JP7222659B2 - Exposure apparatus and article manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、露光装置、および物品製造方法に係り、例えば、原板または基板が投影光学系の像面に対して傾いた状態で基板を露光する露光装置、およびそれを用いて物品を製造する物品製造方法に関する。 The present invention relates to an exposure apparatus and an article manufacturing method, for example, an exposure apparatus that exposes a substrate in a state in which the original plate or substrate is tilted with respect to the image plane of a projection optical system, and an article manufactured using the same. It relates to a manufacturing method.
露光装置における焦点深度を拡大させる手法として、マスクのパターンを光軸方向の異なる位置に結像させるFLEX(Focus Latitude Enhancement Exposure)法が知られている。走査露光装置においてFLEX法による露光を実施する際、投影光学系の像面に対して基板またはマスクが傾斜した状態で走査駆動される。FLEX法による露光において、投影光学系の像面全体で均一な焦点深度拡大の効果を得るためには、照明光学系の照明視野絞りの開口(スリット)領域が、走査方向と直交する方向に沿う直線に関して対称であることが必要である。FLEX法による露光では基板ステージが傾斜しているため、スリット領域が非対称な場合、走査方向と直交する方向の各位置でデフォーカス量が変わってしまい、ショット領域内で均一な焦点深度拡大の効果が得られない。 A FLEX (Focus Latitude Enhancement Exposure) method is known as a technique for increasing the depth of focus in an exposure apparatus, in which a mask pattern is imaged at different positions in the optical axis direction. When exposure is performed by the FLEX method in a scanning exposure apparatus, the substrate or mask is driven to scan while being tilted with respect to the image plane of the projection optical system. In exposure by the FLEX method, in order to obtain the effect of expanding the depth of focus uniformly over the entire image plane of the projection optical system, the aperture (slit) area of the illumination field stop of the illumination optical system must be aligned in the direction orthogonal to the scanning direction. It should be symmetrical about a straight line. Since the substrate stage is tilted in exposure by the FLEX method, if the slit area is asymmetrical, the defocus amount changes at each position in the direction perpendicular to the scanning direction, resulting in the effect of increasing the uniform depth of focus within the shot area. is not obtained.
特許文献1には、マスクまたは基板を傾けた場合に、スリットの手前側と奥側とでテレセントリシティが変わることにより発生するコマ収差を制御することでショット領域内の焦点深度拡大の効果を均一にする手法が提案されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200000 discloses that when a mask or substrate is tilted, the effect of increasing the depth of focus within a shot area is achieved by controlling coma aberration that occurs due to the change in telecentricity between the near side and the far side of the slit. Methods for uniformity have been proposed.
現状において、FLEX法による露光を走査露光装置で実施する際の焦点深度拡大の効果は十分ではなく、改善が望まれている。 At present, the effect of expanding the depth of focus when performing exposure by the FLEX method with a scanning exposure apparatus is not sufficient, and improvement is desired.
本発明の一側面によれば、原版を照明する照明光学系および前記原版のパターンを基板に投影する投影光学系を有し、前記原版または前記基板を前記投影光学系の像面に対して傾斜させた状態で前記原版および前記基板を走査しながら前記基板を露光する露光装置であって、前記原版または前記基板の前記像面に対する傾斜を調整する調整部と、前記調整部を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記原版または前記基板を傾斜させない状態で前記基板のショット領域を露光する場合における、前記ショット領域上に形成される潜像のエラーである第1エラーと、前記原版または前記基板を第1方向に傾斜させた状態で前記ショット領域を露光する場合における、前記ショット領域上に形成される潜像の、当該傾斜に起因するエラーである第2エラーと、前記原版または前記基板を前記第1方向とは逆方向の第2方向に傾斜させた状態で前記ショット領域を露光する場合における、前記ショット領域上に形成される潜像の、当該傾斜に起因するエラーである第3エラーとに基づいて、前記ショット領域上に形成される潜像のエラーが小さくなるように決定された方向に前記原版または前記基板を傾斜させる、ことを特徴とする露光装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, an illumination optical system that illuminates an original and a projection optical system that projects a pattern of the original onto a substrate are provided, and the original or the substrate is tilted with respect to an image plane of the projection optical system. An exposure apparatus that exposes the substrate while scanning the original and the substrate in a state of being tilted, comprising: an adjusting unit that adjusts the inclination of the original or the substrate with respect to the image plane; and a control unit that controls the adjusting unit and a first error that is an error of a latent image formed on the shot area when the shot area of the substrate is exposed without tilting the original or the substrate. a second error, which is an error of a latent image formed on the shot area caused by the inclination of the original or the substrate in the first direction when the shot area is exposed; Caused by the inclination of the latent image formed on the shot area when the shot area is exposed while the original or the substrate is inclined in a second direction opposite to the first direction and tilting the original or the substrate in a direction determined so as to reduce the error of the latent image formed on the shot area based on a third error , which is an error. An apparatus is provided.
本発明によれば、例えば、原板または基板を投影光学系の像面に対して傾けて基板を走査露光する露光装置において、拡大された焦点深度を得るために有利な技術が提供される。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, for example, in an exposure apparatus that scans and exposes an original plate or substrate with respect to the image plane of a projection optical system, an advantageous technique is provided for obtaining an enlarged depth of focus.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の実施形態は本発明の実施の具体例を示すにすぎないものであり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、以下の実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の課題解決のために必須のものであるとは限らない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the following embodiments merely show specific examples of implementation of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments. Also, not all combinations of features described in the following embodiments are essential for solving the problems of the present invention.
<第1実施形態>
図1は、本実施形態における走査露光装置50の概略構成を示す図である。走査露光装置50は、原版(マスクまたはレチクルとも呼ばれうる)17および基板20を走査しながら原版17のパターンを投影光学系POによって基板20に投影して基板20を走査露光するように構成されている。
<First embodiment>
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a
この明細書では、水平面をXY平面とするXYZ直交座標系において方向を示し、投影光学系POの光軸AXに平行な軸をZ軸とし、Z軸と直交する方向にX軸およびY軸をとる。X軸、Y軸、Z軸に平行な方向をそれぞれX方向、Y方向、Z方向とする。 In this specification, directions are indicated in an XYZ orthogonal coordinate system in which the horizontal plane is the XY plane, the axis parallel to the optical axis AX of the projection optical system PO is the Z axis, and the X and Y axes are perpendicular to the Z axis. Take. The directions parallel to the X-axis, Y-axis, and Z-axis are defined as X-direction, Y-direction, and Z-direction, respectively.
照明光学系ILは、この実施形態では、光源1からコリメータレンズ16に至る光路に配置された要素によって構成される。光源1としては、例えば、発振波長が約193nmのArFエキシマレーザーや、発振波長が約248nmのKrFエキシマレーザーであるが、本発明において、光源の種類や光源が発する光の波長に制限はない。
The illumination optical system IL, in this embodiment, is composed of elements arranged on the optical path from the
光源1から射出された光は、引き回し光学系2によって回折光学素子3に導かれる。典型的には、複数の回折光学素子3が複数のスロットを有するターレットのそれぞれのスロットに搭載されており、アクチュエータ4によって、任意の回折光学素子3を光路中に配置されうる。
Light emitted from the
回折光学素子3から射出された光は、コンデンサレンズ5によって集光され、回折パターン面6に回折パターンを形成する。アクチュエータ4により光路中に位置する回折光学素子3を交換すれば、回折パターンの形状を変えることができる。
Light emitted from the diffractive
回折パターン面6に形成された回折パターンは、プリズム群7、ズームレンズ8によって輪帯率やσ値などのパラメータが調整された後、ミラー9に入射する。ミラー9によって反射された光束は、オプティカルインテグレータ10に入射する。オプティカルインテグレータ10は、例えば、レンズアレイ(フライアイ)として構成されうる。
The diffraction pattern formed on the
プリズム7群は、例えば、プリズム7aおよびプリズム7bを含む。プリズム7aとプリズム7bとの間の距離が十分に小さい場合は、プリズム7aとプリズム7bは一体化した一枚のガラス平板とみなすことができる。回折パターン面6に形成された回折パターンは、ほぼ相似形状を保ちながらズームレンズ8によりσ値が調整され、オプティカルインテグレータ10の入射面に結像される。プリズム7aとプリズム7bの位置を離すことによって、回折パターン面6に形成された回折パターンは、輪帯率や開口角も調整される。
The prism group 7 includes, for example,
オプティカルインテグレータ10から射出された光束は、コンデンサレンズ11で集光されて、原版17と共役な面13に目的とする光強度分布を形成する。照明視野絞り(遮光部材)12は、原版17が配置される面と共役な面13からずれた位置に配置され、露光光による原版17の照明領域を規定するとともに該照明領域における光強度分布を制御する。より具体的には、遮光部材12は、原版17および基板20の走査方向に沿った光強度分布が台形状となるように露光光の光強度分布を制御する。台形状の光強度分布は、光源1が発生する光がパルス光であること、即ち不連続性を有することに起因する走査方向の積算露光量のばらつきを低減するために効果的である。
A light flux emitted from the
照明視野絞り12の開口(スリット)を通過した光束は、コリメータレンズ14、ミラー15、コリメータレンズ16を介して原版17を照明する。原版17のパターンは、投影光学系POによって、チルトステージ19を含む基板ステージWSによって保持された基板20に投影される。これにより、基板20上の感光剤に潜像パターンが形成される。
A light beam passing through the aperture (slit) of the
チルトステージ19は、それによって保持される基板20の面が投影光学系POの像面に対して傾いた状態で基板20が走査されるように位置決めされる。チルトステージ19の傾き(すなわち基板20の傾き)は、チルト機構を含む調整部21によって調整される。基板20を傾ける代わりに原版17を傾けてもよいが、ここでは基板20を傾ける構成を採用している。図1に示す例では、走査方向は、Y軸に沿った方向であり、焦点深度拡大のために基板20または原版17の傾きを制御する軸は、X軸周りの回転(ωX)である。
The
投影光学系POは、それを構成する複数のレンズの少なくとも1つのレンズ24を移動、回転および/または変形させることにより投影光学系POの収差を変化させる駆動機構25を有する。駆動機構25は、例えば、投影光学系POの光軸AXに沿った方向にレンズ24を移動させる機構と、光軸AXに垂直な2軸(X軸、Y軸)に平行な軸の周りでレンズ24を回転させる機構とを含みうる。レンズ24の駆動に対する収差変化の敏感度は、予め計算または実測を通して決定され、それを示す特性データ(例えば、テーブル)が制御部30のメモリ32に格納されていてもよい。制御部30は、特性データに基づいてレンズ24の駆動量を決定し、その駆動量に従ってレンズ24を駆動することができる。
The projection optical system PO has a
制御部30は、走査露光装置50の各部を制御する。制御部30はプログラムおよびデータを記憶するメモリ32を含み、メモリ32に格納されている制御プログラムを実行することにより走査露光を実行する。
The
FLEX法は、焦点をずらして多重露光を行うことでコントラストの向上と焦点深度の拡大を図る手法である。走査露光装置50においてFLEX法による走査露光を行う場合、図2に示すように、原版17および基板20がそれぞれ矢印で示される方向に走査駆動される。以下では基板20が走査駆動されるものとして説明する。その場合、FLEX法で基板20を露光する際は、投影光学系POの像面側において、基板20の各点がデフォーカス→ベストフォーカス→デフォーカスとなるように、基板20を走査駆動する。例えば、基板20の表面の光軸AXが通る点が投影光学系POのベストフォーカス位置に一致するように制御部30により基板ステージWSが制御される。また、基板20が目標の傾斜になるように制御部30により基板ステージWSが制御される。
The FLEX method is a technique for improving the contrast and expanding the depth of focus by performing multiple exposures while shifting the focal point. When performing scanning exposure by the FLEX method in the
図3を参照して、FLEX法による露光について説明する。FLEX法による露光は、ベストフォーカス面(BF面)に対し基板ステージの走り方向を傾けることにより、BF面付近で連続的に複数の結像位置による多重露光を可能にする。なお、ここでは、基板ステージの傾け量と基板ステージの走り方向の傾き量は同じである。このようなFLEX法による露光において、投影光学系POの像面全体で均一な焦点深度拡大の効果を得るためには、図3(A1)に示すように、照明視野絞り12の開口(スリット)領域が略矩形であることが必要である。スリット領域が矩形である場合、走査方向と直交する方向(X方向)における各位置(i1,i2,i3)でスリット幅は同じである。この場合には、図3(A2)に示すように、チルトステージ19により基板を傾け量Mだけ傾斜させても、ショット領域内で各位置(i1,i2,i3)のデフォーカス量を均一に発生させることができる(Df1=Df2=Df3)。
Exposure by the FLEX method will be described with reference to FIG. In exposure by the FLEX method, by tilting the traveling direction of the substrate stage with respect to the best focus plane (BF plane), it is possible to continuously perform multiple exposure at a plurality of imaging positions near the BF plane. Here, the tilt amount of the substrate stage and the tilt amount of the substrate stage in the running direction are the same. In such exposure by the FLEX method, in order to obtain the effect of uniform focal depth expansion over the entire image plane of the projection optical system PO, as shown in FIG. It is necessary that the area is approximately rectangular. When the slit area is rectangular, the slit width is the same at each position (i1, i2, i3) in the direction (X direction) orthogonal to the scanning direction. In this case, as shown in FIG. 3A2, even if the substrate is tilted by the tilt amount M by the
一方、照度ムラ補正のためにスリット領域が走査方向と直交する方向に沿う直線に関して非対称な形状もありうる。例えば、図3(B1)に示すような、スリット領域が、走査方向と直交する方向における各位置(i1,i2,i3)(以下「スリット位置」ともいう。)でスリット幅が同一でない形状を考える。この場合、図3(B2)に示すように、チルトステージ19による基板の傾斜のためにショット領域内で各位置についてデフォーカス量が変わってしまう(Df1=Df3≠Df2)。図3(B2)の例では、傾け軸中心から+Df側において、位置i2におけるデフォーカス量は+Df2であるのに対し、位置i1、i2におけるデフォーカス量+Df1、+Df3の方が大きくなる。そのため、ショット領域内で均一な焦点深度拡大の効果を得ることができない。
On the other hand, the shape of the slit area may be asymmetrical with respect to a straight line along the direction orthogonal to the scanning direction for correcting uneven illumination. For example, as shown in FIG. 3B1, the slit region has a shape in which the slit width is not the same at each position (i1, i2, i3) (hereinafter also referred to as “slit position”) in the direction orthogonal to the scanning direction. think. In this case, as shown in FIG. 3B2, the tilt of the substrate by the
FLEX法は、ベストフォーカス面付近で連続的に複数の結像位置による多重露光を行うものであるため、デフォーカスした投影像の重ね合わせに伴い、ショット領域上に形成される潜像のエラーが発生する。露光装置には、装置の光学特性(スリット形状の非対称性、テレセントリシティ、像面)または装置調整状態においても除去できていないエラーが存在する。さらに、FLEX法による露光を実施する際には、ショット領域上に形成される潜像に、基板の傾斜に起因するエラーが発生し、エラーが増大しうる。そのため、FLEX法において本来期待している焦点深度拡大の効果が得られない。本実施形態はこのような課題に着目している。 In the FLEX method, multiple exposure is continuously performed at a plurality of image forming positions near the best focus plane. Occur. In the exposure apparatus, there are errors that cannot be eliminated even in the optical characteristics of the apparatus (asymmetry of the slit shape, telecentricity, image plane) or in the adjustment state of the apparatus. Furthermore, when performing exposure by the FLEX method, an error may occur in the latent image formed on the shot area due to the tilt of the substrate, and the error may increase. Therefore, the effect of expanding the depth of focus that is originally expected in the FLEX method cannot be obtained. The present embodiment focuses on such problems.
本実施形態では、制御部30は、次の(A)の場合と(B)の場合との間で、ショット領域上に形成される潜像のエラーが小さくなるように基板20の傾斜の方向を決定し、調整部21を制御する。(A)基板20を第1方向に傾斜させた状態でショット領域を露光する場合。
(B)基板20を第1方向とは逆方向の第2方向に傾斜させた状態でショット領域を露光する場合。
In this embodiment, the
(B) When the shot area is exposed while the
以下、具体例を説明する。ショット領域上に形成される潜像のエラーは、潜像の位置ずれ、ディストーション、線幅の誤差等として観察されうる。したがって、潜像のエラーは、例えば、潜像の位置ずれ、ディストーション、線幅の誤差のいずれかでありうる。以下では、潜像のエラーを、潜像の位置ずれ(以下では「潜像のずれ」ともいう。)により特定するものとする。 A specific example will be described below. Errors in the latent image formed on the shot area can be observed as misalignment of the latent image, distortion, line width error, and the like. Thus, latent image errors can be, for example, latent image misregistration, distortion, or line width errors. In the following, the latent image error is identified by positional deviation of the latent image (hereinafter also referred to as “latent image deviation”).
まず、図4を参照して、位置ずれの発生量を算出するためのデフォーカス係数の算出方法を説明する。デフォーカス係数は、照明視野絞り12によって形成されるスリットの走査方向と直交する方向における各位置の幅に依存した値である。図4において、AiおよびBiは、スリット位置iにおける傾け軸中心からスリット端までの距離を表す。このとき、スリット位置iにおけるデフォーカス量の割合を示すデフォーカス係数Kiは、次式で表される。
Ki=Bi/Ai
First, with reference to FIG. 4, a method of calculating a defocus coefficient for calculating the amount of occurrence of positional deviation will be described. The defocus coefficient is a value that depends on the width of each position in the direction perpendicular to the scanning direction of the slit formed by the
Ki = Bi/Ai
理想的には投影光学系には収差がないことが期待されるが、現実には調整しきれない収差(調整残差)が存在する。この収差の影響は、例えば図6(A)に示されるような潜像の位置ずれとして観察されうる。このような位置ずれは、基板を傾けない通常露光時にも現れる。さらに、焦点深度拡大を期待して行うFLEX法による露光(FLEX露光)においては、基板の傾け量と、図3(B2)のようなスリット幅の非対称性との組み合わせによっては、図6(B)、(D)に示されるような位置ずれPmが新たに発生してしまう。このような位置ずれによって、あたかも投影光学系の収差が増大したかのように理想結像からのずれが増大する。そこで本実施形態では、基板を傾斜させない状態でショット領域を露光する通常露光時の潜像のずれと、基板を傾けたことにより発生する潜像のずれとに基づいて、FLEX露光時の基板の傾け方向を決定する。 Ideally, the projection optical system is expected to have no aberrations, but in reality there are aberrations (adjustment residuals) that cannot be adjusted. The effect of this aberration can be observed as positional deviation of the latent image as shown in FIG. 6A, for example. Such misalignment also appears during normal exposure without tilting the substrate. Furthermore, in exposure by the FLEX method, which is performed with the expectation of expanding the depth of focus (FLEX exposure), depending on the combination of the tilt amount of the substrate and the asymmetry of the slit width as shown in FIG. ) and (D) newly occur. Due to such a positional deviation, the deviation from the ideal imaging increases as if the aberration of the projection optical system increased. Therefore, in the present embodiment, the position of the substrate during FLEX exposure is calculated based on the deviation of the latent image during normal exposure, in which the shot area is exposed without tilting the substrate, and the deviation of the latent image caused by tilting the substrate. Determine the tilt direction.
図5に、本実施形態における基板の傾け量の決定処理のフローチャートを示す。S11で、制御部30は、通常露光を行う場合の潜像のずれL(第1エラー)を取得する。S12で、制御部30は、基板の傾け量Mとして基板を第1方向にα[μrad]傾斜させた状態でショット領域を露光する場合における、ショット領域上に形成される潜像の当該傾斜に起因するずれPm1(第2エラー)を求める。このときの基板の傾け量Mによって発生する潜像のずれOm1と、デフォーカス係数Kiとから、スリット形状より原理的に発生する潜像のずれPm1は、次式により算出される。
Pm1=Ki・Om1
FIG. 5 shows a flowchart of the substrate tilt amount determination process according to the present embodiment. In S11, the
Pm1=Ki·Om1
また、制御部30は、基板の傾け量Mとして基板を第1方向とは逆方向の第2方向にα[μrad]傾斜させた状態でショット領域を露光する場合における、ショット領域上に形成される潜像の当該傾斜に起因するずれPm2(第3エラー)を求める。このときの基板の傾け量Mによって発生する潜像のずれOm2と、デフォーカス係数Kiとから、スリット形状より原理的に発生する潜像のずれPm2は、次式により算出される。
Pm2=Ki・Om2
Further, the
Pm2=Ki·Om2
図6(B)は、基板の傾け量Mとして+方向(第1方向)にα[μrad]傾斜させてFLEX露光を行った場合に発生する潜像のずれPm1を示している。図6(D)は、基板の傾け量Mとして-方向(第2方向)にα[μrad]傾斜させてFLEX露光を行った場合に発生する潜像のずれPm2を示している。このように、基板を傾ける方向によって潜像のずれの符号が反転する。 FIG. 6B shows a latent image shift Pm1 that occurs when the FLEX exposure is performed with the substrate tilted by α [μrad] in the + direction (first direction). FIG. 6D shows a latent image shift Pm2 that occurs when the FLEX exposure is performed with the substrate tilted by α [μrad] in the − direction (second direction) as the tilt amount M. FIG. In this way, the sign of the deviation of the latent image is reversed depending on the direction in which the substrate is tilted.
実露光時の潜像のずれの影響は、調整残差による潜像のずれL(第1エラー)と、FLEX露光時に発生する潜像のずれPmを合成したものとなる。実生産においては、ショット領域内の潜像のずれを小さくすることが必要である。そこで、S13で、制御部30は、調整残差による潜像のずれL(第1エラー)と、第1方向にα[μrad]傾斜させた場合の潜像のずれPm1(第2エラー)とを合成したL+Pm1(第1合成エラー)を求める(図6(C))。また、制御部30は、調整残差による潜像のずれL(第1エラー)と、第2方向にα[μrad]傾斜させた場合の潜像のずれPm2(第2エラー)とを合成したL+Pm2(第2合成エラー)を求める(図6(E))。さらに、制御部30は、第1合成エラーと第2合成エラーとの比較の結果に基づいて、基板の傾斜の方向を決定する。例えば、制御部30は、L+Pm1(図6(C))およびL+Pm2(図6(E))それぞれの、X方向の各像高におけるデフォーカス量を計算し、ショット領域内の潜像のずれの絶対値が小さくなるように傾け方向を決定する。S14で、制御部30は、決定した傾け方向に従いチルトステージ19を駆動して基板を傾斜させる。
The effect of the latent image shift during actual exposure is a combination of the latent image shift L (first error) due to adjustment residuals and the latent image shift Pm that occurs during FLEX exposure. In actual production, it is necessary to reduce the deviation of the latent image within the shot area. Therefore, in S13, the
<第2実施形態>
第1実施形態では、ショット領域上に形成される潜像の位置ずれにより、潜像のエラーを特定したが、第2実施形態では、ショット領域上に形成される潜像のディストーションによって潜像のエラーを特定する。第2実施形態では、ディストーションの観点から、図3(B2)のようにスリット形状が非対称にされている露光装置においてFLEX露光を行う場合に発生するデフォーカス量とテレセン成分によりX方向の像高ごとに発生するシフト成分を考慮する。
<Second embodiment>
In the first embodiment, the latent image error is identified by the positional deviation of the latent image formed on the shot area. Identify errors. In the second embodiment, from the viewpoint of distortion, the image height in the X direction is determined by the defocus amount and the telecentric component that occur when FLEX exposure is performed in an exposure apparatus with an asymmetric slit shape as shown in FIG. Consider the shift component that occurs every
理想的には投影光学系のレンズにはディストーションがないことが期待されるが、現実には、図8(A)に示されるような、調整しきれないディストーション(調整残差)Nが存在する。このディストーションは、基板を傾けない通常露光時にも現れる。さらに、焦点深度拡大を期待して行うFLEX露光においては、基板の傾け量と図3(B2)のようなスリット幅の非対称性との組み合わせによっては、図8(B)、(D)に示されるようなディストーションQmが新たに発生してしまう。そこで本実施形態では、基板を傾けない通常露光時のディストーションと、基板を傾けたことにより発生するディストーションとに基づいて、FLEX露光時の基板の傾け方向を決定する。 Ideally, the lens of the projection optical system is expected to have no distortion, but in reality, there is distortion (adjustment residual) N that cannot be adjusted as shown in FIG. 8(A). . This distortion also appears during normal exposure without tilting the substrate. Furthermore, in FLEX exposure, which is performed with the expectation of expanding the depth of focus, depending on the combination of the tilt amount of the substrate and the asymmetry of the slit width as shown in FIG. A new distortion Qm such as Therefore, in this embodiment, the tilt direction of the substrate during FLEX exposure is determined based on the distortion during normal exposure in which the substrate is not tilted and the distortion caused by tilting the substrate.
図7に、本実施形態における基板の傾け量の決定処理のフローチャートを示す。S21で、制御部30は、通常露光時のディストーションNを取得する。S22で、制御部30は、基板の傾け量Mによって発生するディストーションRmと、デフォーカス係数Kiとから、スリット形状により原理的に発生するディストーションQmを、次式により算出する。
Qm=Ki・Rm
FIG. 7 shows a flowchart of the substrate tilt amount determination process according to the present embodiment. In S21, the
Qm = Ki · Rm
図8(B)は、基板の傾け量Mを+β[μrad]としてFLEX露光を行った場合に発生するディストーションQm1を示している。図8(D)は、基板の傾け量Mを-β[μrad]としてFLEX露光を行った場合に発生するディストーションQm2を示している。このように、基板を傾ける方向によってディストーションの方向が反転する。 FIG. 8B shows the distortion Qm1 that occurs when the FLEX exposure is performed with the tilt amount M of the substrate set to +β [μrad]. FIG. 8D shows the distortion Qm2 that occurs when the FLEX exposure is performed with the tilt amount M of the substrate set to -β [μrad]. Thus, the direction of distortion is reversed depending on the direction in which the substrate is tilted.
実露光時のディストーションの影響は、調整残差ディストーションNと、FLEX露光時に発生するディストーションQmを合算したものとなる。実生産においては、ショット内のディストーションを小さくすることが必要である。そこで、S23で、制御部30は、N+Qm1(図8(C))およびN+Qm2(図8(E))各々のディストーションを計算し、ショット内のディストーションの絶対値が小さくなるように傾け方向を決定する。S24で、制御部30は、決定した傾け方向に従いチルトステージ19を駆動して基板を傾斜させる。
The effect of distortion during actual exposure is the sum of the adjustment residual distortion N and the distortion Qm generated during FLEX exposure. In actual production, it is necessary to reduce the distortion within the shot. Therefore, in S23, the
<第3実施形態>
図9は、基板の複数の傾斜量のそれぞれについて、基板の傾斜によって発生する潜像のエラーの例を示すグラフである。本実施形態では、例えば、このグラフに従うデータが、制御部30のメモリ32に予め記憶されている。制御部30は、設定された基板の傾け量Mによって発生するエラーOmを、メモリ32に記憶されているデータから求める。制御部30は、求めたエラーOmとデフォーカス係数Kiとから、スリット形状より原理的に発生するエラーPmを、次式により算出する。
Pm=Ki・Om
<Third Embodiment>
FIG. 9 is a graph showing examples of latent image errors caused by tilting the substrate for each of a plurality of tilt amounts of the substrate. In the present embodiment, for example, data according to this graph are pre-stored in the
Pm = Ki · Om
制御部30は、算出したエラーPmを、レンズ制御パラメータとして前述の特性データに加える。レンズ制御パラメータはPmの他に、例えばZ位置、X軸周りの傾斜量、Y軸周りの傾斜量等を含みうる。そして、制御部30は、レンズ制御パラメータとしてのエラーPmを補正するように投影光学系POのレンズ24を駆動機構25により駆動しながらFLEX露光を行う。
The
<第4実施形態>
図10は、基板の複数の傾斜量のそれぞれについて、基板の傾斜によって発生するディストーションの例を示す図である。本実施形態では、例えば、この図に従うディストーションデータが、制御部30のメモリ32に予め記憶されている。制御部30は、基板の傾け量Mによって発生するディストーションRmを、メモリ32に記憶されているディストーションデータから求める。制御部30は、求めたディストーションRmとデフォーカス係数Kiとから、スリット形状より原理的に発生するディストーションQmを、次式により算出する。
Qm=Ki・Rm
<Fourth Embodiment>
FIG. 10 is a diagram showing an example of distortion caused by tilting the substrate for each of a plurality of tilt amounts of the substrate. In the present embodiment, for example, distortion data according to this drawing are pre-stored in the
Qm = Ki · Rm
制御部30は、算出したディストーションQmを、レンズ制御パラメータとして前述の特性データに加える。レンズ制御パラメータはQmの他に、例えばZ位置、X軸周りの傾斜量、Y軸周りの傾斜量等を含みうる。そして、制御部30は、レンズ制御パラメータとしてのディストーションQmを補正するように駆動機構25により投影光学系POのレンズ24を駆動しながらFLEX露光を行う。
The
<第5実施形態>
前述の実施形態では、1つのショット領域について、潜像のエラーが小さくなるように基板20の傾斜を調整することを説明した。したがって、制御部30は、基板20に配列されている複数のショット領域のそれぞれ毎に調整部21による基板の傾斜の調整を行うことができる。これにより、それぞれのショット領域内で均一な焦点深度拡大の効果を得ることができ、露光精度を向上させることができる。
<Fifth Embodiment>
In the above-described embodiment, it has been described that the tilt of the
しかし、基板上の複数のショット領域のそれぞれについて傾斜を調整するのでは、スループットが低下する。そこで、制御部30は、基板20に配列されている複数のショット領域の、露光の順番が連続しかつ走査方向が互いに同じであるグループ毎に、調整部21による基板の傾斜の調整を行い、各グループ内では傾斜の調整状態を固定とするようにしてもよい。例えば、一般には、基板上には複数のショット領域が行列状に配列され、個々のショット領域の走査方向、各ショット領域の露光順、ショット領域間の基板の移動経路が露光条件として予め定められている。図11に、基板上に行列状に配列されている複数のショット領域の例を示す。走査露光においては一般に、スループットの観点から、図11に示すように、基板の端のショット領域からスネーク状に露光順が設定される。この場合、一行におけるショット領域群は、露光の順番が連続しかつ走査方向が互いに同じであるグループの一例である。これにより、基板の傾斜の調整によるスループット低下を抑制できる。
However, adjusting the tilt for each of a plurality of shot areas on the substrate reduces throughput. Therefore, the
一実施形態において、制御部30は、露光制御モードとして、ユーザにより選択可能な、例えば、露光精度を優先する精度優先モードと、スループットを優先するスループット優先モードとを有する。精度優先モードが選択された場合は、基板20に配列されている複数のショット領域のそれぞれ毎に、調整部21による基板の傾斜の調整が行われる。一方、スループット優先モードが選択された場合は、複数のショット領域の、露光の順番が連続しかつ走査方向が互いに同じであるグループ毎に、調整部21による基板の傾斜の調整が行われ、各グループ内では基板の傾斜の調整状態は固定される。
In one embodiment, the
<物品製造方法の実施形態>
本発明の実施形態に係る物品製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品製造方法は、基板に塗布された感光剤に上記の露光装置を用いて潜像パターンを形成する工程(基板を露光する工程)と、かかる工程で潜像パターンが形成された基板を現像する工程とを含む。更に、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、パッケージング等)を含む。本実施形態の物品製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも1つにおいて有利である。
<Embodiment of article manufacturing method>
INDUSTRIAL APPLICABILITY The article manufacturing method according to the embodiment of the present invention is suitable for manufacturing articles such as microdevices such as semiconductor devices and elements having fine structures. The method for manufacturing an article according to the present embodiment includes a step of forming a latent image pattern on a photosensitive agent applied to a substrate using the above exposure apparatus (a step of exposing the substrate), and and developing the substrate. In addition, such manufacturing methods include other well-known steps (oxidation, deposition, deposition, doping, planarization, etching, resist stripping, dicing, bonding, packaging, etc.). The article manufacturing method of the present embodiment is advantageous in at least one of article performance, quality, productivity, and production cost compared to conventional methods.
IL:照明光学系、PO:投影光学系、17:原版(レチクル)、RS:原版ステージ、19:チルトステージ、20:基板、WS:基板ステージ、30:制御部、32:メモリ、50:走査露光装置 IL: illumination optical system, PO: projection optical system, 17: original (reticle), RS: original plate stage, 19: tilt stage, 20: substrate, WS: substrate stage, 30: controller, 32: memory, 50: scanning Exposure device
Claims (11)
前記原版または前記基板の前記像面に対する傾斜を調整する調整部と、
前記調整部を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記原版または前記基板を傾斜させない状態で前記基板のショット領域を露光する場合における、前記ショット領域上に形成される潜像のエラーである第1エラーと、前記原版または前記基板を第1方向に傾斜させた状態で前記ショット領域を露光する場合における、前記ショット領域上に形成される潜像の、当該傾斜に起因するエラーである第2エラーと、前記原版または前記基板を前記第1方向とは逆方向の第2方向に傾斜させた状態で前記ショット領域を露光する場合における、前記ショット領域上に形成される潜像の、当該傾斜に起因するエラーである第3エラーとに基づいて、前記ショット領域上に形成される潜像のエラーが小さくなるように決定された方向に前記原版または前記基板を傾斜させる、ことを特徴とする露光装置。 An illumination optical system for illuminating an original and a projection optical system for projecting a pattern of the original onto a substrate, wherein the original and the substrate are tilted with respect to an image plane of the projection optical system. An exposure apparatus for exposing the substrate while scanning the
an adjustment unit that adjusts the inclination of the original or the substrate with respect to the image plane;
a control unit that controls the adjustment unit;
The control unit
a first error that is an error of a latent image formed on the shot area when the shot area of the substrate is exposed without tilting the original or the substrate; A second error, which is an error caused by the inclination of the latent image formed on the shot area when the shot area is exposed in an inclined state, and the original or the substrate in the first direction. and a third error, which is an error caused by the inclination of the latent image formed on the shot area when exposing the shot area while the shot area is inclined in the opposite second direction, An exposure apparatus, wherein the original or the substrate is tilted in a direction determined to reduce errors in the latent image formed on the shot area.
前記第1エラーと前記第2エラーとを合成した第1合成エラーと、前記第1エラーと前記第3エラーとを合成した第2合成エラーとの比較の結果に基づいて、前記原版または前記基板の傾斜方向を決定する
ことを特徴とする請求項1に記載の露光装置。 The control unit
The original or the 2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the tilt direction of the substrate is determined.
前記制御部は、前記照明視野絞りによって形成されるスリットの走査方向と直交する方向における各位置の幅に依存したデフォーカス係数と、前記基板の傾斜に起因して前記ショット領域上に形成される潜像のエラーとに基づいて算出される、前記スリットの形状に応じた前記潜像のエラーを、前記第2エラーまたは前記第3エラーとして求める
ことを特徴とする請求項1または2に記載の露光装置。 The illumination optical system includes an illumination field stop that defines an illumination area of the original,
The control unit is formed on the shot area due to a defocus coefficient dependent on the width of each position in the direction orthogonal to the scanning direction of the slit formed by the illumination field stop and the tilt of the substrate. 3. The method according to claim 1, wherein an error of the latent image corresponding to the shape of the slit calculated based on the error of the latent image is obtained as the second error or the third error. Exposure equipment.
前記原版または前記基板の前記像面に対する傾斜を調整する調整部と、an adjustment unit that adjusts the inclination of the original or the substrate with respect to the image plane;
前記調整部を制御する制御部と、を有し、a control unit that controls the adjustment unit;
前記制御部は、The control unit
前記原版または前記基板を傾斜させない状態で前記基板のショット領域を露光する場合における、前記ショット領域上に形成される潜像のエラーである第1エラーを取得し、acquiring a first error that is an error of a latent image formed on the shot area when the shot area of the substrate is exposed without tilting the original or the substrate;
前記原版または前記基板を第1方向に傾斜させた状態で前記ショット領域を露光する場合における、前記ショット領域上に形成される潜像の、当該傾斜に起因するエラーである第2エラーを求め、Obtaining a second error, which is an error caused by the inclination of the latent image formed on the shot area when the shot area is exposed while the original or the substrate is inclined in the first direction,
前記原版または前記基板を前記第1方向とは逆方向の第2方向に傾斜させた状態で前記ショット領域を露光する場合における、前記ショット領域上に形成される潜像の、当該傾斜に起因するエラーである第3エラーを求め、Caused by the inclination of the latent image formed on the shot area when the shot area is exposed while the original or the substrate is inclined in a second direction opposite to the first direction find the third error, which is an error;
前記第1エラーと前記第2エラーとを合成した第1合成エラーと、前記第1エラーと前記第3エラーとを合成した第2合成エラーとの比較の結果に基づいて、前記原版または前記基板の傾斜方向を決定するBased on a result of comparison between a first combined error obtained by combining the first error and the second error and a second combined error obtained by combining the first error and the third error, the original plate or the substrate determine the tilt direction of
ことを特徴とする露光装置。An exposure apparatus characterized by:
前記工程で前記露光された基板を現像する工程と、
を含み、
前記現像された基板から物品を製造することを特徴とする物品製造方法。 exposing a substrate using the exposure apparatus according to any one of claims 1 to 10 ;
developing the exposed substrate in the step;
including
A method for producing an article, comprising producing an article from the developed substrate.
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