JPH1097987A - Method and device for scanning type exposure - Google Patents

Method and device for scanning type exposure

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JPH1097987A
JPH1097987A JP8272884A JP27288496A JPH1097987A JP H1097987 A JPH1097987 A JP H1097987A JP 8272884 A JP8272884 A JP 8272884A JP 27288496 A JP27288496 A JP 27288496A JP H1097987 A JPH1097987 A JP H1097987A
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JP
Japan
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wafer
stage
exposure
scanning
focus
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JP8272884A
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Japanese (ja)
Inventor
Ryuichi Ebinuma
隆一 海老沼
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Canon Inc
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70358Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce focusing error by measuring a position of a substrate plane to be exposed in exposure optical-axis direction at a position away by a specified distance, near side in scanning direction, for the exposure area of a projection optical system, and employing a means for controlling/correcting position based on the result. SOLUTION: A wafer stage 3 is provided on a stage stool 7, with a focus sensor comprising a light-projecting means 21 and a photo-detecting means 22 for detecting whether a wafer on the wafer stage 3 is positioned on the focus plain of a projection optical system 2 or not provided. The stage stool 7 causes deflection due to dead load and surface precision at work. This is measured for each machine type, and a deflection amount is decided by the position of the wafer stage 3. With a table for each XY position and correction value of the wafer stage 3 prepared in advanced, the Z-axis of the wafer stage 3 driven based on the value wherein the measurement value by a focus sensor is corrected with that correction value.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、設計パターンを基
板上のレジストに露光して半導体デバイス等を製造する
ために用いられる露光装置およびそれを用い得るデバイ
ス製造方法に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an exposure apparatus used for manufacturing a semiconductor device or the like by exposing a design pattern on a resist on a substrate and a device manufacturing method using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】一括露光方式の露光装置では、投影光学
系がレンズによって構成されている場合、結像領域は円
形状となる。しかしながら、半導体集積回路は一般的に
矩形形状であるため、一括露光の場合の転写領域は、投
影光学系の有する円の結像領域に内接する矩形の領域と
なる。従って、最も大きな転写領域でも円の直径の1/
√2の辺の正方形である。これに対して、投影光学系の
有する円形状の結像領域のほぼ直径の寸法を有するスリ
ット形状の露光領域を用いて、レチクルとウエハとを同
期させながら走査移動させることによって、転写領域を
拡大させる走査露光方式(ステップアンドスキャン方
式)が提案されている。この方式では、同一の大きさの
結像領域を有する投影光学系を用いた場合、投影レンズ
を用いて各転写領域ごとに一括露光を行なうステップア
ンドリピート方式に比べてより大きな転写領域を確保す
ることができる。すなわち、走査方向に対しては光学系
による制限がなくなるので走査ステージのストローク分
だけ確保することができ、走査方向に対して直角な方向
には概ね√2倍の転写領域を確保することができる。
2. Description of the Related Art In a one-shot exposure type exposure apparatus, when a projection optical system is constituted by a lens, an image forming area has a circular shape. However, since the semiconductor integrated circuit generally has a rectangular shape, the transfer area in the case of batch exposure is a rectangular area inscribed in a circular imaging area of the projection optical system. Therefore, even the largest transfer area has a diameter of 1 /
正方形 2 is a square with sides. On the other hand, the transfer area is enlarged by scanning and moving the reticle and wafer synchronously using a slit-shaped exposure area having a diameter approximately equal to that of the circular imaging area of the projection optical system. A scanning exposure method (step and scan method) has been proposed. In this method, when a projection optical system having an imaging area of the same size is used, a larger transfer area is secured as compared with the step-and-repeat method in which collective exposure is performed for each transfer area using a projection lens. be able to. That is, since there is no restriction by the optical system in the scanning direction, it is possible to secure only the stroke of the scanning stage, and it is possible to secure approximately √2 times the transfer area in the direction perpendicular to the scanning direction. .

【0003】半導体集積回路を製造するための露光装置
は、高い集積度のチップの製造に対応するために、転写
領域の拡大と解像力の向上が望まれている。より小さい
投影光学系を採用できることは、光学性能上からも、コ
スト的にも有利であり、ステップアンドスキャン方式の
露光方法は、今後の露光装置の主流として注目されてい
る。
An exposure apparatus for manufacturing a semiconductor integrated circuit is required to have an enlarged transfer area and an improved resolution in order to cope with the manufacture of a chip having a high degree of integration. The fact that a smaller projection optical system can be employed is advantageous from the viewpoint of optical performance and cost, and the exposure method of the step-and-scan method is attracting attention as a mainstream of future exposure apparatuses.

【0004】ステップアンドスキャン方式では、走査中
に、投影光学系の光軸方向に関するウエハの姿勢をコン
トロールすることで、一括露光方式では困難な転写領域
内でのウエハの凹凸に対応したフォーカス合わせを行う
ことができることから、ウエハのうねりやパターン段査
に対してより大きな余裕をとることができる。そのため
には、ウエハの面と投影光学系の像面とを露光領域にお
いて最も適切な状態に合わせるために、走査露光中にウ
エハ面の姿勢を順次計測し、制御する手段を備えておく
必要がある。この計測手段として、スリット形状の露光
領域に対して走査方向に離れた位置のウエハ面を計測す
ることは、所定の面が露光に入る前にフォーカス方向の
位置情報が得られるので、制御上有利である。しかし、
露光面における計測値ではないので、露光面の走査方向
が露光光軸と直角でない場合には、この計測値は正確で
はなくなるという問題がある。
In the step-and-scan method, during scanning, the attitude of the wafer in the direction of the optical axis of the projection optical system is controlled so that focus adjustment corresponding to the unevenness of the wafer in the transfer area, which is difficult with the batch exposure method, is performed. Since it can be performed, a larger margin can be provided for the undulation of the wafer and the pattern inspection. For this purpose, it is necessary to provide a means for sequentially measuring and controlling the attitude of the wafer surface during scanning exposure in order to adjust the wafer surface and the image surface of the projection optical system to the most appropriate state in the exposure area. is there. Measuring the wafer surface at a position separated in the scanning direction with respect to the slit-shaped exposure region as this measurement means is advantageous in control because position information in the focus direction can be obtained before a predetermined surface enters exposure. It is. But,
Since it is not a measurement value on the exposure surface, there is a problem that if the scanning direction of the exposure surface is not perpendicular to the exposure optical axis, the measurement value will not be accurate.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、スリット形
状の露光領域に対して走査方向に離れた位置の基板面を
計測してスリット位置での基板面のフォーカス合わせを
行なう走査型露光装置において、ウエハ等の基板を搭載
する基板ステージ表面の走査方向が露光光軸と直角でな
い場合に生じるフォーカス誤差を軽減することを目的と
する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a scanning exposure apparatus which measures a substrate surface at a position apart from a slit-shaped exposure region in a scanning direction and focuses the substrate surface at the slit position. It is an object of the present invention to reduce a focus error generated when a scanning direction of a surface of a substrate stage on which a substrate such as a wafer is mounted is not perpendicular to an exposure optical axis.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明では、原版のパターンの一部を投影光学系を
介して基板に投影し、該投影光学系の光軸に対し垂直に
前記原版と基板を共に走査することにより前記原版のパ
ターンを前記基板に露光する走査型の露光装置におい
て、前記投影光学系の露光領域に対して走査方向手前所
定距離の位置における基板被露光面の露光光軸方向の位
置を計測する手段と、該計測結果に基づいて基板被露光
面の露光光軸方向の位置を制御する手段と、前記基板の
像面内方向の位置に応じて前記計測結果を補正する手段
とを具備することを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a part of the pattern of an original is projected onto a substrate via a projection optical system, and is perpendicular to the optical axis of the projection optical system. In a scanning type exposure apparatus that exposes the substrate with the pattern of the original by scanning the original and the substrate together, the substrate exposed surface at a position at a predetermined distance in the scanning direction with respect to the exposure area of the projection optical system. Means for measuring the position in the exposure optical axis direction, means for controlling the position in the exposure optical axis direction of the substrate exposure surface based on the measurement result, and the measurement result in accordance with the position in the image plane direction of the substrate And means for correcting

【0007】前記補正のデータとしては、例えば前記基
板の像面内方向の位置に対する前記補正の量を予め測定
し、それをテーブルとして、あるいは、演算式として記
憶しておく。
As the correction data, for example, the amount of the correction with respect to the position of the substrate in the image plane direction is measured in advance and stored as a table or an arithmetic expression.

【0008】[0008]

【作用】走査型露光装置では、走査方向に対して露光領
域の前に基板被露光面の露光光軸方向の位置(フォーカ
ス)を計測するフォーカスセンサの計測点を配置して、
フォーカスの先読みを行なう。ステージ定盤の表面が自
重や加工等の影響で歪んでいる場合、露光位置とフォー
カス計測点とが一致していないことによる誤差が発生す
る。
In a scanning exposure apparatus, a measurement point of a focus sensor for measuring a position (focus) of an exposed surface of a substrate in an exposure optical axis direction is arranged in front of an exposure area in a scanning direction.
Performs focus look-ahead. When the surface of the stage base is distorted due to the weight of the stage, processing, or the like, an error occurs because the exposure position does not match the focus measurement point.

【0009】本発明は、定盤の歪み(変形)がステージ
の位置によって決まることに着目してなされたもので、
予めステージ定盤の変形によって起きる基板の走査方向
(z−y平面)の変化を計測し、ステージの位置と走査
方向とに関して補正量をテーブルや演算式などの形で用
意しておき、露光の際はそのテーブルや演算式等を用い
てフォーカス計測値の補正を行なう。
The present invention has been made by paying attention to the fact that the distortion (deformation) of the surface plate is determined by the position of the stage.
The change in the scanning direction (zy plane) of the substrate caused by the deformation of the stage base is measured in advance, and the correction amount for the stage position and the scanning direction is prepared in the form of a table, an arithmetic expression, or the like. At this time, the focus measurement value is corrected using the table, the arithmetic expression, or the like.

【0010】これにより、ステージ定盤の変形に起因す
るフォーカス誤差を補正することができる。
Thus, it is possible to correct a focus error caused by the deformation of the stage base.

【0011】[0011]

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図1は本発明の一実施例に係る露光装置を側方から
見た様子を模式的に示す図であり、図2は、その露光装
置の外観を示す斜視図である。これらの図に示すよう
に、この露光装置は、レチクルステージ1上の原版のパ
ターンの一部を投影光学系2を介してウエハステージ3
上のウエハに投影し、投影光学系2に対し相対的にレチ
クルとウエハをY方向に同期走査することによりレチク
ルのパターンをウエハに露光するとともに、この走査露
光を、ウエハ上の複数の転写領域(ショット)に対し
て、繰り返し行なうためのステップ移動を介在させなが
ら行なうステップ・アンド・スキャン型の露光装置であ
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram schematically showing a state of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention as viewed from the side, and FIG. 2 is a perspective view showing an appearance of the exposure apparatus. As shown in these drawings, this exposure apparatus uses a projection optical system 2 to project a part of an original pattern on a reticle stage 1 through a wafer stage 3.
The reticle and the wafer are synchronously scanned in the Y direction relative to the projection optical system 2 to expose the reticle pattern to the wafer, and this scanning exposure is performed on a plurality of transfer areas on the wafer. (Shot) is a step-and-scan type exposure apparatus which performs step movement for repeated execution.

【0012】レチクルステージ1はリニアモータ4によ
ってY方向へ駆動し、ウエハステージ3(3a〜3d)
のXステージ3aはリニアモータ5によってX方向に駆
動し、Yステージ3bはリニアモータ5を搭載してお
り、リニアモータ6によってY方向へ駆動するようにな
っている。レチクルおよびウエハの同期走査は、レチク
ルステージ1およびYステージ3bをY方向へ一定の速
度比率(例えば4:−1、なお、「−」は向きが逆であ
ることを示す)で駆動させることにより行なう。Xステ
ージ3aにはZ−チルトステージ3cが搭載され、その
上にはウエハ51を保持するウエハチャック3dが取り
付けられている。Xステージ3aはエアベアリング52
によってステージ定盤7上をZ方向に拘束されてX方向
へ案内される。Zチルトステージ3cはXステージ3a
に対して複数のリニアモータ15によってZチルト方向
に駆動される。Zチルトステージ3cとXステージ3a
との間のセンサ16によってZチルト方向の相対位置が
計測される。
The reticle stage 1 is driven in the Y direction by a linear motor 4, and the wafer stage 3 (3a to 3d)
The X stage 3a is driven in the X direction by the linear motor 5, and the Y stage 3b is equipped with the linear motor 5, and is driven in the Y direction by the linear motor 6. The synchronous scanning of the reticle and the wafer is performed by driving the reticle stage 1 and the Y stage 3b at a constant speed ratio in the Y direction (for example, 4: -1, where "-" indicates that the directions are opposite). Do. A X-tilt stage 3c is mounted on the X stage 3a, and a wafer chuck 3d for holding the wafer 51 is mounted thereon. X stage 3a is air bearing 52
As a result, it is constrained on the stage base 7 in the Z direction and guided in the X direction. Z tilt stage 3c is X stage 3a
Is driven in the Z tilt direction by a plurality of linear motors 15. Z tilt stage 3c and X stage 3a
The relative position in the Z-tilt direction is measured by the sensor 16 between.

【0013】ウエハステージ3は、ステージ定盤7上に
設けられ、ステージ定盤7は3つのダンパ8を介して3
点で床等の上に支持されている。レチクルステージ1、
投影光学系2および照明系14は鏡筒定盤9上に設けら
れ、鏡筒定盤9は床等に載置されたベースフレーム10
上に3つのダンパ11および支柱12を介して支持され
ている。ダンパ8は6軸方向にアクティブに制振もしく
は除振するアクティブダンパであるが、パッシブダンパ
を用いてもよく、あるいはダンパを介せずに支持しても
よい。
The wafer stage 3 is provided on a stage base 7, and the stage base 7 is connected to three stages through three dampers 8.
It is supported on a floor at a point. Reticle stage 1,
The projection optical system 2 and the illumination system 14 are provided on a lens barrel base 9, and the lens barrel base 9 is a base frame 10 mounted on a floor or the like.
It is supported above via three dampers 11 and columns 12. The damper 8 is an active damper for actively damping or removing vibrations in six axial directions. However, a passive damper may be used, or the damper 8 may be supported without a damper.

【0014】また、この露光装置は、鏡筒定盤9とステ
ージ定盤7との間の距離を3点において測定するレーザ
干渉計、マイクロエンコーダ等の距離測定手段13を備
えている。
The exposure apparatus further includes a distance measuring means 13 such as a laser interferometer or a micro encoder for measuring the distance between the lens barrel base 9 and the stage base 7 at three points.

【0015】投光手段21と受光手段22は、ウエハス
テージ3上のウエハが投影光学系2のフォーカス面に位
置しているか否かを検出するためのフォーカスセンサを
構成している。すなわち、鏡筒定盤9に固定された投光
手段21によりウエハに対して斜め方向から光を照射
し、その反射光の位置を受光手段22によって検出する
ことにより投影光学系2の光軸方向のウエハ表面の位置
が検出される。
The light projecting means 21 and the light receiving means 22 constitute a focus sensor for detecting whether or not the wafer on the wafer stage 3 is located on the focus surface of the projection optical system 2. That is, the wafer is irradiated with light from an oblique direction by the light projecting means 21 fixed to the lens barrel base 9, and the position of the reflected light is detected by the light receiving means 22, whereby the direction of the optical axis of the projection optical system 2 is adjusted. Of the wafer surface is detected.

【0016】この構成において、不図示の搬送手段によ
り、装置前部の2つの支柱12間の搬送経路を経てウエ
ハステージ3上にウエハが搬入され、所定の位置合せが
終了すると、露光装置は、走査露光およびステップ移動
を繰り返しながら、ウエハ上の複数の転写領域に対して
レチクルのパターンを露光転写する。走査露光に際して
は、レチクルステージ1およびYステージ3bをY方向
(走査方向)へ所定の速度比で移動させて、スリット状
の露光光でレチクル上のパターンを走査するとともに、
その投影像でウエハを走査することにより、ウエハ上の
所定の転写領域に対してレチクル上のパターンを露光す
る。走査露光中、ウエハ表面の高さは前記フォーカスセ
ンサで計測され、その計測値に基づきウエハステージ3
の高さとチルトがリアルタイムで制御され、フォーカス
補正が行なわれる。1つの転写領域に対する走査露光が
終了したら、Xステージ3aおよび/またはYステージ
3bを駆動してウエハをX方向および/またはY方向へ
ステップ移動させることにより、他の転写領域を走査露
光の開始位置に対して位置決めし、走査露光を行なう。
なお、このX,Y方向へのステップ移動と、Y方向への
走査露光のための移動との組合せにより、ウエハ上の複
数の転写領域に対して、順次効率良く露光が行なえるよ
うに、各転写領域の配置、Yの正または負のいずれかへ
の走査方向、各転写領域への露光順等が設定されてい
る。
In this configuration, when the wafer is loaded onto the wafer stage 3 via the transport path between the two columns 12 at the front of the apparatus by the transport means (not shown) and the predetermined alignment is completed, the exposure apparatus While repeating the scanning exposure and the step movement, the reticle pattern is exposed and transferred to a plurality of transfer areas on the wafer. At the time of scanning exposure, the reticle stage 1 and the Y stage 3b are moved at a predetermined speed ratio in the Y direction (scanning direction) to scan a pattern on the reticle with slit-like exposure light,
By scanning the wafer with the projected image, a pattern on the reticle is exposed to a predetermined transfer area on the wafer. During the scanning exposure, the height of the wafer surface is measured by the focus sensor.
Height and tilt are controlled in real time, and focus correction is performed. When the scanning exposure for one transfer area is completed, the X stage 3a and / or the Y stage 3b are driven to move the wafer stepwise in the X direction and / or the Y direction, thereby starting the scanning exposure position for the other transfer area. And scanning exposure is performed.
The combination of the step movement in the X and Y directions and the movement for scanning exposure in the Y direction allows each of the plurality of transfer areas on the wafer to be sequentially and efficiently exposed. The arrangement of the transfer area, the scanning direction of either positive or negative Y, the order of exposure to each transfer area, and the like are set.

【0017】図3は、投影光学系2によってウエハ上に
投影されるスリット(露光スリット)と、前記フォーカ
スセンサによるフォーカス計測点(以下、スポットとい
う)との位置関係を、図4は、ウエハ上のフォーカス計
測対象点を示す。本実施例の装置は露光スリット30が
7×25mmであり、転写領域40の最大寸法は25×
32.5mmである。スポットは、露光スリット30の
中心に1個と、露光スリット30の中心から走査方向に
12mmずれた位置に3個ずつ、計7個が設定されてい
る。そして、ウエハを図中で下から上に向かって走査
(UP走査)するときは、スポットa1 ,a2 ,a3
3チャンネルで、上から下に向かって走査(DOWN走
査)するときは、スポットc1 ,c2 ,c3 の3チャン
ネルでウエハの高さ(Z方向の位置)を、各スポットご
とにウエハ計測方向の10点(M0〜M9)で計測す
る。それらの計測データは、その後、ウエハをさらに走
査して各計測点(M0〜M9)が露光スリット30の中
心に来たときのフォーカス補正のためのデータとして用
いられる。すなわち、フォーカス補正は、各計測点のフ
ォーカスを先読みして行なわれる(先読み計測)。スポ
ットSは、スリット上アクイジション計測用スポットで
ある。
FIG. 3 shows a positional relationship between a slit (exposure slit) projected on the wafer by the projection optical system 2 and a focus measurement point (hereinafter, referred to as a spot) by the focus sensor. 2 shows the focus measurement target point of FIG. In the apparatus of the present embodiment, the exposure slit 30 is 7 × 25 mm, and the maximum size of the transfer area 40 is 25 × 25 mm.
32.5 mm. A total of seven spots are set, one at the center of the exposure slit 30 and three at a position shifted by 12 mm from the center of the exposure slit 30 in the scanning direction. When scanning the wafer upward (UP scanning) from the bottom in the figure, when scanning the wafer from top to bottom (DOWN scanning) using three channels of spots a 1 , a 2 , and a 3 , , wafer height 3 channels of spot c 1, c 2, c 3 a (Z direction position), measured at 10 points in the wafer measurement direction (M0~M9) for each spot. These measurement data are then used as data for focus correction when the wafer is further scanned and each measurement point (M0 to M9) comes to the center of the exposure slit 30. That is, focus correction is performed by pre-reading the focus of each measurement point (pre-read measurement). The spot S is an acquisition measurement spot on the slit.

【0018】ところで、ステ−ジ定盤7は、自重や加工
時の面精度によって、図5(a)に示すように、たわみ
を生じる。このため、ウエハステージ3の走査方向が光
軸面(Y−Z面)内でY方向からの傾きθを生じ(図5
(b))、先読み計測点aにおけるウエハ面は、ウエハ
ステージ3に対するウエハ高さを一定のまま走査した場
合、先読み計測点aからLだけ離れたスリット位置Pで
はΔZずれてしまう。つまり、先読み計測点aでの計測
値はそのままでは、いわゆるアッベエラーをΔZ=Lθ
だけ持つことになる。図5において、51はウエハ、5
2はエアーベアリングである。
Meanwhile, the stage base 7 bends as shown in FIG. 5 (a) due to its own weight and surface accuracy during processing. For this reason, the scanning direction of the wafer stage 3 generates an inclination θ from the Y direction in the optical axis plane (YZ plane) (FIG. 5).
(B)) When the wafer surface at the pre-read measurement point a is scanned while keeping the wafer height with respect to the wafer stage 3 constant, the wafer surface shifts by ΔZ at the slit position P separated by L from the pre-read measurement point a. That is, if the measurement value at the pre-read measurement point a is not changed, a so-called Abbe error is calculated by ΔZ = Lθ
Will only have. In FIG. 5, reference numeral 51 denotes a wafer, 5
2 is an air bearing.

【0019】ステージ定盤7の自重たわみなどは、機種
ごとに測定することができ、かつそのたわみ量はウエハ
ステージ3の位置によって定まる。そこで、本実施例で
は、ウエハステージ3の各XY位置と補正値のテーブル
を予め用意しておく。そして、走査露光時は、この補正
値によってフォーカスセンサ(21,22)による計測
値を補正した値に基づいてウエハステージ3のZ駆動を
行ない、ウエハの面位置補正(フォーカス補正)を行な
う。これにより、ステージ定盤7が変形した場合の、フ
ォーカス計測点(スポット)とフォーカス補正(スリッ
ト)位置が一致しないことによるフォーカス誤差を補正
することができる。なお、前記補正値は、ウエハステー
ジ3の各XY位置が、フォーカス計測点からスリットま
で走査する間のずれを補正するための値であり、走査方
向によっても異なる。
The deflection of the weight of the stage base 7 can be measured for each model, and the amount of the deflection is determined by the position of the wafer stage 3. Therefore, in this embodiment, a table of each XY position of the wafer stage 3 and a correction value is prepared in advance. At the time of scanning exposure, the wafer stage 3 is Z-driven based on a value obtained by correcting the measurement value of the focus sensor (21, 22) by this correction value, and the wafer surface position is corrected (focus correction). Thus, when the stage base 7 is deformed, it is possible to correct a focus error caused by a mismatch between the focus measurement point (spot) and the focus correction (slit) position. The correction value is a value for correcting a deviation between each XY position of the wafer stage 3 during scanning from the focus measurement point to the slit, and varies depending on the scanning direction.

【0020】次に、前記補正値テーブルの作成法を図6
を参照しながら説明する。なお、本実施例では、256
M対応を考慮して、投影光学系の許容焦点深度を0.8
μm、距離測定手段13の計測精度を0.1μm、ステ
ージの目標精度を0.1μm、フォーカス補正の目標精
度を0.2μmと想定している。
Next, a method of creating the correction value table will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. In the present embodiment, 256
Considering the M correspondence, the allowable focal depth of the projection optical system is 0.8
μm, the measurement accuracy of the distance measuring means 13 is 0.1 μm, the target accuracy of the stage is 0.1 μm, and the target accuracy of the focus correction is 0.2 μm.

【0021】平面度が充分に高い20〜30nmオーダ
ーの基準面を持つ治具61をウエハステージ3にウエハ
チャックの代わりに取り付ける。この治具はウエハの厚
み分だけウエハチャックより厚い寸法を有する。次に、
ウエハステージ3をXY方向に駆動して治具61上の所
定の位置P(xp ,yp )(但し、xp ,yp はウエハ
ステージ3の座標系)を露光レンズ(投影光学系)2の
中心にもってくる。この位置で、フォーカスセンサによ
り7個のスポットa1 ,a2 ,a3 ,S(p2),c
1 ,c2 ,c3 における面位置を計測しながら、ウエハ
ステージ3をZ−チルト駆動して治具61の表面を基準
となる面(露光像面)に合わせる。次いで、その位置か
ら、センサ16の計測値が一定となるようにZ−チルト
系を制御(ステージ定盤基準モード)しながら、ウエハ
ステージ3を走査方向に先読み距離Lだけ移動する。す
なわち、P点を(xp ,yp +L)に移動して、点p
1 ,p2 ,p3 をスポットc1 ,c2 ,c3 の位置にも
ってくる。このときのフォーカスセンサによるスポット
1 ,c2 ,c3 での計測値が−Y方向に走査露光(D
OWN走査)する際スポットc1 ,c2 ,c3 で得られ
る点P(p1 ,p2 ,p3 )の先読み検出値に対する補
正値となる。但しこの際に、距離測定手段13の計測値
から得られる。ステージ定盤7と、鏡筒定盤9との相対
的な姿勢変動に起因するフォーカスセンサの計測値の変
化分は補正しなければならない。補正によってステージ
定盤7の平面度や荷重による歪分の変化のみの影響を取
り出すのである。
A jig 61 having a sufficiently flat reference surface of the order of 20 to 30 nm is mounted on the wafer stage 3 instead of the wafer chuck. This jig has a dimension larger than the wafer chuck by the thickness of the wafer. next,
By driving the wafer stage 3 in the XY directions, a predetermined position P (x p , y p ) on the jig 61 (where x p and y p are coordinate systems of the wafer stage 3) is exposed to an exposure lens (projection optical system). Bring to the center of 2. At this position, seven spots a 1 , a 2 , a 3 , S (p 2 ), c
While measuring the surface positions at 1 , c 2 and c 3 , the wafer stage 3 is Z-tilt driven to adjust the surface of the jig 61 to a reference surface (exposure image surface). Next, the wafer stage 3 is moved from the position by the pre-reading distance L in the scanning direction while controlling the Z-tilt system so that the measurement value of the sensor 16 becomes constant (stage platen reference mode). That is, the point P is moved to (x p , y p + L) and the point p
1 , p 2 and p 3 are brought to the positions of spots c 1 , c 2 and c 3 . At this time, the values measured at the spots c 1 , c 2 , and c 3 by the focus sensor are scanned in the −Y direction by scanning exposure (D
When OWN scanning is performed, the correction value is a correction value for the pre-read detection value of the point P (p 1 , p 2 , p 3 ) obtained at the spots c 1 , c 2 , c 3 . However, at this time, it is obtained from the measured value of the distance measuring means 13. A change in the measurement value of the focus sensor due to a relative posture change between the stage base 7 and the barrel base 9 must be corrected. By the correction, the effect of only the change in the strain due to the flatness of the stage base 7 and the load is taken out.

【0022】また、P点を(xp ,yp −L)に移動し
て得られるスポットa1 ,a2 ,a3 でのセンサ計測値
が+Y方向の走査移動(UP走査)の際の補正値とな
る。
Further, the sensor measurement values at the spots a 1 , a 2 , and a 3 obtained by moving the point P to (x p , y p -L) when the scanning movement (UP scanning) in the + Y direction is performed. It becomes a correction value.

【0023】P点(xp ,yp )をウエハ全面に対応す
る位置に細かく設定して、多数の補正値を得、(xp
p )対補正値の補正テーブルを作成する。この場合、
補正値は少なくともウエハステージのうねりの空間周波
数に応じた数のP点についてとることが好ましい。な
お、補正テーブルの代わりに、補正値を関数F(xp
p )で表すようにしてもよい。
The point P (x p, y p) to finely set at a position corresponding to the entire surface of the wafer, to obtain a large number of correction values, (x p,
y p ) Create a correction table of paired correction values. in this case,
It is preferable that the correction value is obtained for at least P points corresponding to the spatial frequency of the undulation of the wafer stage. In addition, instead of the correction table, a correction value is represented by a function F (x p ,
y p ).

【0024】このようにして得られた補正値で、走査露
光中のフォーカス計測値を補正した値に基づいてウエハ
ステージ3のZ−チルト系を制御してフォーカス補正を
行なった結果、ステージのうねりは最大で0.2μm/
12mmであったにもかかわらず、実質的なフォーカス
誤差は検出されなかった。
The Z-tilt system of the wafer stage 3 is controlled by the correction value obtained in this manner to control the Z-tilt system based on the value obtained by correcting the focus measurement value during the scanning exposure. Is at most 0.2 μm /
Despite being 12 mm, no substantial focus error was detected.

【0025】[微小デバイスの製造の実施例]図7は微
小デバイス(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
造のフローを示す。ステップ1(回路設計)では半導体
デバイスの回路設計を行なう。ステップ2(マスク製
作)では設計した回路パターンを形成したマスクを製作
する。一方、ステップ3(ウエハ製造)ではシリコン等
の材料を用いてウエハを製造する。ステップ4(ウエハ
プロセス)は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウ
エハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実
際の回路を形成する。次のステップ5(組み立て)は後
工程と呼ばれ、ステップ4によって作製されたウエハを
用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工
程(ダイシング、ボンディング)、パッケージング工程
(チップ封入)等の工程を含む。ステップ6(検査)で
はステップ5で作製された半導体デバイスの動作確認テ
スト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を
経て半導体デバイスが完成し、これを出荷(ステップ
7)する。
[Embodiment of Manufacturing of Micro Device] FIG. 7 shows a flow of manufacturing a micro device (a semiconductor chip such as an IC or an LSI, a liquid crystal panel, a CCD, a thin film magnetic head, a micromachine, etc.). In step 1 (circuit design), the circuit of the semiconductor device is designed. Step 2 is a process for making a mask on the basis of the circuit pattern design. On the other hand, in step 3 (wafer manufacturing), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by lithography using the prepared mask and wafer. The next step 5 (assembly) is called a post-process, and is a process of forming a semiconductor chip using the wafer produced in step 4, and includes processes such as an assembly process (dicing and bonding) and a packaging process (chip encapsulation). including. In step 6 (inspection), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device manufactured in step 5 are performed. Through these steps, a semiconductor device is completed and shipped (step 7).

【0026】図8は上記ウエハプロセスの詳細なフロー
を示す。ステップ11(酸化)ではウエハの表面を酸化
させる。ステップ12(CVD)ではウエハ表面に絶縁
膜を形成する。ステップ13(電極形成)ではウエハ上
に電極を蒸着によって形成する。ステップ14(イオン
打込み)ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ15
(レジスト処理)ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ16(露光)では上記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ
17(現像)では露光したウエハを現像する。ステップ
18(エッチング)では現像したレジスト像以外の部分
を削り取る。ステップ19(レジスト剥離)ではエッチ
ングが済んで不要となったレジストを取り除く。これら
のステップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に
多重に回路パターンを形成する。
FIG. 8 shows a detailed flow of the wafer process. Step 11 (oxidation) oxidizes the wafer's surface. Step 12 (CVD) forms an insulating film on the wafer surface. Step 13 (electrode formation) forms electrodes on the wafer by vapor deposition. In step 14 (ion implantation), ions are implanted into the wafer. Step 15
In (resist processing), a photosensitive agent is applied to the wafer. Step 16 (exposure) uses the above-described exposure apparatus to print and expose the circuit pattern of the mask onto the wafer. Step 17 (development) develops the exposed wafer. In step 18 (etching), portions other than the developed resist image are removed. In step 19 (resist stripping), unnecessary resist after etching is removed. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.

【0027】本実施例の製造方法を用いれば、従来は製
造が難しかった高集積度の半導体デバイスを低コストに
製造することができる。
By using the manufacturing method of this embodiment, a highly integrated semiconductor device, which was conventionally difficult to manufacture, can be manufactured at low cost.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ス
テージ定盤の変形によって起きる基板の走査方向(z−
y平面)の変化を計測し、ステージの位置と走査方向と
に関して補正量を予めテーブルや関数などの形で用意し
ておき、露光の際はそのテーブルや演算式等を用いてフ
ォーカス計測値の補正を行なうことにより、フォーカス
の先読みを行なう際のステージ定盤表面の歪みに起因す
るフォーカス誤差を低減し、フォーカス精度を向上させ
ることができる。
As described above, according to the present invention, the scanning direction of the substrate (z-
The change in the y-plane) is measured, and the correction amount for the position of the stage and the scanning direction is prepared in the form of a table or a function in advance, and at the time of exposure, the focus measurement value is calculated using the table or an arithmetic expression. By performing the correction, it is possible to reduce a focus error caused by a distortion of the surface of the stage surface plate when performing the pre-reading of the focus, and to improve the focus accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の一実施例に係る露光装置を側方から
見た様子を模式的に示す図である。
FIG. 1 is a view schematically showing a state of an exposure apparatus according to one embodiment of the present invention when viewed from a side.

【図2】 図1の露光装置の外観を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing an appearance of the exposure apparatus of FIG.

【図3】 図1の装置におけるフォーカスセンサの配置
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an arrangement of a focus sensor in the apparatus of FIG.

【図4】 図1の装置におけるショット内のフォーカス
計測点を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing focus measurement points in a shot in the apparatus of FIG. 1;

【図5】 図1の装置におけるステージ定盤のたわみを
誇張して示した説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram exaggeratingly showing the deflection of the stage base in the apparatus of FIG. 1;

【図6】 図1の装置におけるフォーカス計測補正値を
得る方法の説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a method of obtaining a focus measurement correction value in the apparatus of FIG.

【図7】 微小デバイスの製造の流れを示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a flow of manufacturing a micro device.

【図8】 図7におけるウエハプロセスの詳細な流れを
示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a detailed flow of a wafer process in FIG. 7;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:レチクルステージ、2:投影光学系、3:ウエハス
テージ、3a:Xステージ、3b:Yステージ、3c:
Z−チルトステージ、3d:ウエハチャック、4:リニ
アモータ、6:リニアモータ、7:ステージ定盤、8:
ダンパ、9:鏡筒定盤、10:ベースフレーム、11:
ダンパ、12:支柱、13:距離測定手段、14:照明
系、15:リニアモータ、16:センサ、18,19:
重心、20:露光光の断面、21:投光手段、22:受
光手段、23:レーザ干渉計、30:スリット、51:
ウエハ、52:エアベアリング、a1,a2 ,a3 ,c1
,c2 ,c3 ,S:スポット、M0〜M9:フォーカ
ス計測点、S1〜S36:ショット、61:治具。
1: reticle stage, 2: projection optical system, 3: wafer stage, 3a: X stage, 3b: Y stage, 3c:
Z-tilt stage, 3d: wafer chuck, 4: linear motor, 6: linear motor, 7: stage base, 8:
Damper, 9: lens barrel surface plate, 10: base frame, 11:
Damper, 12: support, 13: distance measuring means, 14: illumination system, 15: linear motor, 16: sensor, 18, 19:
Center of gravity, 20: cross section of exposure light, 21: light projecting means, 22: light receiving means, 23: laser interferometer, 30: slit, 51:
Wafer, 52: air bearings, a 1, a 2, a 3, c 1
, C 2 , c 3 , S: spot, M0 to M9: focus measurement point, S1 to S36: shot, 61: jig.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 原版のパターンの一部を投影光学系を介
して基板に投影し、該投影光学系の光軸に対し垂直に前
記原版と基板を共に走査することにより前記原版のパタ
ーンを前記基板に露光する走査型の露光装置において、 前記投影光学系の露光領域に対して走査方向手前所定距
離の位置における基板被露光面の露光光軸方向の位置を
計測する手段と、該計測結果に基づいて基板被露光面の
露光光軸方向の位置を制御する手段と、前記基板の像面
内方向の位置に応じて前記計測結果を補正する手段とを
具備することを特徴とする走査型露光装置。
1. A pattern of an original is projected on a substrate through a projection optical system, and a part of the pattern of the original is scanned perpendicularly to an optical axis of the projection optical system. In a scanning type exposure apparatus that exposes a substrate, means for measuring a position in a direction of an exposure optical axis of a surface to be exposed on a substrate at a position at a predetermined distance before a scanning direction with respect to an exposure region of the projection optical system, and Scanning exposure comprising: means for controlling the position of the surface to be exposed on the substrate in the direction of the exposure optical axis, and means for correcting the measurement result in accordance with the position of the substrate in the image plane direction. apparatus.
【請求項2】 前記基板の像面内方向の位置に対する前
記補正の量を予め記憶しておく記憶手段を有することを
特徴とする請求項1記載の装置。
2. The apparatus according to claim 1, further comprising storage means for storing in advance the amount of the correction for the position of the substrate in the image plane direction.
【請求項3】 前記基板の像面内方向の位置に対する前
記補正の演算方法を予め記憶しておく記憶手段を有する
ことを特徴とする請求項1記載の装置。
3. The apparatus according to claim 1, further comprising storage means for storing in advance the calculation method of the correction for the position of the substrate in the image plane direction.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかの装置を用いる
ことを特徴とするデバイス製造方法。
4. A device manufacturing method using the apparatus according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11162832A (en) * 1997-11-25 1999-06-18 Nikon Corp Scan aligning method and scan aligner
US7158212B2 (en) 2003-10-21 2007-01-02 Canon Kabushiki Kaisha Scanning exposure apparatus and device manufacturing method
JP2011060840A (en) * 2009-09-07 2011-03-24 Canon Inc Exposure apparatus and exposure method, and method of manufacturing device using the same
JP2011238707A (en) * 2010-05-07 2011-11-24 Canon Inc Exposure device, exposure method, and device manufacturing method
JP2017003617A (en) * 2015-06-04 2017-01-05 キヤノン株式会社 Scanning exposure apparatus, scanning exposure method, and device manufacturing method

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11162832A (en) * 1997-11-25 1999-06-18 Nikon Corp Scan aligning method and scan aligner
US7158212B2 (en) 2003-10-21 2007-01-02 Canon Kabushiki Kaisha Scanning exposure apparatus and device manufacturing method
JP2011060840A (en) * 2009-09-07 2011-03-24 Canon Inc Exposure apparatus and exposure method, and method of manufacturing device using the same
JP2011238707A (en) * 2010-05-07 2011-11-24 Canon Inc Exposure device, exposure method, and device manufacturing method
JP2017003617A (en) * 2015-06-04 2017-01-05 キヤノン株式会社 Scanning exposure apparatus, scanning exposure method, and device manufacturing method

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