KR20200074163A - 노광장치 및 물품의 제조방법 - Google Patents

노광장치 및 물품의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20200074163A
KR20200074163A KR1020207013921A KR20207013921A KR20200074163A KR 20200074163 A KR20200074163 A KR 20200074163A KR 1020207013921 A KR1020207013921 A KR 1020207013921A KR 20207013921 A KR20207013921 A KR 20207013921A KR 20200074163 A KR20200074163 A KR 20200074163A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
substrate
amount
receiving element
exposure
Prior art date
Application number
KR1020207013921A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102433510B1 (ko
Inventor
미치오 코노
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
Priority claimed from PCT/JP2018/038416 external-priority patent/WO2019082726A1/ja
Publication of KR20200074163A publication Critical patent/KR20200074163A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102433510B1 publication Critical patent/KR102433510B1/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
    • 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
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
    • G03F7/70641—Focus
    • 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
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
    • G03F9/7023—Aligning or positioning in direction perpendicular to substrate surface
    • G03F9/7026—Focusing
    • 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
    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G03F7/70091—Illumination settings, i.e. intensity distribution in the pupil plane or angular distribution in the field plane; On-axis or off-axis settings, e.g. annular, dipole or quadrupole settings; Partial coherence control, i.e. sigma or numerical aperture [NA]
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
    • G02B7/30—Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line
    • G02B7/32—Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line using active means, e.g. light emitter
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
    • G02B7/40—Systems for automatic generation of focusing signals using time delay of the reflected waves, e.g. of ultrasonic waves
    • 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
    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G03F7/70091—Illumination settings, i.e. intensity distribution in the pupil plane or angular distribution in the field plane; On-axis or off-axis settings, e.g. annular, dipole or quadrupole settings; Partial coherence control, i.e. sigma or numerical aperture [NA]
    • G03F7/70116—Off-axis setting using a programmable means, e.g. liquid crystal display [LCD], digital micromirror device [DMD] or pupil facets
    • 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
    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G03F7/702—Reflective illumination, i.e. reflective optical elements other than folding mirrors, e.g. extreme ultraviolet [EUV] illumination systems
    • 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
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70258—Projection system adjustments, e.g. adjustments during exposure or alignment during assembly of projection system
    • 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
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70283—Mask effects on the imaging process
    • G03F7/70291—Addressable masks, e.g. spatial light modulators [SLMs], digital micro-mirror devices [DMDs] or liquid crystal display [LCD] patterning devices
    • 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
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Focusing (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Abstract

기판에 패턴을 형성하기 위한 노광 광을 기판 위에 투영하는 투영 광학계와, 기판에 있어서 반사된 빛을 통과시키기 위한 개구를 포함하는 차광부재와, 기판에 있어서 반사된 후에 개구를 통과한 광속을 수광하는 수광 소자를 포함하는 노광장치에 있어서, 수광 소자에 있어서 수광된 광량에 따라, 디포커스 량을 변경시키는 포커스 제어를 행한다.

Description

노광장치 및 물품의 제조방법
본 발명은, 노광장치 및 그것을 사용한 물품의 제조방법에 관한 것이다.
원판(마스크)의 패턴을, 투영 광학계를 거쳐 감광성의 기판에 전사하는 노광장치가 알려져 있다. 최근, 노광장치에 의해 노광되는 기판의 대형화가 진행되고, 그것에 따라, 패턴이 형성되는 마스크도 대형화하고 있다. 마스크가 대형화하면, 마스크 자체의 코스트가 상승하는 동시에, 마스크의 제조 기간이 길어져, 마스크의 제조 코스트의 상승에 이어진다.
따라서, 패턴이 형성된 마스크를 이용하지 않고, 기판 위에 패턴을 형성하는 것이 가능한 소위 마스크리스 노광장치가 주목받고 있다. 마스크리스 노광장치는, 디지털 마이크로미러 디바이스(Digital Micromirror Device: DMD)등의 광 변조기를 사용한 디지털 노광장치다. 마스크리스 노광장치에서는, DMD에 의해 노광 패턴에 대응하는 노광 광을 생성하고, 노광 패턴에 대응하는 패턴 데이터를 기판 위에 노광함으로써, 마스크를 이용하지 않고 기판 위에 패턴을 형성할 수 있다.
특허문헌 1은, 레이저 출사부에서 출사된 레이저빔을 광 변조기의 각 변조 소자에 입사시키고, 각 변조 소자에 의해 노광 상태와 비노광 상태 중 어느 한개로 변조함으로써, 화상 데이터에 근거하여 화상 노광을 행하는 마스크리스 노광장치를 개시하고 있다.
일본국 특개 2004-62155호 공보 일본국 특개 2011-2512호 공보
마스크리스 노광장치에서는, 기판 상에서의 스폿 광의 강도 분포가 패턴의 해상 성능에 큰 영향을 미친다. 스폿 광의 집광 위치가 기판과 수직한 방향으로 어긋나는 것에 의해, 기판 상에서의 스폿 광의 강도 분포에 격차가 생기고, 결과적으로 패턴의 해상 성능의 저하를 초래할 우려가 있다. 스폿 광의 집광 위치와 기판면과의 위치 어긋남을 나타내는 디포커스를 저감시키는 포커스 제어를 행함으로써, 패턴의 해상 성능을 향상시킬 수 있다.
특허문헌 2는, 기판을 유지하는 유지 부재에 설치된, 디포커스를 검지하기 위한 화상처리 센서를 사용한 포커스 제어방법을 개시하고 있다. 광 변조기에서 반사되어 투영 광학계를 투과한 빛을 화상처리 센서에 결상시키고, 화상처리 센서에 결상된 광학 상의 콘트라스트가 높아지도록, 광 변조기에 의해 반사되는 광 빔의 각도를 조절함으로써 포커스 제어를 행하고 있다.
특허문헌 2의 포커스 제어방법에서는, 기판의 유지면을 기준으로 한 디포커스에 대한 포커스 제어를 실행하는 것은 가능하지만, 실제로 패턴이 형성되는 기판을 기준으로 한 디포커스에 대한 포커스 제어를 실행하는 것은 곤란하다. 그 때문에, 특허문헌 2에 있어서의 포커스 제어방법에서는, 포커스 정밀도를 충분히 향상시킬 수 없을 우려가 있다. 또한, 광학 상의 콘트라스트에 근거하여 포커스 제어를 실행하기 위해서는 비교적 긴 시간을 필요로 하기 때문에, 고속의 포커스 제어를 실현하는 것은 곤란하다.
본 발명은, 기판 상에 있어서의 포커스 제어를 고속 또한 고정밀도로 실행하는 것이 가능한 노광장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 노광장치는, 기판에 패턴을 형성하기 위한 노광 광을 기판 위에 투영하는 투영 광학계와, 상기 기판에 있어서 반사된 빛을 통과시키기 위한 개구를 포함하는 차광부재와, 상기 기판에 있어서 반사된 후에 상기 개구를 통과한 광속을 수광하는 수광 소자와, 상기 수광 소자에 있어서 수광된 광량에 따라, 상기 노광 광의 집광 위치와 상기 기판의 위치 어긋남을 나타내는 디포커스 량을 변화시키는 포커스 제어를 행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 기판 상에 있어서의 포커스 제어를 고속 또한 고정밀도로 실행하는 것이 가능한 노광장치가 얻어진다.
도1은 제1실시형태에 관한 광학계의 구성을 도시한 도면이다.
도2는 제2실시형태에 따른 광학계의 구성을 도시한 도면이다.
도3은 제3실시형태에 따른 광학계의 구성을 도시한 도면이다.
도4는 제4실시형태에 따른 광학계의 구성을 도시한 도면이다.
도5는 본 발명에 따른 기판 상의 주사 노광의 개요를 도시한 도면이다.
도6은 디포커스 량과 수광 소자의 검출 광량의 관계를 도시한 도면이다.
도7은 기판에 있어서의 표면 높이의 변동을 도시한 도면이다.
도8은 변형예 1에 관한 광학계의 구성을 도시한 도면이다.
도9는 변형예 1에 있어서의 디포커스 량과 수광 소자의 검출 광량의 관계를 도시한 도면이다.
도10은 변형예 2에 관한 광학계의 구성을 도시한 도면이다.
도11은 변형예 2에 있어서의 디포커스 량과 수광 소자의 검출 광량의 관계를 도시한 도면이다.
이하, 각도면을 참조해서 본 발명의 실시형태에 대해서 상세하게 설명한다. 이때, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 이하의 실시형태는 본 발명의 구체 예를 나타내는 것에 지나지 않는다. 본 발명의 노광장치는, 패턴이 형성된 마스크를 이용하지 않고, 기판 위에 패턴을 형성하는 것이 가능한 소위 마스크리스 노광장치로서 적합한 것이다. 이때, 본 발명의 노광장치는, 패턴이 형성된 마스크를 사용해서 기판 위에 패턴을 형성하는 노광장치에도 적용할 수 있다.
(제1실시형태)
도 1을 사용하여, 본 실시형태에 따른 조명 광학계 IL 및 투영 광학계 PO를 포함하는 노광장치의 구성을 설명한다.
본 실시형태에서는, 기판 PL에 있어서 반사되어, 투영 광학계 PO에 설치된 핀홀을 통과한 광속의 광량을 검출함으로써, 스폿 광의 집광 위치와 기판 PL면의 위치 어긋남을 나타내는 디포커스 량의 검출을 행한다. 그리고, 차광부재로서의 핀홀을 이동시킴으로써, 검출된 디포커스 량을 변화시키는 포커스 제어를 행한다.
본 실시형태에 따른 소위 마스크리스 노광장치에서는, 조명 광학계 IL로부터 조사된 광속을, 광 변조기의 한 개인 광 변조부로서의 디지털 마이크로미러 디바이스(이하, DMD로 기재한다)에 입사시킨다. 그리고, DMD에 의해 노광 패턴에 대응하는 노광 광을 생성하고, 투영 광학계 PO를 거쳐 노광 광을 기판 PL 위에 집광시킴으로써, 노광 패턴에 대응하는 패턴 데이터를 기판 위에 노광한다.
광원 LS로서는, 반도체 레이저나 LED(Light Emitting Diode)가 사용된다. 광원의 파장은, 기판 PL 위에 도포되는 감광성 레지스트의 종류에 의해 결정된다. 광원 LS의 파장은, 일반적으로는 300nm로부터 440nm 정도다.
이어서 조명 광학계 IL의 구성에 대해 설명한다. 광원 LS로부터 조사된 광속은, 광학계 IL1에 의해 콜리메이트되어, 플라이아이 렌즈 FE를 조명한다.
도 1중의 플라이아이 렌즈 FE는, 조명 광학계 IL의 광축(Z축)과 수직한 X축과 Y축을 포함하는 XY 평면내에 배치된 9개의 렌즈 셀을 포함한다. 9개의 렌즈 셀은, X축 방향으로 3개 나란하게 배치되고, Y축 방향으로 3개 나란하게 배치되어 있다. 이때, 플라이아이 렌즈 FE를 구성하는 렌즈 셀의 수는 적절히 변경하는 것이 가능하다.
플라이아이 렌즈 FE에 의해 광학계 IL2에 대하여 대략 균일하게 조명된 광속은, 광학계 IL2의 작용에 의해, DMD를 구성하는 광 변조 소자로서의 마이크로 미러에 결상된다. 여기에서, 도 1에서는, DMD에 입사된 광속이 DMD를 투과하는 것과 같이 그려져 있지만, 실제로는 DMD에 입사된 광속은 DMD를 구성하는 각 마이크로 미러의 반사면에 의해 반사된다.
DMD를 구성하는 복수의 마이크로 미러는 2차원 형상으로 배치되어 있고, 각 미러의 반사면의 각도는 각각 개별적으로 변경 가능하게 되어 있다. 이에 따라, 각 미러에 조사되는 빛을 노광 상태와 비노광 상태 중 어느 한개로 변조할 수 있다.
다음에, 투영 광학계 PO의 구성에 대해 설명한다. DMD를 구성하는 마이크로미러에서 반사된 광속은, 투영 광학계 PO를 구성하는 광학계 PO1에 입사된다. 광학계 PO1은, 광학계 PO1에 입사된 광속을 마이크로렌즈 어레이 MLA에 집광하는 작용을 갖는다. 마이크로렌즈 어레이 MLA는, 필드 렌즈 MF와, 필드 렌즈 MF로부터 필드 렌즈 MF의 초점거리만큼 떨어진 위치에 있는 결상 렌즈 Mi로 구성된다.
광학계 PO1에 의해 필드 렌즈 MF에 결상된 광속은, 결상 렌즈 Mi에 의해 재결상된다. 본 실시형태에서는, 결상 렌즈 Mi에 의한 재결상점은, 결상 렌즈 Mi의 내부에 위치한다. 재결상점으로부터의 광속은 광학계 PO2에 의해 다시 결상되고, 이 결상 위치에 복수의 개구를 갖는 핀홀 PH1을 배치하고 있다. 핀홀 PH1의 각 개구는, DMD를 구성하는 마이크로 미러의 위치에 대응하고 있다. 핀홀 PH1에 의해 직경이 작아진 스폿 광은, 광학계 PO3을 거쳐 기판 PL 위에 조사된다.
핀홀 PH1은 예를 들면 금속으로 구성된다. 금속은 광반사율이 높기 때문에, 핀홀 PH1의 재료로서 금속을 사용함으로써 핀홀 PH1의 차광 특성을 높일 수 있다. 또한, 핀홀 PH1을 유전체막에 의해 피막하는 구성으로 하여도 된다.
다음에, 핀홀 및 후술하는 수광 소자를 사용한, 디포커스 량의 검출방법 및 디포커스 량을 변화시키는 포커스 제어방법에 대해 설명한다.
처음에 핀홀과 수광 소자를 사용한 디포커스 량의 검출방법에 대해 설명한다. 본 실시형태에서는, 투영 광학계 PO에 포함되는 광학계 PO2와 핀홀 PH1 사이에, 반사부재로서의 빔 스플리터 BS1a를 배치하고 있다. 빔 스플리터 BS1a에 의해 반사된 광속은 결상 렌즈 L1a에 의해 수광 소자 LR1a 위에 결상된다.
상기한 바와 같이, 핀홀 PH1을 통과한 스폿 광은, 광학계 PO3을 거쳐 기판 PL 위에 집광된다. 여기에서 기판 PL 위에 집광된 스폿 광의 일부는, 기판 PL에 의해 반사되고, 광학계 PO3 및 핀홀 PH1의 개구를 통과해서 빔 스플리터 BS1a에 입사한다. 빔 스플리터 BS1a에 입사된 빛의 일부는 빔 스플리터 BS1a에 의해 반사되고, 결상 렌즈 L1a에 의해 수광 소자 LR1a 위에 결상된다.
본 실시형태에서는, 수광 소자 LR1a에서 수광된 광량에 근거하여, 스폿 광의 집광 위치와 기판 PL면의 위치 어긋남을 나타내는 디포커스 량의 추정을 행하고 있다. 핀홀 PH1은, 기판 PL면에 대하여 광학적으로 공역의 면에 배치되어 있고, 디포커스 량이 소정 량보다도 작은 초점맞춤 상태에 있어서, 수광 소자 LR1a에서 수광되는 광량이 최대가 된다. 한편, 소정 량 이상의 디포커스 량이 생기고 있는 비초점맞춤 상태에 있어서는 핀홀 PH를 통과하는 광속에 비네팅이 생겨, 수광 소자 LR1a에서 수광되는 광량이 저하한다.
초점맞춤 상태에 있어서 수광 소자 LR1a에서 검출되는 최대 광량을 기준값으로 하여 디포커스 량의 추정을 행한다. 구체적으로는, 수광 소자 LR1a에 있어서 검출되는 광량과 디포커스 량의 상대 관계를 미리 결정해 놓음으로써, 수광 소자 LR1a에 있어서 검출되는 광량으로부터 디포커스 량을 추정할 수 있다. 예를 들면, 전술한 상대 관계를 제어부 CTR에게 기억시키고, 수광 소자 LR1a에 있어서의 광량의 검출 결과를 제어부 CTR에 입력함으로써 제어부 CTR는 디포커스 량을 저감시키기 위한 포커스 제어를 실행할 수 있다.
다음에, 포커스 제어방법의 상세에 대해 설명한다. 본 실시형태에서는, 광학부재로서의 핀홀 PH1을 투영 광학계 PO의 광축 방향으로 이동시킴으로써 포커스 제어를 행한다. 구체적으로는, 수광 소자 LR1a에 있어서 검출되는 광량이 증가하는 방향으로 핀홀 PH1을 이동시킨다. 핀홀 PH1의 이동량은, 전술한 방법에서 추정된 디포커스 량과, 광학계 PO3의 초점거리 등에 의해 결정된다.
핀홀 PH1은 액추에이터 AFD1에 의해 구동되고, 핀홀 PH1의 이동량은 제어부 CTR로부터 액추에이터 AFD1에 입력된다. 이때, 포커스 제어에 있어서 구동시키는 광학부재로서, DMD나 마이크로렌즈 어레이 MLA를 사용해도 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 수광 소자 LR1a에 있어서의 광량의 검출 결과에 근거하여 포커스 제어를 행한다. 수광 소자 LR1a에 있어서의 광량 검출은 비교적 단시간에 실행 할 수 있으므로, 본 실시형태에 따른 포커스 제어를 행함으로써, 포커스 제어의 고속화를 실현할 수 있다. 또한, 수광 소자 LR1a에서 검출되는 광량은, 기판 PL 위의 노광 영역에 있어서 반사된 광속을 직접 검출한 것이기 때문에, 수광 소자 LR1a에 있어서 검출된 광량에 근거하여 포커스 제어를 행함으로써, 포커스 제어의 정밀도를 높일 수 있다.
본 실시형태에서는, 복수의 수광부가 2차원 형상으로 배치된 수광 소자 LR1a를 사용하는 것을 상정하고 있다. 수광 소자 LR1a를 구성하는 각 수광부는 각각, 핀홀 PH1의 1개의 개구 및 DMD를 구성하는 1개의 마이크로 미러에 대응하고 있다. 이에 따라, DMD를 구성하는 1개의 미러에서 반사된 광속에 의해 노광되는 기판 상의 영역마다 포커스 제어를 실행할 수 있으므로, 포커스 제어의 정밀도를 높일 수 있다.
한편, 복수의 수광부에서 개별적으로 광량의 검출을 행하면 포커스 제어에 시간을 필요로 할 우려가 있다. 따라서, DMD를 구성하는 1개의 마이크로 미러의 노광 영역에 있어서의 기판 PL의 표면 형상의 변화량이 충분히 작은 경우에는, 수광 소자 LR1a를 1개의 수광부로 구성해도 된다. 이에 따라, 포커스 제어에 필요로 하는 시간을 한층 더 단축할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 핀홀 PH1과 광학계 PO3의 사이에, 빔 스플리터 BS1b를 더 배치하고 있다. 빔 스플리터 BS1b에 의해 반사된 광속은 결상 렌즈 L1b에 의해 수광 소자 LR1b 위에 결상된다. 수광 소자 LR1b에 의해 검출되는 광량에 근거하여, 기판 PL의 표면 반사율의 변화에 따르는 수광 소자 LR1a에 있어서 검출되는 광량의 기준값의 보정을 행한다.
수광 소자 LR1a에 있어서 검출되는 광량의 기준값의 보정에 대해서 상세하게 설명한다. 예를 들면, 기판 PL에는 다양한 레지스트 재료가 도포될 수 있기 때문에, 도포된 레지스트 재료의 종류에 따라 기판 PL의 표면 반사율이 변화된다. 기판 PL의 표면 반사율이 변화되면, 초점맞춤 상태에 있어서 수광 소자 LR1a에서 검출되는 최대 광량도 변화되어 버린다. 상기한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 수광 소자 LR1a에서 검출되는 최대 광량을 기준값으로 하여 포커스 제어를 실행하고 있기 때문에, 기판 PL의 표면 반사율의 변화에 따라 기준값을 변경할 필요가 있다.
기판 PL에 의해 반사된 광속은 핀홀 PH1을 통과하지 않고, 수광 소자 LR1b에 이른다. 그 때문에, 수광 소자 LR1b에서 검출되는 광량은, 디포커스 량에 관계없이 거의 변화되지 않는다. 즉, 수광 소자 LR1b에 있어서의 검출 광량을 사용해서 수광 소자 LR1a의 검출 광량을 정규화함으로써, 기판 PL의 표면 반사율이 변화되었을 경우에 있어서도 포커스 제어의 정밀도를 유지할 수 있다. 예를 들면, 수광 소자 LR1a의 검출 광량과 수광 소자 LR1b의 검출 광량의 비를 사용해서 수광 소자 LR1a의 검출값의 정규화를 행할 수 있다.
(제2실시형태)
도 2를 사용해서 본 발명의 제2실시형태에 따른 노광장치에 대해 설명한다. 제1실시형태에 관한 노광장치에서는, 투영 광학계 PO의 광로를 차광하는 핀홀 PH1을 사용해서 디포커스 량의 검출 및 포커스 제어를 행한다. 제2실시형태에 따른 노광장치에서는, 투영 광학계 PO의 광로 중에 설치 빔 스플리터 BS1a에 의해 반사된 빛의 광로 중에, 복수의 개구를 갖는 핀홀 PH2를 배치하고 있다. 이하, 제1실시형태와의 차이에 대해 설명한다. 이때, 제1실시형태와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략한다.
본 실시형태에서는, 빔 스플리터 BS1a에서 반사된 광속은, 결상 렌즈 L1a에 의해 핀홀 PH2 위에 집광되고, 결상 렌즈 L2에 의해 수광 소자 LR1a 위에 결상된다. 스폿 광의 집광 위치와 기판 PL면의 위치 어긋남을 나타내는 디포커스 량이 소정값보다도 작은 초점맞춤 상태에 있어서 수광 소자 LR1에서 수광되는 광량이 최대가 되도록 핀홀 PH2가 배치된다.
제1실시형태에 관한 노광장치와 마찬가지로, 제어부 CTR는, 수광 소자 LR1에 있어서의 광량의 검출 결과에 근거하여 디포커스 량을 추정한다. 본 실시형태에서는 포커스 제어를 실행하기 위해서, 마이크로렌즈 어레이 MLA를 투영 광학계 PO의 광축 방향으로 이동시킨다. 구체적으로는 마이크로렌즈 어레이 MLA를 이동시키기 위한 구동신호가, 제어부 CTR로부터 액추에이터 AFD2에 송신되고, 이 구동신호에 근거하여 액추에이터 AFD2는 마이크로렌즈 어레이 MLA를 구동한다.
이때, 본 실시형태에서는, 포커스 제어를 위해 마이크로렌즈 어레이 MLA를 이동시키고 있지만, DMD를 이동시킴으로써 포커스 제어를 실행해도 된다. 또한, 반드시 마이크로렌즈 어레이 MLA 전체를 이동시킬 필요는 없고, 결상 렌즈 Mi 만을 이동시키는 구성으로 하여도 된다.
(제3실시형태)
도 3을 사용해서 본 발명의 제3실시형태에 따른 노광장치에 대해 설명한다. 제2실시형태로서, 투영 광학계 PO의 광로 중에 설치된 빔 스플리터 BS1a에 의해 반사된 빛의 광로 중에, 복수의 개구를 갖는 핀홀 PH2를 배치하는 구성을 설명하였다. 본 실시형태에서는, 투영 광학계 PO보다도 광원 LS측에 설치 빔 스플리터 BS3에 의해 반사된 빛의 광로 중에, 복수의 개구를 갖는 핀홀 PH3을 배치하고 있다. 이하, 제1실시형태 및 제2실시형태의 차이에 대해 설명한다. 이때, 제1실시형태 및 제2실시형태와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략한다.
본 실시형태에서는, 빔 스플리터 BS3에서 반사된 광속은, 결상 렌즈 L3a에 의해 핀홀 PH3 위에 집광되고, 결상 렌즈 L3b에 의해 수광 소자 LR3 위에 결상된다. 스폿 광의 집광 위치와 기판 PL면의 위치 어긋남을 나타내는 디포커스 량이 소정값보다도 작은 초점맞춤 상태에 있어서 수광 소자 LR3에서 검출되는 광량이 최대가 되도록 핀홀 PH3이 배치된다.
제1실시형태 및 제2실시형태에 따른 노광장치와 마찬가지로, 제어부 CTR는, 수광 소자 LR3에 있어서의 광량의 검출 결과에 근거하여 디포커스 량을 결정한다. 본 실시형태에서는, 포커스 제어를 실행하기 위해서, DMD를 조명 광학계 IL 및 투영 광학계 PO의 광축 방향으로 이동시킨다. 구체적으로는 DMD를 이동시키기 위한 구동신호가, 제어부 CTR로부터 액추에이터 AFD3에 송신되고, 이 구동신호에 근거하여 액추에이터 AFD3은 DMD를 구동한다.
이때, 본 실시형태에서는, 포커스 제어를 위해 DMD를 이동시키고 있지만, 마이크로렌즈 어레이 MLA를 이동시킴으로써 포커스 제어를 실행해도 된다.
(제4실시형태)
도 4를 사용해서 본 발명의 제4실시형태에 따른 노광장치에 대해 설명한다. 본 실시형태에서는, 조명 광학계 IL과 투영 광학계 PO를 포함하는 노광 유닛 EU와는 별도로, 스폿 광의 집광 위치와 기판 PL면의 위치 어긋남을 나타내는 디포커스 량의 검출을 행하기 위한 광학 유닛 OU를 설치하고 있다. 이때 노광 유닛 EU의 구성은 지금까지의 실시형태에 있어서 설명한 구성과 동일하기 때문에, 노광 유닛 EU에 관한 설명은 생략한다.
광학 유닛 OU에는, 광원 LSB, 결상광학계 LK1, 핀홀 PH4, 결상광학계 LK2이 포함된다. 광원 LSB으로부터 출사한 광속은, 결상광학계 LK1에 의해 핀홀 PH4 위에 집광되고, 결상광학계 LK2에 의해 기판 PL 위의 위치 A에 집광된다.
결상광학계 LK1과 핀홀 PH4 사이에는 빔 스플리터 BS4a가 배치되고, 빔 스플리터 BS4a에 의해 반사된 광속은, 결상 렌즈 L4a에 의해 수광 소자 LR4a 위에 집광된다.
핀홀 PH4는, 디포커스가 생겼을 때에, 수광 소자 LR4a에 있어서 검출되는 광량이 저하하도록 배치되어 있고, 제1실시형태에 있어서의 디포커스 량의 검출방법과 같은 방법으로, 본 실시형태에 있어서의 디포커스 량의 검출이 행해진다. 광학 유닛 OU에 의해 검출된 디포커스 량에 관한 정보는 제어부 CTR에 송신되고, 제어부 CTR는 수신한 정보에 근거하여, 노광 유닛 EU에 포함되는 핀홀 PH1의 구동신호를 액추에이터 AFD1에 송신한다. 액추에이터 AFD1은 수신한 구동신호에 근거하여 핀홀 PH1을 이동시킴으로써 포커스 제어를 실행한다.
본 실시형태와 같이, 디포커스 량을 검출하기 위한 광학 유닛 OU를, 포커스 제어를 실행하기 위한 노광 유닛 EU과 다른 유닛으로 함으로써, 노광 처리의 스루풋을 향상시킬 수 있다.
도 4에 있어서, 기판 PL이 X축의 플러스측에서 마이너스측을 향해서 주사 노광될 경우에 대해 설명한다. 기판 PL 위의 노광 영역은, 광학 유닛 OU의 투영 영역을 통과한 후에 노광 유닛 EU의 투영 영역을 통과한다. 즉, 광학 유닛 OU의 투영 영역을 통과한 타이밍에서 검출된 디포커스 량에 근거하여 포커스 제어를 실행한 후에, 노광 유닛 EU에 의해 노광 처리를 실행할 수 있다. 포커스 제어를 위해 기판 PL을 정지시키지 않고 주사 노광을 행할 수 있기 때문에, 포커스 정밀도의 향상과 스루풋 향상을 양립시키는 것이 가능해 진다.
이때, 도 4에 있어서는, 노광 유닛 EU에 포함되는 핀홀 PH1을 이동시킴으로써 포커스 제어하고 있지만, DMD나 마이크로렌즈 어레이 MLA를 이동시킴으로써 포커스 제어를 실행해도 된다.
(주사 노광의 개요)
도 5는, 기판 상의 주사 노광의 개요를 도시한 도면이다. DMD는 XY 평면 내에 배치된 복수의 마이크로 미러로 구성되고, 도 5에 있어서의 각 점은, DMD를 구성하는 마이크로 미러에 의해 형성된 스폿 광을 나타내고 있다.
도 5에 있어서의 Sx, Sy는 주사 노광시의 기판 PL의 주사 방향을 나타내고 있다. 기판 PL의 주사 방향에 대하여 스폿 광의 배열 방향이 각도 α만큼 경사지도록 구성되어 있다. 이러한 구성으로 함으로써, 기판 PL 위를 균일하게 노광할 수 있다. Sy 방향으로 기판이 주사될 경우에는, Sx-Sy 좌표에 있어서의 Sx=0에 위치하는 영역은, 도 5 중에 흑점으로 나타낸 바와 같이 간헐적으로 복수회에 걸쳐 노광된다. 도 5는, 기판 PL 위의 특정한 노광 영역이, 스폿 광 S1, S2, S3, S4, S5에 있어서 순차 노광되는 형상을 나타내고 있다.
각 노광 타이밍에서 검출된 수광 소자에 있어서의 광량에 근거하여 전술한 포커스 제어가 행해진다. 특정한 스폿 광 Sn의 조사에 의해 수광 소자에서 검출된 광량에 근거하여, 스폿 광 Sn+1에 의한 노광을 위한 포커스 제어를 실행해도 되고, 복수의 스폿 광의 조사에 의해 수광 소자에서 검출된 광량에 근거하여 포커스 제어를 실행해도 된다.
예를 들면, 스폿 광 Sn 내지 Sn+99의 각 스폿 광의 조사마다 수광 소자에서 검출된 광량에 근거하여, 스폿 광 Sn+100에 의한 노광을 위한 포커스 제어를 실행할 수 있다.
기판 상의 특정한 영역에 대한 주사 노광에 있어서의 포커스 제어방법에 대해서 도 6을 사용하여 설명한다. 도 6에 있어서, 가로축은 스폿 광의 집광 위치와 기판 면의 위치 어긋남을 나타내는 디포커스 량을 표시하고 있다. 세로축은 수광 소자에 있어서의 검출 광량을 나타내고 있다. 이하, 실시형태 1에 관한 노광장치에 있어서의 포커스 제어방법에 대해 설명한다.
도 6 중의 (A)는, 포커스 제어의 개시시에 수광 소자에 의해 검출되는 광량과 포커스 제어의 개시시의 디포커스 량을 나타내고 있다. (A)의 단계에서는, 스폿 광의 집광 위치와 기판 면의 위치 어긋남의 방향이 불명이기 때문에, 핀홀 PH1을 광원 LS측과 기판 PL측 중 어느 한개를 향해서 구동한다. 예를 들면, 디포커스 량이 마이너스 방향으로 Z1만큼 증대하도록 핀홀 PH를 이동시키면, (B)과 같이 수광 소자에 있어서 검출되는 광량이 저하한다. 이 시점에서, 핀홀 PH를 이동시키는 방향과 수광 소자에 있어서의 검출 광량의 증감의 관계가 판명되기 때문에, (C)에서는, (A)로부터 (B)에의 핀홀 PH1의 구동 방향과는 반대 방향으로 핀홀 PH1을 이동시킨다. 여기에서, (B)로부터 (C)에의 핀홀 PH1의 이동량이, (A)로부터 (B)에의 핀홀 PH1의 이동량의 2배가 되도록 핀홀 PH1이 구동된다.
이상과 같이 핀홀 PH1의 구동방향을 적절히 설정함으로써, 고속의 포커스 제어를 실현할 수 있다.
이때, 도 6에서 나타낸 것과 같이, 포커스 제어를 개시하는 타이밍에서는 핀홀의 구동 방향과 디포커스의 증감의 관계가 불명이기 때문에, 포커스 제어의 개시시에는 디포커스 량이 증대하는 방향으로 핀홀을 이동시켜 버리는 일이 있다. 단, 도 5에서 나타낸 것과 같이, 마스크리스 노광장치에서는, 기판 상의 특정한 노광 영역에 있어서 스폿 광에 의한 노광을 복수회에 걸쳐 행하는 다중노광이 실행된다. 그 때문에, 가령 포커스 제어의 개시시에 디포커스 량을 증대시키는 것 같은 제어를 행하였다고 하더라도, 초기 단계의 노광에 있어서의 포커스 제어의 정밀도에 영향을 미칠 뿐이며, 기판 상의 패턴 형성 정밀도를 저하시킬 가능성은 낮다.
또한, 도 7에 나타낸 것과 같이, 실제의 기판 PL의 표면 높이는 완만하게 변화하고 있는 경우가 많다. 도7은, 기판 PL에 있어서의 표면 높이의 Y축 방향의 변동을 나타내고 있다. 예를 들면, Y축 방향의 위치 Ys에 있어서는, 도 5에 나타낸, 스폿 광 S1, S2, S3, S4, S5에 의해 순차 주사 노광이 행해진다. 또한, 스폿 광 S1에 주목하면, 스폿 광 S1에 의해 Ys, Ys+1, Ys+2, … Ye의 각 영역의 노광이 순차 행해진다.
고정밀도의 노광 동작을 실행하기 위해서는, 기판의 표면 높이의 변동에 맞춰서 디포커스 량을 저감시키는 포커스 제어를 행하는 것이 요구된다. 단, 도 6에 있어서 설명한 바와 같이, 주사 노광의 개시 타이밍에서는 디포커스 량을 저감시키기 위해서 핀홀 PH1을 구동하는 방향이 정해지지 않고 있다.
그러므로 주사 노광의 개시 직후의 기간에서는, 포커스 정밀도가 불충분한 상태에서 노광 동작이 실행되어 버릴 우려가 있다. 도 7의 예에서는, 스폿 광 S1에 의한 위치 Ys에서의 노광에 있어서의 포커스 정밀도가 불충분할 우려가 있다. 단, 도 6에 나타낸 것과 같이, 계속해서 포커스 제어를 실행함으로써, 포커스 정밀도를 높이는 것이 가능하다.
구체적으로는, 스폿 광 S2에 의한 노광에 있어서의 포커스 정밀도는, 스폿 광 S1에 의한 노광에 있어서의 포커스 정밀도보다도 저하할 가능성이 있다. 그렇지만, 스폿 광 S3에 의한 노광에 있어서의 포커스 정밀도는, 스폿 광 S1이나 S2에 의한 노광에 있어서의 포커스 정밀도보다도 향상시키는 것이 가능하다.
이렇게 기판 PL 위의 특정한 영역에 있어서 스폿 광에 의한 노광을 반복하여 행하는 다중노광을 실행함으로써, 고정밀도의 패턴 형성이 가능해 진다. 이것은, 포커스 정밀도가 불충분한 상태에서 노광되는 노광량의 다중노광 전체의 노광량에 차지하는 비율이 작기 때문이다.
(변형예1)
도8은, 제2실시형태에 따른 노광장치의 변형예 1을 도시한 도면이다. 제2실시형태에 있어서의 노광장치와의 차이점은, 핀홀 PH2의 배치 장소에 있다. 변형예 1에서는, 결상 렌즈 L1a에 의한 집광면 BP으로부터 소정 량만큼 분리하여 핀홀 PH2를 배치하고 있다.
이렇게 핀홀 PH2를 배치함으로써, 도 9에 나타낸 것과 같이, 초점맞춤 상태의 근방에 있어서 디포커스 량의 변화에 대한 검출 광량의 변화가 커지기 때문에, 디포커스 량의 검출 정밀도를 높일 수 있다. 결과적으로 포커스 정밀도의 향상에 기여할 수 있다.
(변형예2)
도10은, 제2실시형태에 따른 노광장치의 변형예 2를 도시한 도면이다. 변형예 2에서는, 결상 렌즈 L1a를 투과한 광속을 빔 스플리터 BS2에 의해, 투과 광속과 반사 광속으로 나누고 있다. 그리고, 빔 스플리터 BS2를 투과한 투과 광속이, 핀홀 PH2a, 결상 렌즈 L2a를 투과해서 수광 소자 LR2a에 집광하도록 하는 광학 배치로 하고 있다. 또한, 빔 스플리터 BS2에서 반사된 반사 광속이, 핀홀 PH2b, 결상 렌즈 L2b를 투과해서 수광 소자 LR2b에 집광하도록 하는 광학 배치로 하고 있다. 제어부 CTR는, 수광 소자 LR2a 및 수광 소자 LR2b로부터의 정보에 근거하여 액추에이터 AFD2에 대하여 구동신호를 송신한다.
여기에서, 핀홀 PH2a와 핀홀 PH2b 중 한쪽이 결상 렌즈 L1a의 집광면 BP보다도 수광 소자측에 위치하고, 다른 쪽이 집광면 BP에 대하여 수광 소자와는 반대측에 위치하도록, 핀홀 PH2a와 핀홀 PH2b가 배치된다. 이때, 핀홀 PH2a와 집광면 BP의 거리가, 핀홀 PH2b와 집광면 BP의 거리와 같아지도록, 핀홀 PH2a 및 핀홀 PH2b를 배치하는 것이 바람직하다.
변형예 2에 관한 노광장치에 있어서의 포커스 제어방법에 대해서 도 11을 사용하여 설명한다. 상기한 바와 같이, 핀홀 PH2a 및 핀홀 PH2b를 집광면 BP으로부터 어긋나게 배치함으로써, 도11에 있어서 파선으로 나타낸 것과 같이, 초점맞춤 상태에 있어서 수광 소자 LR2a 및 수광 소자 LR2b에서 검출되는 광량은 각각 최대 광량과 비교해서 낮아진다.
수광 소자 LR2a에 있어서의 검출 광량과 수광 소자 LR2b에 있어서의 검출 광량의 차분은 도 11 중의 실선으로 표시된다. 도 11에서는, 플러스 방향으로 디포커스가 발생하고 있는 경우에는 검출 광량의 차분은 마이너스가 되고, 마이너스 방향으로 디포커스가 발생하고 있을 경우에는 검출 광량의 차분이 플러스가 된다. 그리고 초점맞춤 상태일 때에는 검출 광량의 차분이 0이 된다.
이러한 구성으로 함으로써, 수광 소자 LR2a에 있어서의 검출 광량과 수광 소자 LR2b에 있어서의 검출 광량의 차분의 부호에 근거하여 디포커스의 발생 방향을 특정하는 것이 가능해져, 포커스 제어의 고속화를 실현할 수 있다.
(기타 변형예)
이때, 기판 PL을 투영 광학계 PO의 광축 방향으로 구동시킴으로써, 디포커스 량을 변화시키는 포커스 제어를 행해도 된다.
(물품의 제조방법)
본 발명의 실시형태에 따른 물품의 제조방법은, 예를 들면, 반도체 디바이스 등의 마이크로 디바이스나 미세 구조를 갖는 소자 등의 물품을 제조하는데 적합하다. 본 실시형태의 물품의 제조방법은, 기판에 도포된 감광제에 상기한 노광장치를 사용해서 잠상 패턴을 형성하는 공정(기판을 노광하는 공정)과, 이러한 공정에서 잠상 패턴이 형성된 기판을 현상하는 공정을 포함한다. 더구나, 이러한 제조방법은, 다른 주지의 공정(산화, 성막, 증착, 도핑, 평탄화, 에칭, 레지스트 박리, 다이싱, 본딩, 패키징 등)을 포함한다. 본 실시형태의 물품의 제조방법은, 종래의 방법에 비해, 물품의 성능·품질·생산성·생산 코스트의 적어도 1개에 있어서 유리하다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 이들 실시형태에 한정되지 않는 것은 말할 필요도 없고, 그 요지의 범위 내에서 다양한 변형 및 변경이 가능하다.
본 발명은 상기 실시형태에 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 정신 및 범위에서 이탈하지 않고, 다양한 변경 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 범위를 밝히기 위해서 이하의 청구항을 첨부한다.
본원은, 2017년 10월 24일 제출된 일본국 특허출원 특원 2017-205644와 2018년 8월 2일 제출된 일본국 특허출원 특원 2018-146251을 기초로서 우선권을 주장하는 것이며, 그것의 기재 내용의 전체를 여기에 원용한다.

Claims (15)

  1. 기판에 패턴을 형성하기 위한 노광 광을 기판 위에 투영하는 투영 광학계와,
    상기 기판에 있어서 반사된 빛을 통과시키기 위한 개구를 포함하는 차광부재와,
    상기 기판에 있어서 반사된 후에 상기 개구를 통과한 광속을 수광하는 수광 소자와,
    상기 수광 소자에 있어서 수광된 광량에 따라, 상기 노광 광의 집광 위치와 상기 기판의 위치 어긋남을 나타내는 디포커스 량을 변화시키는 포커스 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 차광부재는, 상기 디포커스 량이 소정 량보다도 작은 초점맞춤 상태에 있어서 상기 기판과 광학적으로 공역의 면에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 차광부재를 상기 투영 광학계의 광축 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 수광 소자에 있어서 수광되는 광량이 증가하도록, 상기 차광부재를 이동시키는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 투영 광학계의 광로에 배치된 광학부재를 상기 투영 광학계의 광축 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 수광 소자에 있어서 수광되는 광량이 증가하도록, 상기 광학부재를 이동시키는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 기판에 있어서 반사된 빛을 더 반사하는 반사부재를 갖고,
    상기 차광부재는, 상기 반사부재에 의해 반사된 광로 중에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 차광부재는, 상기 디포커스 량이 소정 량보다도 작은 초점맞춤 상태에 있어서 상기 기판과 광학적으로 공역의 면으로부터 어긋나게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차광부재는 금속으로 구성되는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 광 변조 소자를 포함하는 광 변조부와,
    상기 광 변조부에 빛을 조사하는 조명 광학계를 더 갖고,
    상기 광 변조부에 의해 반사된 빛이 상기 투영 광학계에 입사되는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 포커스 제어가 행해진 상태에서, 상기 조명 광학계에 의해 형성된 스폿 광을 상기 투영 광학계를 거쳐 상기 기판 위에 투영하는 노광 동작을 행하고,
    상기 기판 위의 특정한 영역에 대하여 상기 노광 동작을 반복하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  12. 기판에 패턴을 형성하기 위한 노광 광을 기판 위에 투영하는 투영 광학계를 포함하는 노광장치로서,
    상기 기판에 있어서 반사된 빛을 통과시키기 위한 개구를 포함하는 제1 차광부재와,
    상기 기판에 있어서 반사된 후에 상기 제1 차광부재의 개구를 통과한 광속을 수광하는 제1 수광 소자와,
    상기 기판에 있어서 반사된 빛을 통과시키기 위한 개구를 포함하는 제2 차광부재와,
    상기 기판에 있어서 반사된 후에 상기 제2 차광부재의 개구를 통과한 광속을 수광하는 제2 수광 소자를 갖고,
    상기 제1 차광부재는, 상기 노광 광의 집광 위치와 상기 기판의 위치 어긋남을 나타내는 디포커스 량이 소정 량보다도 작은 초점맞춤 상태에 있어서 상기 기판과 광학적으로 공역의 면으로부터 상기 제1 수광 소자측으로 어긋나게 배치되고,
    상기 제2 차광부재는, 상기 초점맞춤 상태에 있어서 상기 기판과 광학적으로 공역의 면으로부터 상기 제2 수광 소자와는 반대측으로 어긋나게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제1 수광 소자 및 상기 제2 수광 소자에 있어서 수광된 광량에 따라, 상기 디포커스 량을 변화시키는 포커스 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  14. 기판에 패턴을 형성하기 위한 노광 광을 기판 위에 투영하는 투영 광학계와, 상기 노광 광의 집광 위치를 변화시키는 광학부재를 포함하는 노광 유닛과,
    상기 기판에 있어서 반사된 빛을 통과시키기 위한 개구를 포함하는 차광부재와, 상기 기판에 있어서 반사된 후에 상기 차광부재의 개구를 통과한 광속을 수광하는 수광 소자를 포함하는 광학 유닛을 갖는 노광장치로서,
    상기 수광 소자에 있어서 수광된 광량에 따라, 상기 광학부재를 상기 투영 광학계의 광축 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  15. 청구항 1 내지 14 중 어느 한 항에 기재된 노광장치를 사용해서 기판을 노광하는 공정과,
    상기 공정에서 노광된 상기 기판을 현상하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품의 제조방법.
KR1020207013921A 2017-10-24 2018-10-16 노광장치 및 물품의 제조방법 KR102433510B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2017-205644 2017-10-24
JP2017205644 2017-10-24
JPJP-P-2018-146251 2018-08-02
JP2018146251A JP2019079030A (ja) 2017-10-24 2018-08-02 露光装置および物品の製造方法
PCT/JP2018/038416 WO2019082726A1 (ja) 2017-10-24 2018-10-16 露光装置および物品の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200074163A true KR20200074163A (ko) 2020-06-24
KR102433510B1 KR102433510B1 (ko) 2022-08-18

Family

ID=66626547

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207013921A KR102433510B1 (ko) 2017-10-24 2018-10-16 노광장치 및 물품의 제조방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10921717B2 (ko)
JP (1) JP2019079030A (ko)
KR (1) KR102433510B1 (ko)
CN (1) CN111356955A (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112394619A (zh) * 2019-08-13 2021-02-23 苏州源卓光电科技有限公司 一种直写光刻机的曝光系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5117254A (en) * 1988-05-13 1992-05-26 Canon Kabushiki Kaisha Projection exposure apparatus
JP2004062155A (ja) 2002-06-07 2004-02-26 Fuji Photo Film Co Ltd 露光ヘッド及び露光装置
JP2006060152A (ja) * 2004-08-24 2006-03-02 Nikon Corp 光学特性測定装置、ステージ装置及び露光装置
KR20090115685A (ko) * 2008-05-01 2009-11-05 캐논 가부시끼가이샤 주사 노광 장치 및 디바이스 제조 방법
JP2011002512A (ja) 2009-06-16 2011-01-06 Hitachi High-Technologies Corp 露光装置、露光方法、及び表示用パネル基板の製造方法
JP2013520819A (ja) * 2010-02-23 2013-06-06 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． リソグラフィ装置及びデバイス製造方法
JP2015012258A (ja) * 2013-07-02 2015-01-19 キヤノン株式会社 露光装置、露光方法、それらを用いたデバイスの製造方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5117255A (en) * 1990-09-19 1992-05-26 Nikon Corporation Projection exposure apparatus
JPH104053A (ja) * 1996-06-13 1998-01-06 Canon Inc 面位置検出装置及びそれを用いたデバイスの製造方法
US5969820A (en) 1996-06-13 1999-10-19 Canon Kabushiki Kaisha Surface position detecting system and exposure apparatus using the same
JP4312535B2 (ja) * 2003-08-06 2009-08-12 シャープ株式会社 パターン露光装置
JP2007286243A (ja) * 2006-04-14 2007-11-01 Sumitomo Heavy Ind Ltd 露光装置
EP2048543B1 (en) * 2007-10-09 2013-12-04 ASML Netherlands B.V. An optical focus sensor, an inspection apparatus and a lithographic apparatus
KR20120116329A (ko) * 2010-02-20 2012-10-22 가부시키가이샤 니콘 광원 최적화 방법, 노광 방법, 디바이스 제조 방법, 프로그램, 노광 장치, 리소그래피 시스템, 광원 평가 방법 및 광원 변조 방법
KR101633744B1 (ko) * 2011-08-18 2016-06-27 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5117254A (en) * 1988-05-13 1992-05-26 Canon Kabushiki Kaisha Projection exposure apparatus
JP2004062155A (ja) 2002-06-07 2004-02-26 Fuji Photo Film Co Ltd 露光ヘッド及び露光装置
JP2006060152A (ja) * 2004-08-24 2006-03-02 Nikon Corp 光学特性測定装置、ステージ装置及び露光装置
KR20090115685A (ko) * 2008-05-01 2009-11-05 캐논 가부시끼가이샤 주사 노광 장치 및 디바이스 제조 방법
JP2011002512A (ja) 2009-06-16 2011-01-06 Hitachi High-Technologies Corp 露光装置、露光方法、及び表示用パネル基板の製造方法
JP2013520819A (ja) * 2010-02-23 2013-06-06 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． リソグラフィ装置及びデバイス製造方法
JP2015012258A (ja) * 2013-07-02 2015-01-19 キヤノン株式会社 露光装置、露光方法、それらを用いたデバイスの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR102433510B1 (ko) 2022-08-18
US20200249582A1 (en) 2020-08-06
CN111356955A (zh) 2020-06-30
US10921717B2 (en) 2021-02-16
JP2019079030A (ja) 2019-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4315455B2 (ja) 露光装置及びデバイス製造方法
KR101444981B1 (ko) 노광 장치, 노광 방법 및 디바이스 제조 방법
JP6267530B2 (ja) 露光装置、および物品の製造方法
JP5137879B2 (ja) 露光装置及びデバイス製造方法
CN107615473B (zh) 移动体的控制方法、曝光方法、器件制造方法、移动体装置及曝光装置
CN109100920B (zh) 曝光装置以及物品的制造方法
KR102222673B1 (ko) 노광 장치 및 물품 제조 방법
JP6327861B2 (ja) リソグラフィ装置、リソグラフィ方法、および物品の製造方法
KR102433510B1 (ko) 노광장치 및 물품의 제조방법
KR101660090B1 (ko) 노광 방법, 노광 장치, 및 디바이스의 제조 방법
US20090174875A1 (en) Scanning exposure apparatus and device manufacturing method
JP6436856B2 (ja) 露光装置、露光方法、および物品の製造方法
JP2008124308A (ja) 露光方法及び露光装置、それを用いたデバイス製造方法
KR102433491B1 (ko) 노광장치 및 물품의 제조방법
US20100110400A1 (en) Scanning exposure apparatus, control method therefor, and device manufacturing method
WO2019082726A1 (ja) 露光装置および物品の製造方法
WO2019082727A1 (ja) 露光装置および物品の製造方法
JP2014143429A (ja) 露光装置、露光方法及びデバイス製造方法
KR102519522B1 (ko) 리소그래피 장치, 조명 장치 및 물품의 제조 방법
JP6053316B2 (ja) リソグラフィー装置、および、物品製造方法
TW202318114A (zh) 曝光裝置、曝光方法及物品之製造方法
JPH0875415A (ja) アライメント装置
JP2011138887A (ja) 露光装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right