施形態における露光装置100と同様な構成を有するが、投影光学系4からの光のフォーカス状態を計測する計測部(計測用パターンMP、基準マーク9及びセンサ10)ではなく、アライメント計測系15A及び15Bを有する。アライメント計測系15A及び15Bは、後述するように、投影光学系4を介して(即ち、TTL方式で)基板5の位置ずれを計測する。また、照明光学系1には、照度センサ1Aが配置されている。
<Second Embodiment>
FIG. 6 is a schematic view showing the arrangement of an
図7を参照して、露光装置100Aにおけるマスク2と基板5とのアライメント(マスク2と基板5との位置ずれの補正)を含む動作について説明する。かかる動作は、制御部7が露光装置100Aの各部を統括的に制御することで行われる。
With reference to FIG. 7, an operation including alignment between the
S702では、設定部14において、ユーザの入力に応じて、アライメントに必要となる基板5の位置ずれ、即ち、マスク2と基板5との位置ずれの計測の目標精度を設定する。
In step S <b> 702, the setting
S704では、マスク2を露光装置100Aの外部から露光装置100Aに搬入し、かかるマスク2をマスクステージ3に保持させる。S706では、基板5を露光装置100Aの外部から露光装置100Aに搬入し、かかる基板5を基板ステージ6に保持させる。
In S704, the
S708では、制御部7において、アライメントを行うかどうかを判定する。ここでの判定基準は、予め決められており、設定部14などを介して露光装置100Aに設定されている。アライメントを行わない場合には、S724に移行し、アライメントを行う場合には、S710に移行する。
In S708, the
S710では、制御部7において、マスク2と基板5との位置ずれの1回の計測の精度を求める。例えば、制御部7は、ある時刻tでのマスク2と基板5との位置ずれの計測精度A2(t)を、以下の式(3)に従って求める。
In S <b> 710, the
A2(t)=A2(t−Δt)×exp(−Δt/K2)+IC×exp(1−Δt/K2)×D ・・・(3)
式(3)において、Δtは、計測精度を求める周期、K2は、計測精度の変化の時定数、ICは、計測精度の変化の飽和値である。時定数K2及び飽和値ICは、シミュレーションや実際の実験データから予め求められており、設定部14などを介して露光装置100Aに設定されている。また、式(3)において、Dは、時刻tにおける投影光学系4の状態、具体的には、照明光学系1からの光が投影光学系4に入射しているか否かを示すパラメータであって、「0」又は「1」の値をとる。パラメータDについては、照明光学系1に配置された照度センサ1Aが光(露光光)を検出している場合には、照明光学系1からの光が投影光学系4に入射していると判断する。また、照度センサ1Aが光を検出していない場合には、照明光学系1からの光が投影光学系4に入射していないと判断する。図8は、式(3)を用いて求められるマスク2と基板5との位置ずれの計測精度A2(t)の一例を示す図である。図8では、縦軸に計測精度A2(t)を採用し、横軸に時刻を採用している。但し、計測精度A2(t)を求めるための式(3)は一例であって、計測精度A2(t)は、時刻tの関数で表現されている他の関数から求めてもよい。
A 2 (t) = A 2 (t−Δt) × exp (−Δt / K 2 ) + IC × exp (1−Δt / K 2 ) × D (3)
In Expression (3), Δt is a period for obtaining measurement accuracy, K 2 is a time constant of change in measurement accuracy, and IC is a saturation value of change in measurement accuracy. Time constant K 2 and the saturation value IC is obtained in advance from the simulation and actual experimental data, is set in the
S712では、制御部7において、S710で求めた計測精度に基づいて、マスク2と基板5との位置ずれの計測の精度がS702で設定された目標精度を満たすために必要となる計測の回数(計測回数)を決定する。例えば、S702で設定した目標精度をAT2とし、S710で求めた計測精度をA2とすると、マスク2と基板5との位置ずれの計測回数N2は、以下の式(4)で決定される。但し、計測回数N2は、整数である必要があるため、計測回数N2が整数にならない場合には、切り上げて整数にする。
In S712, based on the measurement accuracy obtained in S710 in the
N2=(A2/AT2)2 ・・・(4)
S714では、アライメント計測系15A及び15Bによってマスク2と基板5との位置ずれの計測が可能な位置に、マスクステージ3及び基板ステージ6を移動させる。具体的には、マスク2に設けられているアライメントマークをアライメント計測系15A及び15Bで計測可能にするために、マスクステージ3を移動させる。図9は、マスク2に設けられているアライメントマークAMMの構成の一例を示す図である。アライメントマークAMMは、パターン部AMMaと、周辺部AMMbとを含む。パターン部AMMaは、所定の線幅で形成され、照明光学系1からの光を遮光する。周辺部AMMbは、パターン部AMMaの周囲に形成され、照明光学系1からの光を透過する。また、基板5に設けられているアライメントマークをアライメント計測系15A及び15Bで計測可能にするために、基板ステージ6を移動させる。図10は、基板5に設けられているアライメントマークAMSの構成の一例を示す図である。アライメントマークAMSは、パターン部AMSaと、周辺部AMSbとを含む。パターン部AMSaは、所定の線幅で、照明光学系1からの光を反射しないように形成されている。周辺部AMSbは、パターン部AMSaの周囲に、照明光学系1からの光を反射するように形成されている。
N 2 = (A 2 / AT 2 ) 2 (4)
In S714, the
S716では、アライメント計測系15A及び15BでアライメントマークAMMとアライメントマークAMSとの相対的な位置(X,Y)を検出して、マスク2と基板5との位置ずれを計測する。
In S716, the
S718では、S716におけるマスク2と基板5との位置ずれの計測がS712で決定した計測回数に到達したかどうかを判定する。マスク2と基板5との位置ずれの計測がS712で決定した計測回数に到達していない場合には、S716に移行して、マスク2と基板5との位置ずれの計測を継続する。マスク2と基板5との位置ずれの計測がS712で決定した計測回数に到達している場合には、S720に移行する。
In S718, it is determined whether or not the measurement of the positional deviation between the
S720では、制御部7において、アライメント計測系15A及び15Bで全てのアライメントマークAMM及びAMSを検出したかどうかを判定する。全てのアライメントマークAMM及びAMSを検出していない(未検出のアライメントマークAMM及びAMSがある)場合には、次のアライメントマークAMM及びAMSを検出するために、S714に移行する。一方、全てのアライメントマークAMM及びAMSを検出している場合には、S722に移行する。
In S720, the
S722では、マスク2と基板5とのアライメント、即ち、マスク2と基板5との位置ずれを補正する。具体的には、制御部7において、S712で決定した計測回数分、S716で求めたマスク2と基板5との位置ずれを平均化して平均位置ずれを求める。このようにして求められた平均位置ずれは、平均化効果によって、S702で設定された目標精度を満たしている。そして、平均位置ずれに基づいて、マスクステージ3や基板ステージ6を移動させて、マスク2と基板5とのアライメント(位置合わせ)を行う。
In step S722, the alignment between the
S724では、基板5を露光する。本実施形態では、基板5の1つのショット領域ごとに露光を行う。従って、照明光学系1からの光によってマスク2が照明され、マスク2のパターンが投影光学系4を介して基板5の1つのショット領域に転写される。
In S724, the
S726では、制御部7において、基板5の全てのショット領域を露光したかどうかを判定する。全てのショット領域を露光していない(即ち、未露光のショット領域がある)場合には、次のショット領域を露光するために、S724に移行する。一方、全てのショット領域を露光している場合には、S728に移行して、全てのショット領域を露光した基板5を露光装置100Aの外部に搬出する。
In step S <b> 726, the
S730では、制御部7において、全ての基板5を露光したかどうかを判定する。全ての基板5を露光している場合には、動作を終了する。一方、全ての基板5を露光していない(即ち、未露光の基板5がある)場合には、S706に移行して、次の基板5を露光装置100Aの外部から露光装置100Aに搬入し、かかる基板5を基板ステージ6に保持させる。
In S730, the
このように、本実施形態では、投影光学系4の状態に基づいてマスク2と基板5との位置ずれの計測を1回行うときの精度を求め、かかる精度に基づいてマスク2と基板5との位置ずれの計測の回数を決定している。
従って、露光装置100Aは、投影光学系4の状態が変動してマスク2と基板5との位置ずれの計測の精度が変化した場合でも、必要以上の回数の計測を行うことなく、設定された目標精度(即ち、高速、且つ、高精度なアライメント)を達成することができる。これにより、露光装置100Aは、生産性を低下させることなく、基板5を高精度に露光することができる。
As described above, in this embodiment, the accuracy when the measurement of the positional deviation between the
Therefore, the
<第3の実施形態>
本発明の実施形態における物品の製造方法は、例えば、デバイス(半導体デバイス、磁気記憶媒体、液晶表示素子など)などの物品を製造するのに好適である。かかる製造方法は、露光装置100又は100Aを用いて、感光剤が塗布された基板を露光する工程と、露光された基板を現像する工程を含む。また、かかる製造方法は、他の周知の工程(酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージングなど)を含みうる。本実施形態における物品の製造方法は、従来に比べて、物品の性能、品質、生産性及び生産コストの少なくとも1つにおいて有利である。
<Third Embodiment>
The article manufacturing method in the embodiment of the present invention is suitable for manufacturing articles such as devices (semiconductor devices, magnetic storage media, liquid crystal display elements, etc.), for example. Such a manufacturing method includes a step of exposing a substrate coated with a photosensitive agent using an
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。例えば、本発明は、第1の実施形態と第2の実施形態とを組み合わせた形態にも適用することができる。つまり、投影光学系からの光のフォーカス状態を計測する計測部と、投影光学系を介して基板の位置ずれを計測する計測部とを両方有して、両計測を行ってもよい。 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. For example, the present invention can be applied to a combination of the first embodiment and the second embodiment. In other words, both measurements may be performed by including both a measurement unit that measures the focus state of light from the projection optical system and a measurement unit that measures the positional deviation of the substrate via the projection optical system.
100、100A:露光装置 7:制御部 12:取得部 14:設定部 15A、15B:アライメント計測系
100, 100A: Exposure apparatus 7: Control unit 12: Acquisition unit 14: Setting
Claims (11)
前記計測の目標精度を設定する第1工程と、
前記投影光学系の状態に基づいて、前記計測を1回行うときの当該計測の精度を求める第2工程と、
前記第2工程で求めた前記計測の精度に基づいて、前記目標精度を満たすために必要となる前記計測の回数を決定し、該決定された回数の前記計測を行う第3工程と、
を有することを特徴とする計測方法。 In an exposure apparatus that transfers a mask pattern to a substrate via a projection optical system, the measurement method measures the focus state of light from the projection optical system or the positional deviation of the substrate via the projection optical system. And
A first step of setting a target accuracy of the measurement;
A second step of determining the accuracy of the measurement when the measurement is performed once based on the state of the projection optical system;
A third step of determining the number of times of measurement necessary to satisfy the target accuracy based on the accuracy of the measurement obtained in the second step, and performing the measurement for the determined number of times;
A measurement method characterized by comprising:
前記投影光学系からの光のフォーカス状態を計測する計測部と、
前記投影光学系の状態を取得する取得部と、
前記取得部で取得した前記投影光学系の状態に基づいて、前記計測部による前記フォーカス状態の1回の計測の精度を求め、前記計測の精度が目標精度を満たすために必要となる前記計測部による前記フォーカス状態の計測の回数を決定し、該決定された回数の前記計測を行うように前記計測部を制御する制御部と、
を有することを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus for transferring a mask pattern onto a substrate,
A measuring unit for measuring a focus state of light from the projection optical system;
An acquisition unit for acquiring the state of the projection optical system;
Based on the state of the projection optical system acquired by the acquisition unit, the measurement unit is required to obtain the accuracy of one measurement of the focus state by the measurement unit, and the measurement accuracy is required to satisfy the target accuracy. Determining the number of times the focus state is measured by the control unit, and controlling the measurement unit to perform the measurement for the determined number of times,
An exposure apparatus comprising:
前記投影光学系を介して前記基板の位置ずれを計測する計測部と、
前記投影光学系の状態を取得する取得部と、
前記取得部で取得した前記投影光学系の状態に基づいて、前記計測部による前記基板の位置ずれの1回の計測の精度を求め、前記計測の精度が目標精度を満たすために必要となる前記計測部による前記基板の位置ずれの計測の回数を決定し、該決定された回数の前記計測を行うように前記計測部を制御する制御部と、
を有することを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus for transferring a mask pattern onto a substrate,
A measurement unit that measures the positional deviation of the substrate via the projection optical system;
An acquisition unit for acquiring the state of the projection optical system;
Based on the state of the projection optical system acquired by the acquisition unit, the accuracy of one measurement of the positional deviation of the substrate by the measurement unit is obtained, and the accuracy of the measurement is necessary to satisfy the target accuracy A control unit that determines the number of measurement of the positional deviation of the substrate by the measurement unit, and controls the measurement unit to perform the measurement of the determined number of times;
An exposure apparatus comprising:
露光した前記基板を現像する工程と、
を有することを特徴とする物品の製造方法。 A step of exposing the substrate using the exposure apparatus according to any one of claims 8 to 10,
Developing the exposed substrate;
A method for producing an article comprising:
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