KR20080080442A - 측정장치, 노광장치 및 디바이스의 제조방법 - Google Patents

측정장치, 노광장치 및 디바이스의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20080080442A
KR20080080442A KR1020080018640A KR20080018640A KR20080080442A KR 20080080442 A KR20080080442 A KR 20080080442A KR 1020080018640 A KR1020080018640 A KR 1020080018640A KR 20080018640 A KR20080018640 A KR 20080018640A KR 20080080442 A KR20080080442 A KR 20080080442A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
measuring
measurement
optical system
light shielding
Prior art date
Application number
KR1020080018640A
Other languages
English (en)
Inventor
마사키 토쿠라카와
카즈히로 타카하시
Original Assignee
캐논 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 캐논 가부시끼가이샤 filed Critical 캐논 가부시끼가이샤
Publication of KR20080080442A publication Critical patent/KR20080080442A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/38—Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/7085—Detection arrangement, e.g. detectors of apparatus alignment possibly mounted on wafers, exposure dose, photo-cleaning flux, stray light, thermal load
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/38—Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
    • G03F1/44—Testing or measuring features, e.g. grid patterns, focus monitors, sawtooth scales or notched scales
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70591—Testing optical components
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70908—Hygiene, e.g. preventing apparatus pollution, mitigating effect of pollution or removing pollutants from apparatus
    • G03F7/70941—Stray fields and charges, e.g. stray light, scattered light, flare, transmission loss

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Atmospheric Sciences (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Abstract

본 발명은, 피검광학계의 상면에 삽입된 측정부; 및 상기 피검광학계의 물체면에 삽입된 측정마스크를 구비하고, 상기 측정부는 슬릿형상의 상측 개구부를 가지는 차광판을 가지고, 상기 측정마스크는 상기 피검광학계의 상면에 상기 상측 개구부의 종횡의 치수보다 긴 종횡의 치수를 가진 투영상을 형성하는 직사각형 형상의 차광부, 및 상기 차광부의 양측에 형성된 물체측 개구부를 포함하는 측정장치로서, 상기 측정장치는 상기 투영상이 상기 상측 개구부를 덮는 상태에서, 상기 광량센서에 의해 광량을 측정함으로써 상기 피검광학계에 의해 발생된 플레어를 측정하는 측정장치를 제공한다.

Description

측정장치, 노광장치 및 디바이스의 제조방법{MEASUREMENT APPARATUS, EXPOSURE APPARATUS, AND DEVICE FABRICATION METHOD}
본 발명은, 측정장치, 노광장치 및 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다.
포트리소그래피 기술을 사용하여 반도체 디바이스를 제조하기 위해 투영노광장치가 종래부터 사용되고 있다. 투영노광장치는 레티클(마스크)에 형성된 회로패턴을, 예를 들면, 투영광학계에 의해 웨이퍼에 투영해서 전사한다. 최근의 반도체 디바이스의 미세화에 수반해서, 웨이퍼에 전사되는 패턴의 선폭 균일성의 요구가 엄격해지고 있다. 이 때문에, 종래는 무시할 수 있었던, 투영광학계에 의해 발생되는 플레어(flare)에 의한 선폭 균일성의 열화가 문제가 되고 있다. 여기서, 플레어란, 레티클의 패턴의 결상에 악영향을 주는 미광(迷光)(예를 들면, 각종 장소에서 다중 반사 후의 웨이퍼에 도달하는 광)이다.
광학계에 의해 발생되는 플레어는, 장기 플레어와 로컬 플레어(미들 레인지 플레어)로 크게 나눌 수 있다. 로컬 플레어는, 근년, 선폭 균일성의 열화의 관점으로부터 현저한 문제가 되고 있어서, 이하에서는, 로컬 플레어에 대해 설명한다.
로컬플레어는 렌즈(광학 부재) 표면의 미세한 형상 오차나 랜즈재료의 굴절 률 불균일성에 기인한 고주파 성분이다. 로컬 플레어의 발생량은 입사광의 파장의 역수의 2승에 비례한다. 노광광의 파장이 짧아짐에 따라서, 선폭 균일성에 주는 로컬플레어의 영향이 커진다. 근년의 노광장치에서는 노광광으로서 ArF 엑시머 레이저(파장: 약 193nm) 및 이러한 단파장의 노광광에 대응하는 렌즈재료로서 형석(CaF2)을 채용하고 있다. 그러나, 형석은 합성석영(SiO2)보다 복굴절을 일으키기 쉽고, 또한 표면조도나 굴절률 불균일성에 기인한 고주파 성분의 양을 합성석영(SiO2)보다 크게 발생시킨다. 상기한 노광광의 단파장화 및 형석(렌즈재료)의 성질에 의해, 로컬 플레어의 발생량은 증대하는 경향이 있다. 이에 의해, 이러한 로컬 플레어의 패턴의 선폭에의 영향을 정량적으로 결정할(즉, 로컬플레어를 정밀하게 측정할) 필요가 있다.
로컬 플레어가 패턴의 선폭에 끼치는 영향을 정량적으로 결정하기 위해서는, 로컬 플레어가 발생되는 입사광의 위치와 그것에 의해 영향을 받는 패턴의 위치 간의 거리를 파라미터로서 사용하여 로컬 플레어를 측정한다. 상기 상황하에서, 라인 패턴의 주변에 복수 종류의 원형 형상의 개구부를 형성한 측정패턴을 레지스트에 노광에 의해 전사해서, 라인패턴의 선폭과 개구부의 크기 간의 관계에 의거하여, 로컬 플레어를 정량적으로 측정하는 기술이 제안되어 있다. 이 기술의 상세에 대해서는 일본국 특개 2004-64024호 공보(이하, "참고문헌 l"이라고 칭함)를 참조한다.
또, 패드패턴이라고 부르는 차광부를 가지는 측정패턴을 레지스트에 오버노광에 의해 전사해서, 패드패턴에 상당하는 레지스트 부분이 소실할 때까지의 노광 량에 의거하여, 패드패턴에 입사하는 로컬 플레어를 정량적으로 측정하는 기술도 제안되어 있다. 이 기술의 상세에 대해서는 문헌 "0.85NA ArF Exposure System and Performance, Proc. SPIE, Vo1. 5040 pp. 789-800, 2003" (이하, "참고문헌 2"라고 칭함)을 참조한다.
패드패턴을 사용하는 대신에 라인패턴이 형성되고 광투과부가 그 주변에 형성된 측정패턴을 레지스트에 노광에 의해 전사해서, 노광에 의해 형성된 라인패턴의 선폭의 변화에 의거하여, 로컬 플레어를 정량적으로 측정하는 기술도 제안되어 있다. 이 기술의 상세에 대해서는 일본국 특개 2004-296648호 공보(이하, "참고문헌 3"이라고 칭함)를 참조한다.
레지스트의 노광 대신에, 광량센서를 사용하여 패드패턴에 상당하는 위치의 광량을 측정해서, 패드패턴에 입사하는 로컬 플레어를 정량적으로 측정하는 기술도 제안되고 있다. 이 기술의 상세에 대해서는 일본국 특개 2006-80245호 공보(이하, "참고문헌 4"라고 칭함)를 참조한다.
그러나, 종래 기술에서는, 로컬 플레어를 단시간에 정밀하게 측정할 수 없었다. 예를 들면, 참고문헌 2에 개시된 기술과 같이, 패드패턴(측정패턴)을 레지스트에 노광에 의해 전사해서 로컬 플레어를 측정하는 것을 상정한다. 이 경우에, 몇 개의 프로세스를 실행해야 하기 때문에, 측정결과를 얻기까지 많은 시간이 소요된다. 또, 측정 결과가 레지스트 프로세스에 의해 영향을 받고, 패드패턴에 상당하는 레지스트부분이 완전하게 소실한 상태를 결정하기 어렵다. 이 때문에, 로컬 플레어를 정밀하게 측정하는 것이 곤란하다. 로컬 플레어가 비교적 적은 양으로 발생하는 광학계에서는, 패드패턴에 상당하는 레지스트부분을 소실시키기 위해 필요한 노광량이, 레지스트 감도의 선형성이 열화되는 정도까지 증가할 수 있다.
참고문헌 3에 개시된 기술과 같이, 노광에 의해 형성된 라인패턴의 선폭의 변화에 의거하여 로컬 플레어를 측정하는 것을 상정한다. 이 경우에, 로컬 플레어가 감소됨에 따라, 노광에 의해 형성된 라인패턴의 선폭의 변화도 비례해서 감소된다. 레지스트 패턴의 선폭은, 로컬 플레어의 존재 뿐만 아니라, 선폭측정 정밀도에 관련된 오차나 프로세스 및 장치에 기인한 포커스 오차 등의 여러가지 오차에 의해서도 변화한다. 따라서, 로컬 플레어의 존재에 의한, 노광에 의해 형성된 라인패턴의 선폭의 극히 미세한 변화만을, 여러 가지 요인에 의한 선폭의 변화로부터 추출해서, 로컬 플레어를 정밀하게 측정하는 것에는 한계가 있다.
참고문헌 4에 개시된 기술과 같이, 광량센서를 사용하여 로컬 플레어를 측정 하는 것을 상정한다. 이 경우에도, 광량센서의 바로 윗쪽에 형성된 개구부의 크기 및 형상에 따라서는, 로컬 플레어를 정밀하게 측정할 수 없다. 환언하면, 레지스트를 노광할 때에 사용된 패드패턴을 그대로 사용해서, 광량센서에 의해 패드패턴의 투영 상이 형성되는 위치의 광량을 측정해도, 로컬 플레어를 정밀하게 측정할 수 없다. 광량센서의 바로 윗쪽의 개구부의 크기를 패드패턴의 투영상의 크기보다 작게 되도록 형성하는 것이 필요 불가결하게 된다. 거리를 파라미터로서 사용하여 로컬 플레어를 측정하기 위해서는, 예를 들면, 패드패턴의 투영상의 크기가 2㎛ 정도이면, 광량센서의 바로 윗쪽에 형성된 개구부의 크기는 l㎛ 이하이어야 한다. 그러나, 1㎛m 정도의 크기를 가지는 개구부를 통과하는 광의 양은, 예를 들면, 노이즈의 영향 때문에 만족할만한 신호(S/N비)를 얻기 위해서는 충분하지 않다. 이 때문에, 로컬 플레어를 정밀하게 측정할 수 없다.
충분한 광량을 확보해서 측정 정밀도를 향상시키기 위해서는, 광량센서의 바로 윗쪽에 형성된 개구부의 크기를 크게 하여도 된다. 그러나, 개구부의 크기를 단순하게 크게 하는 것만으로는, 상기 개구부의 크기에 따라서 패드패턴의 크기도 크게 하여야 하기 때문에, 1㎛ 정도의 가까운 위치에서 발생되는 로컬 플레어를 측정하기 위해서는 불충분하다.
본 발명은 피검광학계에 의해 발생되는 로컬 플레어를 단시간에 정밀하게 측정할 수 있는 측정장치를 제공한다.
본 발명의 1측면에 의하면, 피검광학계의 상면에 삽입된 측정부; 및 상기 피 검광학계의 물체면에 삽입된 측정마스크를 구비한 측정장치로서, 상기 측정부는 슬릿형상의 상측 개구부를 가지는 차광판, 및 상기 상측 개구부를 통과한 광의 광량을 측정하는 광량센서를 가지고, 상기 측정마스크는 상기 피검광학계의 상면에 상기 상측 개구부의 종횡의 치수보다 긴 종횡의 치수를 가진 투영상을 형성하는 직사각형 형상의 차광부, 및 상기 차광부의 양측에 형성된 물체측 개구부를 포함하고, 상기 측정장치는, 상기 투영상이 상기 상측 개구부를 덮는 상태에서, 상기 광량센서에 의해 광량을 측정함으로써 상기 피검광학계에 의해 발생된 플레어를 측정하는 것을 특징으로 하는 측정장치를 제공한다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 광원으로부터의 광에 의해 레티클을 조명하는 조명광학계; 상기 레티클의 패턴을 기판에 투영하는 투영광학계; 및 상기에 기재된 측정장치를 구비하고, 상기 측정장치는 피검광학계로서의 상기 투영광학계에 의해 발생된 플레어를 측정하는 것을 특징으로 하는 노광장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 노광장치를 사용하여 기판을 노광하는 공정; 및 상기 노광된 기판의 현상처리를 행하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 디바이스의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 다른 특징은 첨부된 도면을 참조한, 다음의 전형적인 실시형태의 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 발명에 의한 노광장치는 스루풋이 높고, 고품위의 품질 및 우수한 경제성을 지닌 디바이스(예를 들면, 반도체소자, LCD 소자, 촬상소자(예를 들면, CCD), 및 박막자기 헤드)를 제공할 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서 설명한다. 도면에 걸쳐서, 동일한 부재에는 동일한 참조 번호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 1 측면에 의한 측정장치(1)을 도시된 개략 단면도이다. 측정장치(1)는 피검광학계(TOS)에 의해 발생되는 플레어를 측정한다. 본 실시형태에서, 피검광학계(TOS)는 노광장치에 사용되는 투영광학계이며, 상기 측정장치(1)는 상기 투영광학계에 의해 발생된 로컬 플레어를 측정한다. 로컬 플레어는, 수렴각도가 작고, 피검광학계(TOS)의 상면에 있어서, 입사광의 극 주변(1㎛ 내지 수십㎛ 이내의 범위)에 분포한다. 측정장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 조명장치(10), 측정마스크(20), 및 측정부(30)를 구비한다.
조명장치(10)는, 예를 들면, KrF 엑시머레이저 (파장: 약 248nm), ArF 엑시머레이저 (파장: 약 193nm), F2레이저(파장: 약 157nm) 수은램프(i선) 등을 광원으로 사용하여 측정마스크(20)를 조명한다.
측정마스크(20)는 피검광학계(TOS)의 물체면에 삽입된다. 후술하는 바와 같이, 측정마스크(20)는 조명장치(10)로부터의 광을 차광하는 차광부(차광영역)와 조명장치(10)로부터의 광을 투과하는 물체측 개구부(광투과영역)를 포함한 측정패턴을 가진다.
측정부(30)는 피검광학계(TOS)의 상면에 삽입되며, 슬릿형상의 개구부(상측 개구부)(322)를 가지는 차광판(320)과 개구부(322)를 통과한 광의 양을 측정하는 광량센서(340)를 가진다. 측정부(30)는, 후술하는 바와 같이, 측정마스크(20)의 차광부의 투영상이 차광판(320)의 개구부(322)를 가리는 상태에서 개구부(322)를 통과하는 광의 양을 측정한다.
후술하는 바와 같이, 측정장치(1)는 슬릿형상의 개구부(322)에 의해 규정된 범위의 광량(개구부(322)에 투영된 측정마스크(20)의 측정패턴의 투영상의 광량)을 측정부(30)를 사용하여 측정한다. 이에 의해, 측정장치(1)는 어떠한 레지스트 노광 프로세스 및 현상 프로세스도 거치지 않고, 피검광학계(TOS)에 의해 발생된 로컬 플레어를 단시간에 고정밀도로 측정할 수 있다.
이하, 측정마스크(20) 및 측정부(30)에 대해서 상세하게 설명한다. 우선, 측정마스크(20)에 대해 설명한다. 도 2는 측정마스크(20)를 도시된 개략 상면도이다. 본 실시형태에서, 측정마스크(20)는 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 측정패턴(210)(측정패턴(210A1)내지 (210A3), (210B1) 내지 (2l0B3), 및 (210C1) 내지 (210C3))을 가진다. 측정마스크(20)는 본 실시형태에서 3(X방향) × 3(Y방향), 즉 9개의 측정패턴(210)을 가지고 있지만, 반드시 9개의 측정패턴(210)을 가질 필요성은 없다. 예를 들면, 측정마스크(20)를 Y방향으로 주사하는 경우에는, Y방향에는 1개의 측정패턴(210)만을 형성하면 된다. 그러나, 피검광학계(TOS)의 복수의 상 높이에 서 로컬 플레어를 측정하기 위해서는, 로컬 플레어를 측정하는 측정점에 대응해서 복수의 측정패턴(210)을 X방향으로 형성하는 것이 바람직하다.
도 3은 측정마스크(20)의 측정패턴(210)을 도시된 개략 확대도이다. 측정패턴(210)은 도 3에 도시된 바와 같이, 직사각형 형상의 차광부(212)와 차광부(212)의 양측에 형성된 개구부(물체측 개구부)(214)(개구부(214a) 및 (214b)를 포함))를 가진다.
차광부(212)는 피검광학계(TOS)의 상면에, 차광판(320)의 개구부(322)보다 종횡의 치수가 큰 투영상을 형성한다. 측정마스크(20)를 통과하는 광의 양을 충분히 확보하기 위해서, 차광부(212)의 폭방향(제 1 방향)과 직교하는 방향(제 2 방향)의 차광부(212)의 길이(L1)가 그 폭 방향의 차광부(212)의 길이(2a)보다 충분히 길어지도록 설정된다. 보다, 구체적으로는, 그 폭방향과 직교하는 방향의 차광부(212)의 길이(L1)는 그 폭방향의 차광부(212)의 길이(2a)의 10배 이상인 것이 바람직하다.
개구부(214)는 그 폭방향으로 길이(2b)를 가지고, 폭방향과 직교하는 방향으로 차광부(212)의 길이(L1)와 대략 동일한 길이(L2)를 가진다. 개구부(214)는 차광부(212)에 의해, 2개의 개구부(214a) 및 (214b)로 분리된다.
피검광학계(TOS)의 상면에 투영되는 측정패턴(210)(차광부(212))의 투영상은, 피검광학계(TOS)의 축소배율이 β, 상기 투영상의 폭방향의 길이가 2a', 폭방향과 직교하는 방향의 상기 투영상의 길이가 L1'이면, 2a' = 2 βa, L1'= βL1의 관계를 만족시킨다.
다음에, 측정부(30)에 대해 설명한다. 도 4는, 측정부(30)를 도시한 개략상면도이다. 도 4는 측정부(30)의 차광판(320)의 개구부(322)를 나타내고 있다. 차광 판(320)의 개구부(322)의 폭방향의 길이(t)는, 측정패턴(210)(차광부(212))의 투영상의 폭방향의 길이(2a')보다, 예를 들면, 약 1㎛ 만큼 짧다. 개구부(322)의 폭방향과 직교하는 방향의 길이(L3)는, 측정패턴(210)(차광부(212))의 투영상의 폭방향의 길이(2a')보다 충분히 길다. 예를 들면, 상기 길이(L3)는 상기 길이(2a')의 10배 이상 긴 것이 바람직하다. 개구부(322)의 폭방향과 직교하는 방향의 길이(L3)는, 측정패턴(210)(차광부(212))의 투영상의 폭방향과 직교하는 방향의 길이(Ll')와 대략 동일하거나 또는 상기 길이(Ll')보다 짧다.
피검광학계(TOS)에 의해 발생되는 로컬 플레어에 대해 설명한다. 좌표위치(0,0)에 입사되는 광(입사광)에 대한 좌표위치(X, Y)에서의 로컬 플레어의 비율을 나타내는 함수를 G(X, Y)로 한다. 환언하면, G(X, Y)는, 좌표위치(0,0)에 입사되는 광에 의해 발생되는 좌표위치(X, Y)에서의 로컬 플레어를 나타낸다. 좌표위치(x', y')에 입사하는 입사광의 이상적인 강도분포를 나타내는 함수를 T(x', y')로 한다. 피검광학계(TOS)의 상면 상의 점(x, y)에 있어서 측정된 로컬 플레어의 강도비I(x, y)는, 개구부 상의 임의의 점(x', y')에서 발생되는 로컬 플레어의 적분량:
Figure 112008014949896-PAT00001
으로 주어진다.
도 5는 로컬 플레어를 측정하기 위한 종래의 측정패턴(1000)을 도시한 개략 상면도이다. 측정패턴(1000)은 피검광학계(TOS)의 물체면에 형성되고, 차광부로서 역할하는 패드패턴(1010)과 개구부로서 역할하는 윈도우(1020)를 가진다. 패드패턴(1010)의 중심좌표 위치는 (0, 0)이며, 패드패턴(1010)은 1변의 길이가 2e인 정방형이고, 윈도우(1020)는 1변의 길이가 2f인 정방형이라고 상정한다. 그러면, 중심좌표 위치(0,0)에 있어서의 로컬 플레어 Ief(0, 0)는,
Figure 112008014949896-PAT00002
로 주어진다. 단, e < lxl < f 및 e < | y | < f 에 대해서는, T(x , y) = 1이고, 상기 이외의 x 및 y의 범위에 대해서는 T(x , y) = 0.
식(2)을 참조하면, 로컬 플레어 Ief(0,0)는 패드패턴(1010)의 1변의 반의 길이 e와 윈도우(1020)의 1변의 반의 길이 f에 의해 정의된다. 환언하면, 로컬 플레어 Ief(O,O)는 입사광에 대해서, e㎛ 내지 f㎛의 범위에 발생하는 로컬 플레어의 총합이 된다.
도 5에 도시된 종래의 측정패턴(1000)에 있어서, 패드패턴(1010)의 중심좌표 위치(0,0)에 광량센서를 삽입해서 이 위치에서 광량을 측정하면, 원리적으로는, 로컬 플레어를 측정하는 것이 가능하다. 그러나, 패드패턴(l010)의 중심 좌표 위치(0,O)에서의 광량을 측정하기 위해서는, 광량센서의 바로 윗쪽에 형성되는 차광판의 개구부의 면적을 감소시킬 필요가 있다. 그 결과, 광량센서에 입사하는 광의 양이 감소 되어서, 전기적인 노이즈의 영향에 의해 충분히 높은 S/N비를 얻지 못한다. 이 때문에, 로컬 플레어를 정밀하게 측정할 수 없다.
이 문제를 해결하기 위해서, 광량센서의 바로 윗쪽에 형성되는 차광판의 개 구부의 면적을 증가시킬 수 있다. 그러나, 도 6에 도시된 바와 같이, 광량센서의 바로 윗쪽에 형성되는 차광판의 개구부(1130)의 면적을 등방적으로 확대하면, 로컬 플레어의 측정에 필요한 광량을 확보할 수 있지만, 발생된 로컬 플레어의 범위를 정의할 수 없다. 도 6은 종래의 측정패턴(1000)과 상기 측정패턴(1000)의 패드패턴(1010)에 따라서 면적을 확대시킨 개구부(1130)를 가지는 차광판을 서로 중첩시킨 상태를 나타내는 도면이다.
개구부(1130)의 크기가, 소망의 로컬 플레어의 측정범위, 예를 들면, 1㎛ 내지 2㎛ 보다 커지면, 개구부(1130)의 위치에 의해 광량센서에 입사하는 로컬 플레어의 범위가 변경된다. 개구부(1130)를 1변이 2d (d < e << f 및 d >> 1 )의 정방형이라고 가정하면, 광량센서의 중심부분에는, 입사광으로부터 e㎛ 이상 떨어진 로컬 플레어 만이 입사한다. 이에 의해, 입사광으로부터 l㎛ 내지 2㎛ 이내의 로컬 플레어를 정확하게 측정할 수 없다.
예를 들면, e - d = 2㎛이면, 개구부(1130)의 주변 부분에는 입사광으로부터2㎛의 위치에 발생된 로컬 플레어가 입사 하지만, 2차원적으로 동일한 거리만큼 모든 방향으로 입사광으로부터 떨어진 로컬 플레어를 측정할 수 없다. 이와 같이, 개구부(1130)의 면적을 크게 한 것 만으로는, 로컬 플레어를 정확하게 측정하는데 불충분하다. 환언하면, 로컬 플레어를 정밀하게 측정하기 위해서는, 측정패턴의 형상 및 차광판의 개구부의 형상을 최적화할 필요가 있다.
이 때문에, 본 실시형태에서는, 도 7에 도시된 바와 같이, 차광판(320)이 슬릿형상의 개구부(322)를 가지고, 측정마스크(20)는 측정패턴(210)의 직사각형 형상 의 차광부(212)를 가지며, 차광부(212)는 개구부(322) 보다 큰 종횡 치수를 가지고 있다. 이 구성에 의해, 개구부의 면적을 크게 해서 광량센서에 입사하는 광량을 충분히 확보할 수 있고 또한, 로컬 플레어의 값을 위치 정보로서 취득할 수 있다. 이에 의해, 로컬 플레어의 분포의 범위를 특정할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에서는, 위치에 대해서 로컬 플레어의 분포를 정밀하게 측정하는 것이 가능하다.
도 7을 참조하면, 측정부(30)를 사용하여 로컬 플레어를 측정함으로써 얻은 측정치 Iab는
Figure 112008014949896-PAT00003
으로 주어진다. 단, a < | x'| <b, 및 | y'| < L1 / 2 에 대해서는 T(x', y') = 1이고, 상기 이외의 x' 및 y'에 범위에 대해서는 T(x',y') = 0.
적분은 dx와 dy에 대해서 차광판(320)에 있어서의 슬릿형상의 개구부(322)의 범위에서 실행되므로, 그 중심을 원점으로 가정하면, |x| < t/2 와 |y| < L3/2이 된다.
상기 측정패턴(210)(차광부(212))과 상기 차광판(320)(개구부(322)) 간의 관계는, 상기 개구부(322)의 폭방향의 길이(t)가 측정된 로컬 플레어와 입사광 간의 최소 거리보다 짧고(예를 들면, 1㎛ 이하), 또한 y > b인 경우에는, G(b)→0가 되도록 결정된다. 로컬 플레어는, 입사광으로부터의 거리가 증가 됨에 따라 작아지는 경향이 있다. 입사광으로부터 충분히 떨어진 거리, 예를 들면, 50㎛ 내지 100㎛의 거리일 때, 로컬 플레어가 무시할 수 있을 정도로 작다고 가정하면, 식 (3)은
Figure 112008014949896-PAT00004
로 근사할 수 있다.
함수 G(x', y'-y)의 좌표 (y'-y)는, ly'-y| > b에서는 0이 된다. L1 > L3 + 2b에 대해서는, dy에 관한
Figure 112008014949896-PAT00005
의 적분은 단순히 그것을 L3와 승산한 것과 같아지기 때문에, 분자의 L3는 분모의 L3로 약분되어 식 (4)를 얻을 수 있다.
이와 같이, 측정부(30)를 사용해서 로컬 플레어를 측정하여 얻은 측정치(Iab)는, 도 5에 나타낸 종래의 측정패턴(1000)에 있어서의 패드패턴(1010)의 중심좌표(0,0)에서 얻은 로컬 플레어 Ief(식 (2))와 같은 식으로 근사 된다.
식 (4)에 의해 주어진 측정치 Iab는, a㎛ 내지 b㎛의 범위에 존재하는 로컬 플레어를 측정한 것을 의미한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 차광판(320)의 슬릿형상의 개구부(322)를 Y방향으로 복수의 미세영역(322A)으로 분할했을 경우를 생각한다. 미세영역(322A)은 도 5에 나타낸 종래의 측정패턴(1000)의 패드패턴(1010)에 상당한다. 본 실시형태에서는, 미세영역(322A)를 Y방향으로 적산하는 것에 의해 광량을 충분히 확보하고, 이에 의해 측정정밀도를 향상시키고 있다. 본 실시형태의 측정패턴(210)의 차광부(212)는, 도 5에 도시된 종래의 측정패턴(1000)의 패드패턴(1010)과 달리, Y방향으로 펼쳐진 슬릿형상을 가진다. 미리 오프셋으로서 2개의 패턴 간의 로컬 플레어의 차이를 취득하고 측정부(30)를 사용해서 로컬 플레어를 측정함으로써 얻은 측정치(Iab)를 보정할 수 있다. 보다 구체적으로는, 도 5에 도시된 측정패턴(1000)(단, 패드패턴(1010)은 1변의 길이가 2a, 윈도우(1020)는 1변의 길이가 2b)을 사용해서 로컬 플레어(I1)를 측정한다. 다음에, 도 3에 도시된 측정패턴(210)(즉, 패드패턴(1010)의 면적을 Y방향으로 확대하여 얻은 차광부를 가지는 측정패턴)을 사용해서 로컬 플레어(I2)를 측정한다. 마지막으로, 측정부(30)를 사용해서 로컬 플레어를 측정해서 얻어진 측정치 Iab에 대해서, I1 / I2의 비율로 승산하면 된다. 여기서, 도 8은, 식(4)에 의해 나타낸 측정치 Iab의 의미를 설명하기 위한 도면인 것에 유의한다.
본 실시형태에서는, 측정패턴(210)의 차광부(212)의 폭방향과 직교하는 방향의 길이(L1)와 차광판(320)의 개구부(322)의 폭방향과 직교하는 방향의 길이(L3)가 L1 > L3 +2b를 만족시키는 경우를 예시하였다. 그러나, 차광판(320)의 개구부(322)의 폭방향과 직교하는 방향의 길이(L3)가 개구부(322)의 폭방향의 길이(t)보다 충분히 긴 경우에는, 상기 길이 (L1) 및 (L3)는 반드시 상기 관계를 만족시킬 필요는 없다. L1 = L3 또는 L1 > L3이면, 상기 관계로부터 어긋남이 측정 정밀도에 주는 영향이 작기 때문에 상기와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
도 9는 피검광학계(TOS)의 상면에 형성되는 측정패턴(210)의 투영상의 광강도 분포(단면)를 도시한 그래프이다. 측정패턴(210)의 투영상에 대해서 차광판(320)의 슬릿형상의 개구부(322)를 개구부(322)의 폭방향으로 이동시키면서, 광량센서(340)를 사용하여 측정패턴의 투영상에 관한 광량을 측정함으로써, 도 9에 도시된 바와 같은 광강도분포를 얻을 수 있다. 측정패턴(210)의 차광부(212)에 의 해 차광판(320)의 슬릿형상의 개구부(322)를 차광하는 영역에서의 광량을 E1로 놓는다. 광량(E1)은 측정패턴(210)에 대응하는 로컬 플레어의 강도에 상당한다. 차광판(320)의 슬릿형상의 개구부(322)를 측정패턴(210)의 차광부(212)에 의해 차광하지 않는 영역에서의 광량을 E2로 놓는다. 그러면, 로컬 플레어율은 E1 / E2 × 100[%]로 주어질 수 있다. 단, 측정패턴(210)(차광부(212))의 방향이 차광판(320)의 슬릿형상의 개구부(322)의 방향과 정확하게 일치하지 않으면, 광량(E1)을 정확하게 측정할 수 없다. 예를 들면, 측정패턴(210)의 차광부(212)가 개구부(322)의 길이방향으로 차광판(320)의 개구부(322)로부터 어긋나 있는 경우에는, 광량(E1)은 실제 값보다 큰 측정값을 갖는다. 이 경우에, 측정패턴(210)(차광부(212)) 또는 차광판(320)(개구부(322))을 이동시키면서 광량(E1)을 측정해서, 그 최소치를 채용한다.
차광판(320)의 개구부(322)가 한 개의 슬릿만을 가지는 때에 충분한 광량을 얻을 수 없는 경우에는, 도 10에 도시된 바와 같은 복수의 측정패턴(210)을 가지는 측정 마스크(20A)와 도 11에 도시된 바와 같은 복수의 슬릿형상의 개구부(322)를 포함한 차광판(320)을 가지는 측정부(30B)를 사용한다. 이에 의해, 광량센서(340)에 의해 수광되는 광량을 증가시킬 수 있다. 상술한 바와 같이, 로컬플레어가 입사광으로부터 충분히 떨어져 있는 위치, 예를 들면, 입사광으로부터 50㎛ 내지 100㎛ 이상 떨어져 있는 위치에 있어서는, 로컬 플레어는 무시할 수 있다. 이 때문에, 차광판(320)의 슬릿형상의 개구부(322)에 근접한 개구부 이외의 영향은 무시해도 된다. 여기서, 도 10은 측정마스크(20A)를 도시한 개략 상면도이다. 도 11은 측정 부(30B)를 도시한 개략 상면도이다.
도 12에 도시된 바와 같은 측정마스크(20B)를 사용해도 된다. 측정마스크(20B)는 개구부(214c)와 차광부(212)를 교대로 가진다. 상기 개구부(214c)는 인접하는 측정패턴(210)의 개구부(214a) 및 (214b)를 접속하여 형성된다. 이에 의해, 복수의 측정패턴(210)을 형성하는 영역을 작게 할 수 있다. 여기서, 도 12는 측정마스크(20B)를 도시한 개략 상면도이다.
또, 도 l3A 내지 도 13C에 도시된 바와 같이, 각 마스크에 대해서 차광부(212) 및 개구부(214)의 폭의 차이를 가진 측정패턴(210)을 포함한 복수의 측정마스크(20C) 내지 (20E)를 사용해도 된다. 이에 의해, 측정패턴(210)의 치수에 대응하는 로컬 플레어의 공간 분포의 범위를 선택적으로 측정하는 것이 가능해진다. 주어진 측정패턴에 대한 로컬 플레어의 측정치는, 측정패턴의 차광부(212)의 폭방향의 길이(2a) 및 개구부(214)의 폭방향의 길이(2b)에 의해 결정되는 a㎛ 내지 b㎛의 범위 내의 로컬 플레어 Iab의 측정치에 대응한다. a 및 b를 파라미터로서 사용하여 복수의 로컬 플레어 Iab를 측정하면, Iab는, 로컬 플레어 분포를 나타내는 함수 G(x, y)의 적분 값이기 때문에, 측정치(적분치) I를 로컬 플레어 분포의 범위를 정의하는 거리의 함수인 a 및 b를 사용하여 근사할 수 있다. 로컬 플레어의 공간적인 분포가 등방적이면, 로컬 플레어의 측정치(적산치) I를 미분함으로써, 분포의 함수G(r)를 산출할 수도 있다. 여기서, 도 13A 내지 도 13C는 측정마스크(20C)내지 (20E)를 도시한 개략 상면도이다.
상술한 측정패턴 간의 차이를 사용한 오프셋 보정은, 도 13A 내지 도 13C에 도시된 차광부(212)의 폭 및 개구부(214)의 폭이 서로 다른 측정패턴(210)의 조합에 대해서 실시한다. 이에 의해, 폭이 서로 다른 차광부(212) 및 개구부(214)를 가진 측정패턴(210)에 대한 로컬 플레어마다 보정할 수 있다. 또한, 서로 다른 폭을 가진 복수의 차광부와 서로 다른 폭을 가진 복수의 개구부를 가진 마스크를, 상기 복수의 마스크를 조합하기 위해 사용하여도 된다.
본 실시형태에서는, 차광판(320)의 슬릿형상의 개구부(322)의 길이방향이 Y방향인 경우를 예시적으로 설명했다. 그러나, 도 14에 도시된 바와 같은, 측정패턴(210)을 90°회전시켜 형성된 측정패턴(210')을 포함한 측정마스크(20F)와, 도 15에 도시된 바와 같은 슬릿형상의 개구부(322)를 90°회전시켜 형성된 개구부(322')를 포함한 차광판(320)을 가지는 측정부(30F)를 사용해도 된다. 측정마스크(20F)는 길이방향이 Y방향인 차광부(212)를 포함한 측정패턴(210)과, 길이방향이 X방향인 차광부(212)를 포함한 측정패턴(210')을 가진다. 측정부(30F)는 길이방향이 Y방향인 슬릿형상의 개구부(322)와, 길이방향이 X방향인 슬릿형상의 개구부(322')를 포함한 차광판(320)을 가진다. 여기서, 도 14는, 측정 마스크(20F)를 도시한 개략 상면도이다. 도 15는 측정부(30F)를 도시한 개략 상면도이다.
측정마스크(20F) 및 측정부(30F)를 사용해서 X방향으로 로컬 플레어를 측정하는 경우를 생각한다. 차광판(320)의 개구부(322)의 위치를 측정패턴(210)의 차광부(212)의 투영상의 위치와 맞추어서, 광량센서(340)을 X방향으로 한 스텝씩 이동시키면서 로컬 플레어를 측정한다. 한편, 측정마스크(20F) 및 측정부(30F)를 사용해서 Y방향으로 로컬 플레어를 측정하는 경우를 생각한다. 차광판(320) 개구 부(322')의 위치를 측정패턴(210')의 차광부(212)의 투영상의 위치와 맞추어서, 동일한 방법으로 로컬 플레어를 측정한다.
측정마스크(20F) 및 측정부(30F)를 사용하는 경우에는, 예를 들면, X방향의 로컬 플레어를 측정하는 동안에, Y방향의 로컬 플레어를 측정하기 위한 개구부(322')에 광이 입사하지 않도록 그것들을 배치하는 것이 중요하다. 이에 의해, 측정패턴(210)의 투영상의 위치로부터 개구부(322')가 충분히 떨어지도록 할 필요가 있다. 이 때문에, 측정패턴(210) 및 (210')이 서로 직교하도록(도 14참조), 개구부(322) 및 (322')를 형성하는 것이 바람직하다. 그러나, 측정패턴(210)의 형셩영역이나 광량센서(340)의 크기에 여유가 있는 경우에는, 각각이 동시에 서로 근접하지 않는 한 개구부(322) 및 (322')를 자유롭게 형성할 수 있다.
도 14에 도시된 측정마스크(20F)는, X 및 Y방향의 각각으로 1개의 차광부(212)를 가지고 있지만, 상술한 바와 같이, X 및 Y방향의 각각으로 복수의 차광부(212)를 가지고 있어도 된다. 서로 다른 폭을 가진 차광부(212) 및 개구부(214)를 가진 복수의 측정패턴(210)을 측정마스크(20F)에 형성해도 된다.
상기한 바와 같이, 측정장치(1)에 의해, 피검광학계(TOS)에 발생되는 로컬 플레어를 단시간에 정밀하게 측정할 수 있다.
이하, 측정장치(1)를 적용한 노광장치에 대해서 설명한다. 도 16은 본 발명의 1 측면에 의한 노광장치(500)를 도시한 개략 단면도이다. 본 실시형태에서는, 노광장치(500)는 스텝 앤드 스캔 방식을 사용하여 레티클(520)의 패턴을 웨이퍼 (540)에 전사하는 투영노광장치이다. 그러나, 노광장치(500)는 스텝 앤드 리피트 방식도 적용할 수 있다. 상기 노광장치(500)는 조명장치(510), 레티클(520)과 측정마스크(20)를 지지하는 레티클스테이지(525), 투영광학계(530), 및 웨이퍼(540)와 측정부(30)를 지지하는 웨이퍼스테이지(545)를 가진다. 노광장치(500)에 있어서, 조명장치(510), 측정마스크(20), 및 측정부(30)는, 상술한 측정장치(1)를 구성한다.
조명장치(510)는 전사되어야 하는 회로패턴이 형성된 레티클(520) 및 측정마스크(20)를 조명하고, 광원부(512)와 조명광학계(514)를 가진다.
광원부(512)는, 예를 들면, 광원으로서 엑시머레이저를 사용한다. 엑시머레이저는, 예를 들면, 파장 약 248nm의 KrF 엑시머레이저, 파장 약 193nm의 ArF 엑시머레이저 등을 포함한다. 그러나, 광원부(512)의 광원은 특히 엑시머레이저로 한정되지 않고, 예를 들면, 파장 약 365nm의 i선의 수은등을 사용해도 된다.
조명광학계(514)는 레티클(520) 및 측정마스크(20)를 조명하는 광학계이며, 예를 들면, 렌즈, 미러, 옵티컬 인티그레이터, 위상판, 회절광학소자, 및 조리개를 포함한다.
레티클(520)은 회로패턴을 가지고, 레티클스테이지(525)에 의해 지지 및 구동된다. 레티클(520)에 의해 발생된 회절광은, 투영광학계(530)를 통하여 웨이퍼 (540)에 투영된다. 상기 노광장치(500)는 스텝 앤드 스캔 방식의 노광장치이기 때문에, 레티클(520)과 웨이퍼 (540)를 주사함으로써, 레티클(520)의 패턴을 웨이퍼(540)에 전사한다.
레티클스테이지(525)는 레티클(520) 및 측정마스크(20)를 지지하고, 이동기 구(도시하지 않음)에 접속되어 있다. 이동기구(도시하지 않음)는, 예를 들면, 리니어모터를 포함하고, X축방향으로 레티클스테이지(525)를 구동함으로써 레티클(520)및 측정마스크(20)를 이동시킬 수 있다.
투영광학계(530)는 레티클(520)의 패턴을 웨이퍼(540)에 투영한다. 투영광학계(530)에 의해 발생된 로컬 플레어를, 조명장치(510), 측정마스크(20) 및 측정부(30)를 포함하는 측정장치(1)에 의해 정밀하게 측정하고, 상기 측정결과에 의거하여 상기 로컬 플레어를 저감하도록 투영광학계를 조정한다. 상기 측정장치(1)에 의해 얻어진 측정결과에 의거하여, 레티클(520)의 패턴(선폭)을 역보정해서, 웨이퍼(540) 상에 전사되었을 때에 소망한 패턴을 형성하도록 하여도 된다.
본 실시형태에서는, 기판으로서 웨이퍼(540)를 사용한다. 그러나, 웨이퍼 (540) 대신에 유리 플레이트 등의 다른 기판을 사용할 수도 있다. 웨이퍼(540)에는 포토레지스트가 도포되어 있다.
웨이퍼스테이지(545)는 웨이퍼(540) 및 측정부(30)를 지지하고, 예를 들면, 리니어 모터를 사용해서 웨이퍼(540) 및 측정부(30)를 구동한다.
투영광학계(530)에 의해 발생된 로컬 플레어를 측정하기 위한 측정장치의 측정마스크(20) 및 측정부(30)는, 상술한 어떠한 형태도 적용 가능하고, 여기서 상세한 설명(구성 및 측정동작)은 생략한다. 레티클(520)의 일부에, 상술한 로컬 플레어를 측정하기 위한 측정패턴을 형성하여도 된다.
우선, 노광장치(500)는 투영광학계(530)에 의해 발생된 로컬 플레어를 측정한다. 상술한 바와 같이, 투영광학계(530)에 의해 발생된 로컬 플레어는, 측정장 치(1)의 조명장치(510), 측정마스크(20), 및 측정부(30)를 사용하여 측정된다. 다음에, 노광장치(500)는 상기 측정결과에 의거해서 투영광학계(530)의 플레어의 레벨을 판정한다. 장치를 장기간 사용하는 것에 의해, 광학계의 어떤 구성요소에 이물이 부착하기 때문에 플레어가 변화하는 경우가 있다. 본 경우에서도, 이 측정에 의해 플레어의 변화를 정기적으로 모니터하는 것이 가능해진다. 로컬 플레어의 측정결과에 변화가 검출되는 경우에는, 광학계의 클리닝에 의해 변화를 회복하는 것이 가능하다.
상기 노광장치(500)는 노광에 의해 레티클(520)의 패턴을 웨이퍼(540)에 전사한다. 광원부(512)에 의해 방출된 광속은 조명광학계(514)에 의해 레티클(520)을 조명한다. 레티클(520)의 패턴을 반영하는 광의 성분은 투영광학계(530)에 의해 웨이퍼(540) 상에 결상한다. 노광장치(500)에 사용되는 투영광학계(530)는 상술한 바와 같이, 종래기술보다 발생되는 로컬 플레어의 양을 적게 발생시키고, 우수한 결상 능력을 달성한다. 따라서, 상기 노광장치(500)는 스루풋이 높고, 고품위의 품질 및 우수한 경제성을 지닌 디바이스(예를 들면, 반도체소자, LCD 소자, 촬상소자(예를 들면, CCD), 및 박막자기 헤드)를 제공할 수 있다.
다음에, 도 17 및 도 18을 참조하면서, 상술한 노광장치(500)를 사용한 디바이스의 제조방법의 실시형태에 대해서 설명하다. 도 17은 디바이스(예를 들면, IC 및 LSI 등의 반도체칩, LCD, CCD 등)를 제조하는 방법을 설명하는 흐름도이다. 여기서는, 반도체칩의 제조를 예로서 설명한다. 스텝 1(회로설계)에서는 반도체 디바이스의 회로를 설계한다. 스텝 2(레티클제작)에서는 설계된 회로패턴을 가진 레 티클을 형성한다. 스텝 3(웨이퍼제조)에서는 실리콘 등의 재료를 사용하여 웨이퍼를 제조한다. 스텝 4(웨이퍼 프로세스)는, 전공정으로도 부르며, 레티클 및 웨이퍼를 사용하여 리소그래피에 의해 웨이퍼에 실제의 회로를 형성한다. 스텝 5(조립)는, 후공정으로도 부르며, 스텝 4에서 형성된 웨이퍼를 반도체칩으로 형성하고, 조립공정(예를 들면, 다이싱, 본딩), 패키징 공정(칩 밀봉) 등을 포함한다. 스텝 6(검사)에서는 스텝 5에서 제조된 반도체 디바이스에 대한 동작확인 테스트 및 내구성 검사 등의 각종 검사를 실행한다. 이들 공정을 거쳐서, 반도체 디바이스를 완료해서 출하한다(스텝 7).
도 18은 스텝 4의 웨이퍼 프로세스의 상세한 흐름도이다. 스텝 11(산화)에서는 웨이퍼의 표면을 산화시킨다. 스텝 12(CVD)에서는, 웨이퍼의 표면에 절연층을 형성한다. 스텝 13(전극 형성)에서는, 웨이퍼 상에 전극을 증착 등에 의해 형성한다. 스텝 14(이온 주입)애서는, 웨이퍼에 이온을 주입한다. 스텝 15(레지스트 처리)에서는, 웨이퍼에 감광제를 도포한다. 스텝 16(노광)에서는, 노광장치(500)를 사용하여 레티클의 회로패턴을 웨이퍼에 노광한다. 스텝 17(현상)에서는, 노광한 웨이퍼를 현상한다. 스텝 18(에칭)에서는, 현상한 레지스트상 이외의 부분을 에칭한다. 스텝 19(레지스트 박리)에서는, 에칭이 끝나 불필요해진 레지스트를 제거한다. 이들 스텝을 반복하여 실시함으로써 웨이퍼 상에 다중의 회로패턴이 형성된다. 본 실시형태의 디바이스의 제조방법에 의하면, 종래의 것보다 고품위의 디바이스를 제조할 수 있다. 이와 같이, 노광장치(500)를 사용하는 디바이스의 제조방법, 및 결과물로서의 디바이스는 본 발명의 1 측면을 구성한다.
본 발명을 전형적인 실시형태에 관련하여 설명하였지만, 본 발명은 개시된 전형적인 실시형태에 한정되지 않는 것으로 이해되어야 한다. 이하 특허청구의 범위는 이러한 모든 변경, 동등한 구성 및 기능을 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 1 측면에 의한 측정장치를 도시한 개략 단면도;
도 2는 도 1에 도시된 측정장치의 측정 마스크를 도시한 개략 상면도;
도 3은 도 2에 도시된 측정마스크의 측정패턴을 도시한 개략 확대도;
도 4는 도 1에 도시된 측정장치의 측정단위를 도시한 개략 상면도;
도 5는 로컬 플레어를 측정하기 위한 종래의 측정패턴을 도시한 개략 상면도;
도 6은 도 5에 도시된 종래의 측정패턴과, 상기 측정패턴의 패드패턴에 따라서 면적을 확대시킨 개구부를 가지는 차광판이 서로 중첩된 상태를 도시한 도면;
도 7은 도 3에 도시된 측정패턴과 도 4에 도시된 측정부(차광판)를 중첩시킨상태를 도시한 도면;
도 8은 식 (4)에 도시된 측정치 Iab의 의미를 설명하기 위한 도면;
도 9는 도 3에 도시된 측정패턴의 투영상의 광강도 분포(단면)를 도시한 그래프;
도 10은 도 1에 도시된 측정장치에 적용가능한 측정 마스크를 도시한 개략상면도;
도 11은 도 1에 도시된 측정장치에 적용가능한 측정부를 도시한 개략 상면도;
도 12는 도 1에 도시된 측정장치에 적용가능한 측정마스크를 도시한 개략 상면도;
도 13A 내지 도 13C는 도 1에 도시된 측정장치에 적용가능한 복수의 측정마스크를 도시한 개략 상면도;
도 14는 도 1에 도시된 측정장치에 적용가능한 측정마스크를 도시한 개략 상면도;
도 15는 도 1에 도시된 측정장치에 적용가능한 측정부를 도시한 개략 상면도;
도 16은 본 발명의 1측면에 의한 노광장치를 나타내는 개략 단면도;
도 17은 디바이스의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도;
도 18은 도 17의 스텝 4의 웨이퍼 프로세스의 상세한 흐름도.
[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]
1: 측정장치 10: 조명장치
20: 측정마스크 30: 측정부
210: 측정패턴 212: 차광부
214, 322: 개구부 320: 차광판
500: 노광장치 510: 조명장치
512: 광원부 514: 조명광학계
520: 레티클 525: 레티클스테이지
530: 투영광학계 540: 웨이퍼
545: 웨이퍼스테이지 TOS: 피검광학계

Claims (8)

  1. 피검광학계의 상면에 삽입된 측정부; 및
    상기 피검광학계의 물체면에 삽입된 측정마스크
    를 구비한 측정장치로서,
    상기 측정부는 슬릿형상의 상측 개구부를 가지는 차광판, 및 상기 상측 개구부를 통과한 광의 양을 측정하는 광량센서를 가지고,
    상기 측정마스크는 상기 피검광학계의 상면에 상기 상측 개구부의 종횡의 치수보다 긴 종횡의 치수를 가진 투영상을 형성하는 직사각형 형상의 차광부, 및 상기 차광부의 양측에 형성된 물체측 개구부를 포함하고,
    상기 측정장치는, 상기 투영상이 상기 상측 개구부를 덮는 상태에서, 상기 광량센서에 의해 광량을 측정함으로써 상기 피검광학계에 의해 발생된 플레어를 측정하는 것을 특징으로 하는 측정장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제 1 방향과 직교하는 제 2 방향의 상기 상측 개구부의 길이가, 상기 제 1 방향의 상기 상측 개구부의 길이의 10배 이상인 것을 특징으로 하는 측정장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 차광판은 슬릿형상의 복수의 상측 개구부를 가지고,
    상기 측정마스크는 상기 피검광학계의 상면에, 상기 상측 개구부의 종횡의 치수보다 긴 종횡의 치수를 가진 투영상을 형성하는 직사각형 형상의 차광부, 및 상기 차광부의 양측에 형성된 물체측 개구부를 각각 포함한 복수의 측정패턴을 가지고,
    상기 측정장치는, 상기 복수의 측정패턴의 각각의 차광부에 의해 형성된 투영상이 상기 복수의 상측 개구부 중의 해당 개구부를 덮는 상태에서, 상기 광량센서에 의해 광량을 측정하여 상기 피검광학계에 의해 발생된 플레어를 측정하는 것을 특징으로 하는 측정장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정 마스크는 폭이 다른 복수의 차광부를 가지는 것을 특징으로 하는 측정장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정 마스크는 폭이 다른 복수의 물체측 개구부를 가지는 것을 특징으로 하는 측정장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    각 측정마스크의 차광부가 서로 다른 복수의 상기 측정마스크를 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 측정장치.
  7. 광원으로부터의 광에 의해 레티클을 조명하는 조명광학계;
    상기 레티클의 패턴을 기판에 투영하는 투영광학계; 및
    제 1 항에 기재된 측정장치
    를 구비하고,
    상기 측정장치는 피검광학계로서의 상기 투영광학계에 의해 발생된 플레어를 측정하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  8. 제 7 항에 기재된 노광장치를 사용하여 기판을 노광하는 공정; 및
    상기 노광된 기판의 현상처리를 행하는 공정
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 디바이스의 제조방법.
KR1020080018640A 2007-03-01 2008-02-29 측정장치, 노광장치 및 디바이스의 제조방법 KR20080080442A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007051934A JP2008218577A (ja) 2007-03-01 2007-03-01 測定装置、露光装置及びデバイス製造方法
JPJP-P-2007-00051934 2007-03-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20080080442A true KR20080080442A (ko) 2008-09-04

Family

ID=39471937

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080018640A KR20080080442A (ko) 2007-03-01 2008-02-29 측정장치, 노광장치 및 디바이스의 제조방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20080213704A1 (ko)
EP (1) EP1965259A3 (ko)
JP (1) JP2008218577A (ko)
KR (1) KR20080080442A (ko)
TW (1) TW200842518A (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010205896A (ja) * 2009-03-03 2010-09-16 Nikon Corp フレア計測方法及び露光方法
CN106154761B (zh) * 2015-04-15 2018-06-26 上海微电子装备（集团）股份有限公司 一种杂散光测量装置及测量方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4051240B2 (ja) 2002-07-31 2008-02-20 富士通株式会社 試験用フォトマスク、フレア評価方法、及びフレア補正方法
JP2004126486A (ja) * 2002-07-31 2004-04-22 Fujitsu Ltd パターン寸法補正装置及びパターン寸法補正方法
JP3939670B2 (ja) 2003-03-26 2007-07-04 シャープ株式会社 フレア測定用フォトマスク対、フレア測定機構、及び、フレア測定方法
JP2006080245A (ja) 2004-09-08 2006-03-23 Nikon Corp フレア計測方法、露光方法、及びフレア計測用のマスク
EP1808883A4 (en) * 2004-09-30 2011-07-13 Nikon Corp MEASURING METHOD, EXPOSURE METHOD AND COMPONENT MANUFACTURING METHOD

Also Published As

Publication number Publication date
EP1965259A2 (en) 2008-09-03
US20080213704A1 (en) 2008-09-04
JP2008218577A (ja) 2008-09-18
EP1965259A3 (en) 2012-11-07
TW200842518A (en) 2008-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7948616B2 (en) Measurement method, exposure method and device manufacturing method
JP3610175B2 (ja) 投影露光装置及びそれを用いた半導体デバイスの製造方法
JP2002289494A (ja) 計測方法及びそれを用いた投影露光装置
US7209215B2 (en) Exposure apparatus and method
JP2002198303A (ja) 露光装置、光学特性計測方法、及びデバイス製造方法
JP2007180152A (ja) 測定方法及び装置、露光装置、並びに、デバイス製造方法
KR20030001202A (ko) 포커스 모니터 방법과 포커스 모니터용 장치 및 반도체장치의 제조 방법
JP2006313866A (ja) 露光装置及び方法
JP3774590B2 (ja) 投影露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法
JP2002206990A (ja) 波面収差測定方法及び投影露光装置
KR0185454B1 (ko) 위치검출장치 및 그것을 구비한 노광장치
JP2005030963A (ja) 位置検出方法
KR100955116B1 (ko) 수차측정방법 및 코마수차측정방법
JP2007180209A (ja) 測定方法及び装置、露光装置、並びに、デバイス製造方法
JP3796294B2 (ja) 照明光学系及び露光装置
JP2000315642A (ja) 収差による位置ずれ及びディストーションの計測方法と装置並びにレチクル
US7586626B2 (en) Measurement method, exposure method, exposure apparatus, and device fabrication method
KR20000071810A (ko) 수차에 기인한 위치상의 이동과 위치 어긋남의 측정 장치및 방법
KR20080080442A (ko) 측정장치, 노광장치 및 디바이스의 제조방법
EP1544682A2 (en) Exposure apparatus, alignment method and device manufacturing method
JP5089137B2 (ja) 露光装置及びデバイス製造方法
JP2006080444A (ja) 測定装置、テストレチクル、露光装置及びデバイス製造方法
JP2007173689A (ja) 光学特性計測装置、露光装置、及びデバイス製造方法
JP2004279166A (ja) 位置検出装置
JP2003178968A (ja) 収差計測方法及び投影露光装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
NORF Unpaid initial registration fee