JP4497988B2 - Exposure apparatus and method, and wavelength selection method - Google Patents
Exposure apparatus and method, and wavelength selection method Download PDFInfo
- Publication number
- JP4497988B2 JP4497988B2 JP2004112535A JP2004112535A JP4497988B2 JP 4497988 B2 JP4497988 B2 JP 4497988B2 JP 2004112535 A JP2004112535 A JP 2004112535A JP 2004112535 A JP2004112535 A JP 2004112535A JP 4497988 B2 JP4497988 B2 JP 4497988B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wavelength
- light
- wavelengths
- measurement
- measurement point
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
本発明は、一般には、露光装置及び方法に係り、特に、半導体ウェハ用の単結晶基板、液晶ディスプレイ(LCD)用のガラス基板などの被処理体を投影露光する露光装置及び方法に関する。本発明は、例えば、ステップ・アンド・スキャン方式によって露光する露光装置及び方法に好適である。 The present invention generally relates to an exposure apparatus and method, and more particularly to an exposure apparatus and method for projecting and exposing an object to be processed such as a single crystal substrate for a semiconductor wafer and a glass substrate for a liquid crystal display (LCD). The present invention is suitable for, for example, an exposure apparatus and method for performing exposure by a step-and-scan method.
フォトリソグラフィー(焼き付け)技術を用いて半導体メモリや論理回路などの微細な半導体素子又は液晶表示素子を製造する際に、レチクル(マスク)に描画された回路パターンを投影光学系によってウェハ等に投影して回路パターンを転写する投影露光装置が使用されている。 When manufacturing fine semiconductor elements such as semiconductor memories and logic circuits or liquid crystal display elements using photolithography technology, a circuit pattern drawn on a reticle (mask) is projected onto a wafer or the like by a projection optical system. A projection exposure apparatus that transfers a circuit pattern is used.
投影露光装置においては、半導体素子の高集積化に伴い、より高い解像力でレチクルの回路パターンをウェハに投影露光することが要求されている。投影露光装置で転写できる最小の寸法(解像度)は、露光に用いる光の波長に比例し、投影光学系の開口数(NA)に反比例する。従って、波長を短くすればするほど解像力はよくなる。このため、近年の光源は、超高圧水銀ランプ(g線(波長約436nm)、i線(波長約365nm))から波長の短いKrFエキシマレーザー(波長約248nm)やArFエキシマレーザー(波長約193nm)になり、F2レーザー(波長約157nm)の実用化も進んでいる。更に、露光領域の一層の拡大も要求されている。 In the projection exposure apparatus, as the integration of semiconductor elements increases, it is required to project and expose a reticle circuit pattern onto a wafer with higher resolution. The minimum dimension (resolution) that can be transferred by the projection exposure apparatus is proportional to the wavelength of light used for exposure and inversely proportional to the numerical aperture (NA) of the projection optical system. Therefore, the shorter the wavelength, the better the resolution. Therefore, recent light sources include ultra-high pressure mercury lamps (g-line (wavelength: about 436 nm), i-line (wavelength: about 365 nm)) to KrF excimer laser (wavelength: about 248 nm) and ArF excimer laser (wavelength: about 193 nm). Therefore, practical application of F 2 laser (wavelength of about 157 nm) is also progressing. Furthermore, further expansion of the exposure area is also required.
これらの要求を達成するために、略正方形形状の露光領域をウェハに縮小して一括露光するステップ・アンド・リピート方式の露光装置(「ステッパー」とも呼ばれる。)から、露光領域を矩形のスリット形状としてレチクルとウェハを相対的に高速走査し、大画面を精度よく露光するステップ・アンド・スキャン方式の露光装置(「スキャナー」とも呼ばれる。)が主流になりつつある。 In order to achieve these requirements, the exposure area is formed into a rectangular slit shape from a step-and-repeat type exposure apparatus (also called a “stepper”) that reduces the exposure area of a substantially square shape to a wafer and performs batch exposure. For example, a step-and-scan type exposure apparatus (also referred to as a “scanner”) that scans a reticle and a wafer relatively quickly and exposes a large screen with high accuracy is becoming mainstream.
スキャナーでは、露光中において、ウェハの所定の位置が露光スリット領域に差し掛かる前に、光斜入射系の表面位置検出手段によってそのウェハの所定の位置における表面位置を計測し、その所定の位置を露光する際にウェハ表面を最適な露光結像位置に合わせ込む補正を行っている。 In the scanner, before the predetermined position of the wafer reaches the exposure slit region during exposure, the surface position at the predetermined position of the wafer is measured by the surface position detecting means of the oblique incidence system, and the predetermined position is determined. Correction is performed to align the wafer surface with the optimum exposure image formation position during exposure.
特に、露光スリットの長手方向(即ち、走査方向と垂直方向)には、ウェハの表面位置の高さ(フォーカス)だけではなく、表面の傾き(チルト)を計測するために、露光スリット領域に複数点の計測点を有している。かかるフォーカス及チルトの計測方法は、数々提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
しかし、近年では露光光の短波長化及び投影光学系の高NA化が進み、焦点深度が極めて小さくなり、露光すべきウェハ表面を最良結像面に合わせ込む精度、所謂、フォーカス精度もますます厳しくなってきている。特に、ウェハ上のパターンの影響やウェハに塗布されたレジストの厚さむらに起因する表面位置検出手段の計測誤差が無視することができなくなってきている。 In recent years, however, the exposure light has become shorter in wavelength and the projection optical system has a higher NA. The depth of focus has become extremely small, and the accuracy of aligning the wafer surface to be exposed to the best imaging plane, the so-called focus accuracy, has increased. It is getting stricter. In particular, the measurement error of the surface position detecting means due to the influence of the pattern on the wafer and the uneven thickness of the resist applied to the wafer cannot be ignored.
例えば、レジストの厚さむらによって、周辺回路パターンやスクライブライン近傍には、焦点深度と比べれば小さいものの、フォーカス計測にとっては大きな段差が発生している。このため、レジスト表面の傾斜角度が大きくなり、表面位置検出手段の検出する反射光が反射や屈折によって正反射角度からずれを生じてしまう。また、ウェハ上のパターンの粗密の違いによって、パターンが密な領域と粗な領域とでは、反射率に差が生じてしまう。このように、表面位置検出手段が検出する反射光の反射角や反射強度が変化するため、かかる反射光を検出した検出波形に非対称性が発生して計測誤差を生じたり、検出波形のコントラストが著しく低下することでウェハの表面位置を検出できない場合を生じてしまうことになる。 For example, due to uneven thickness of the resist, a large step is generated in the vicinity of the peripheral circuit pattern and the scribe line, although it is smaller than the focal depth, for focus measurement. For this reason, the inclination angle of the resist surface becomes large, and the reflected light detected by the surface position detecting means deviates from the regular reflection angle due to reflection and refraction. Further, due to the difference in density of the pattern on the wafer, a difference in reflectance occurs between the dense pattern area and the rough area. As described above, since the reflection angle and reflection intensity of the reflected light detected by the surface position detecting means change, asymmetry occurs in the detected waveform in which such reflected light is detected, resulting in a measurement error, or the contrast of the detected waveform is reduced. If it significantly decreases, the surface position of the wafer cannot be detected.
なお、一般に、ウェハプロセスによってウェハ面内でのパターン段差の不均一性やレジストの厚さむらが生じるため、ウェハ内又はウェハ間での再現性も乏しく、オフセット処理も困難である。従って、露光中にウェハの表面位置を計測できずに露光がストップしたり、大きなデフォーカスを生じ、その結果、チップ不良を発生させてしまったりして、歩留まりを低下させることになる。 In general, the wafer process causes non-uniformity in the pattern step in the wafer surface and uneven resist thickness, so that reproducibility within the wafer or between wafers is poor, and offset processing is difficult. Accordingly, the surface position of the wafer cannot be measured during exposure, and exposure stops or large defocusing occurs, resulting in chip failure, thereby reducing yield.
そこで、本発明は、小さな焦点深度に対して高いフォーカス精度を実現し、歩留まりの向上を達成する露光装置及び方法を提供することを例示的目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an exposure apparatus and method that achieves high focus accuracy with respect to a small depth of focus and achieves improvement in yield.
本発明の一側面としての露光装置は、レチクルに形成されたパターンを投影光学系を介して被処理体上の複数のショットに露光する露光装置であって、前記複数のショットの各々において同じ位置にある第1計測点のそれぞれに対して複数の波長の光を照射し、前記複数のショットの各々において同じ位置にあり、前記第1計測点とは異なる第2計測点のそれぞれに対して前記複数の波長の光を照射する照射手段と、前記第1及び第2計測点からの反射光を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果を基に、前記複数の波長から、複数の第1計測点に共通である最適波長と、複数の第2計測点に共通である最適波長と、をそれぞれ選択する選択手段と、前記選択手段が選択した最適波長の光を用いて各計測点の光軸方向の位置を計測する計測手段とを有することを特徴とする。 An exposure apparatus according to one aspect of the present invention is an exposure apparatus that exposes a pattern formed on a reticle to a plurality of shots on a target object via a projection optical system, and the exposure apparatus has the same position in each of the plurality of shots. And irradiating each of the first measurement points with light having a plurality of wavelengths, and each of the plurality of shots being at the same position and different from the first measurement point with respect to each of the second measurement points. Irradiation means for irradiating light of a plurality of wavelengths, detection means for detecting reflected light from the first and second measurement points , and a plurality of first wavelengths from the plurality of wavelengths based on the detection results of the detection means . the optimum wavelength is common to first measurement point, selection means for selecting optimum wavelength is common to a plurality of second measuring points, respectively, using light optimum wavelength selected by the selecting unit of each measurement point Measure the position in the optical axis direction And having a measuring means.
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。 Further objects and other features of the present invention will become apparent from the preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings.
本発明によれば、小さな焦点深度に対して高いフォーカス精度を実現し、歩留まりの向上を達成する露光装置及び方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an exposure apparatus and method that achieves high focus accuracy with respect to a small depth of focus and improves yield.
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。図1は、本発明の一側面としての露光装置1の構成を示す概略ブロック図である。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in each figure, the same reference number is attached | subjected about the same member and the overlapping description is abbreviate | omitted. FIG. 1 is a schematic block diagram showing a configuration of an exposure apparatus 1 as one aspect of the present invention.
露光装置1は、ステップ・アンド・スキャン方式でレチクル20に形成された回路パターンをウェハ40に露光する投影露光装置である。かかる露光装置は、サブミクロンやクオーターミクロン以下のリソグラフィー工程に好適である。露光装置1は、図1に示すように、照明装置10と、レチクル20を載置するレチクルステージ25と、投影光学系30と、ウェハ40を載置するウェハステージ45と、フォーカスチルト検出系50と、制御部60とを有する。制御部60は、CPUやメモリを有し、照明装置10、レチクルステージ25、ウェハステージ45、フォーカスチルト検出系50と電気的に接続され、露光装置1の動作を制御する。制御部60は、本実施形態では、後述するフォーカスチルト検出系50がウェハ40の表面位置を検出する際に用いる光の波長を最適に設定するための演算及び制御も行う。 The exposure apparatus 1 is a projection exposure apparatus that exposes a circuit pattern formed on a reticle 20 onto a wafer 40 by a step-and-scan method. Such an exposure apparatus is suitable for a lithography process of submicron or quarter micron or less. As shown in FIG. 1, the exposure apparatus 1 includes an illumination apparatus 10, a reticle stage 25 on which the reticle 20 is placed, a projection optical system 30, a wafer stage 45 on which a wafer 40 is placed, and a focus tilt detection system 50. And a control unit 60. The control unit 60 includes a CPU and a memory, and is electrically connected to the illumination device 10, the reticle stage 25, the wafer stage 45, and the focus tilt detection system 50, and controls the operation of the exposure apparatus 1. In this embodiment, the control unit 60 also performs calculation and control for optimally setting the wavelength of light used when the focus tilt detection system 50 described later detects the surface position of the wafer 40.
照明装置10は、転写用の回路パターンが形成されたレチクル20を照明し、光源部12と、照明光学系14とを有する。 The illumination device 10 illuminates a reticle 20 on which a transfer circuit pattern is formed, and includes a light source unit 12 and an illumination optical system 14.
光源部12は、例えば、レーザーを使用する。レーザーは、波長約193nmのArFエキシマレーザー、波長約248nmのKrFエキシマレーザーなどを使用することができるが、光源の種類はエキシマレーザーに限定されず、例えば、波長約157nmのF2レーザーや波長20nm以下のEUV(Extreme ultraviolet)光を使用してもよい。 The light source unit 12 uses, for example, a laser. Laser, ArF excimer laser having a wavelength of about 193 nm, may be used, such as KrF excimer laser with a wavelength of approximately 248 nm, the kind of light source is not limited to excimer laser, for example, a wavelength of about 157 nm F 2 laser or a wavelength 20nm The following EUV (Extreme Ultraviolet) light may be used.
照明光学系14は、光源部12から射出した光束を用いて被照明面を照明する光学系であり、本実施形態では、光束を露光に最適な所定の形状の露光スリットに成形し、レチクル20を照明する。照明光学系14は、レンズ、ミラー、オプティカルインテグレーター、絞り等を含み、例えば、コンデンサーレンズ、ハエの目レンズ、開口絞り、コンデンサーレンズ、スリット、結像光学系の順で配置する。照明光学系14は、軸上光、軸外光を問わずに使用することができる。オプティカルインテグレーターは、ハエの目レンズや2組のシリンドリカルレンズアレイ(又はレンチキュラーレンズ)板を重ねることによって構成されるインテグレーターを含むが、光学ロッドや回折素子に置換される場合もある。 The illumination optical system 14 is an optical system that illuminates a surface to be illuminated using a light beam emitted from the light source unit 12, and in this embodiment, the light beam is formed into an exposure slit having a predetermined shape optimum for exposure, and the reticle 20 is formed. Illuminate. The illumination optical system 14 includes a lens, a mirror, an optical integrator, a diaphragm, and the like. For example, a condenser lens, a fly-eye lens, an aperture diaphragm, a condenser lens, a slit, and an imaging optical system are arranged in this order. The illumination optical system 14 can be used regardless of on-axis light or off-axis light. The optical integrator includes an integrator configured by stacking a fly-eye lens and two sets of cylindrical lens array (or lenticular lens) plates, but may be replaced by an optical rod or a diffractive element.
レチクル20は、例えば、石英製で、その上には転写されるべき回路パターンが形成され、レチクルステージ25に支持及び駆動されている。レチクル20から発せられた回折光は、投影光学系30を通り、ウェハ40上に投影される。レチクル20とウェハ40とは、光学的に共役の関係に配置される。レチクル20とウェハ40を縮小倍率比の速度比で走査することによりレチクル20のパターンをウェハ40上に転写する。なお、露光装置1には、光斜入射系のレチクル検出手段70が設けられており、レチクル20は、レチクル検出手段70によって位置が検出され、所定の位置に配置される。 The reticle 20 is made of, for example, quartz, on which a circuit pattern to be transferred is formed, and is supported and driven by the reticle stage 25. Diffracted light emitted from the reticle 20 passes through the projection optical system 30 and is projected onto the wafer 40. The reticle 20 and the wafer 40 are arranged in an optically conjugate relationship. The pattern of the reticle 20 is transferred onto the wafer 40 by scanning the reticle 20 and the wafer 40 at the speed ratio of the reduction magnification ratio. The exposure apparatus 1 is provided with a light oblique incidence type reticle detection means 70, and the position of the reticle 20 is detected by the reticle detection means 70 and is arranged at a predetermined position.
レチクルステージ25は、図示しないレチクルチャックを介してレチクル20を支持し、図示しない移動機構に接続されている。図示しない移動機構は、リニアモーターなどで構成され、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向及び各軸の回転方向にレチクルステージ25を駆動することでレチクル20を移動させることができる。 The reticle stage 25 supports the reticle 20 via a reticle chuck (not shown) and is connected to a moving mechanism (not shown). A moving mechanism (not shown) is configured by a linear motor or the like, and can move the reticle 20 by driving the reticle stage 25 in the X-axis direction, the Y-axis direction, the Z-axis direction, and the rotation direction of each axis.
投影光学系30は、物体面からの光束を像面に結像する機能を有し、本実施形態では、レチクル20に形成されたパターンを経た回折光をウェハ40上に結像する。投影光学系30は、複数のレンズ素子のみからなる光学系、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の凹面鏡とを有する光学系(カタディオプトリック光学系)、複数のレンズ素子と少なくとも一枚のキノフォームなどの回折光学素子とを有する光学系等を使用することができる。色収差の補正が必要な場合には、互いに分散値(アッベ値)の異なるガラス材からなる複数のレンズ素子を使用したり、回折光学素子をレンズ素子と逆方向の分散が生じるように構成したりする。 The projection optical system 30 has a function of forming an image of a light beam from the object plane on the image plane. In this embodiment, the projection optical system 30 forms an image on the wafer 40 of diffracted light that has passed through the pattern formed on the reticle 20. The projection optical system 30 includes an optical system including only a plurality of lens elements, an optical system (catadioptric optical system) having a plurality of lens elements and at least one concave mirror, a plurality of lens elements, and at least one kinoform. An optical system having a diffractive optical element such as can be used. When correction of chromatic aberration is required, a plurality of lens elements made of glass materials having different dispersion values (Abbe values) can be used, or the diffractive optical element can be configured to generate dispersion in the opposite direction to the lens element. To do.
ウェハ40は、被処理体であり、フォトレジストが基板上に塗布されている。なお、本実施形態では、ウェハ40は、フォーカスチルト検出系50が位置を検出する被検出体でもある。ウェハ40は、別の実施形態では、液晶基板やその他の被処理体に置換される。 The wafer 40 is an object to be processed, and a photoresist is applied on the substrate. In the present embodiment, the wafer 40 is also a detected object whose position is detected by the focus tilt detection system 50. In another embodiment, the wafer 40 is replaced with a liquid crystal substrate or other object to be processed.
ウェハステージ45は、図示しないウェハチャックによってウェハ40を支持する。ウェハステージ45は、レチクルステージ25と同様に、リニアモーターを利用して、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向及び各軸の回転方向にウェハ40を移動させる。また、レチクルステージ25の位置とウェハステージ45の位置は、例えば、レーザー干渉計などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動される。ウェハステージ45は、例えば、ダンパを介して床等の上に支持されるステージ定盤上に設けられ、レチクルステージ25及び投影光学系30は、例えば、床等に載置されたベースフレーム上にダンパを介して支持される図示しない鏡筒定盤上に設けられる。 The wafer stage 45 supports the wafer 40 by a wafer chuck (not shown). Similar to reticle stage 25, wafer stage 45 uses a linear motor to move wafer 40 in the X-axis direction, Y-axis direction, Z-axis direction, and the rotational direction of each axis. Further, the position of the reticle stage 25 and the position of the wafer stage 45 are monitored by, for example, a laser interferometer or the like, and both are driven at a constant speed ratio. The wafer stage 45 is provided on a stage surface plate supported on a floor or the like via a damper, for example, and the reticle stage 25 and the projection optical system 30 are, for example, on a base frame placed on the floor or the like. It is provided on a lens barrel surface plate (not shown) that is supported via a damper.
フォーカスチルト検出系50は、本実施形態では、光学的な計測システムを用いて、露光中のウェハ40の表面位置(Z軸方向)の位置情報を検出する。フォーカスチルト検出系50は、ウェハ40上の複数の計測すべき計測点に光束を入射し、各々の光束を個別のセンサに導き、異なる位置の位置情報(計測結果)から露光する面のチルトを検出する。 In this embodiment, the focus tilt detection system 50 detects position information of the surface position (Z-axis direction) of the wafer 40 during exposure using an optical measurement system. The focus tilt detection system 50 makes a light beam incident on a plurality of measurement points to be measured on the wafer 40, guides each light beam to an individual sensor, and calculates the tilt of the surface to be exposed from position information (measurement results) at different positions. To detect.
フォーカスチルト検出系50は、図2に示すように、ウェハ40の表面に対して高入射角度で光束を入射させる照明部52と、ウェハ40の表面で反射した反射光の像ずれを検出する検出部54と、演算部56とを有する。照明部52は、光源521と、光合成手段522と、パターン板523と、結像レンズ524と、ミラー525とを有する。検出部54は、ミラー541と、レンズ542と、光分波手段543と、受光器544とを有する。ここで、図2は、フォーカスチルト検出系50の構成を示す拡大ブロック図である。なお、図2では、照明部52において、パターン板523を均一な照度分布で照明するために必要なレンズ類や、検出部54において、色収差を補正するレンズ類は図示を省略している。 As shown in FIG. 2, the focus tilt detection system 50 detects an image shift of reflected light reflected from the surface of the wafer 40 and an illumination unit 52 that makes a light beam incident on the surface of the wafer 40 at a high incident angle. A unit 54 and a calculation unit 56. The illumination unit 52 includes a light source 521, a light combining unit 522, a pattern plate 523, an imaging lens 524, and a mirror 525. The detection unit 54 includes a mirror 541, a lens 542, an optical demultiplexing unit 543, and a light receiver 544. Here, FIG. 2 is an enlarged block diagram showing a configuration of the focus tilt detection system 50. In FIG. 2, illustrations of lenses necessary for illuminating the pattern plate 523 with a uniform illuminance distribution in the illumination unit 52 and lenses for correcting chromatic aberration in the detection unit 54 are omitted.
図2を参照するに、LEDやハロゲンランプ等の光源521a、521b及び521cから射出された波長λ1、λ2及びλ3の光は、ミラー522aやダイクロイックミラー522b及び522cから構成される光合成手段522を通過して、スリット等のパターンが形成されたパターン板523を照明する。パターン板15を経た光は、結像レンズ524及びミラー525を介してウェハ40上に投影結像する。 Referring to FIG. 2, light having wavelengths λ1, λ2, and λ3 emitted from light sources 521a, 521b, and 521c such as LEDs and halogen lamps passes through a light combining unit 522 including a mirror 522a and dichroic mirrors 522b and 522c. Then, the pattern plate 523 on which a pattern such as a slit is formed is illuminated. The light that has passed through the pattern plate 15 is projected and imaged onto the wafer 40 via the imaging lens 524 and the mirror 525.
更に、ウェハ40で反射した光は、ミラー541及びレンズ542を介して、CCD素子やラインセンサ等の受光素子544a、544b及び544cで構成する受光器544で受光される。なお、受光器544の前段には、ミラー543a、ダイクロイックミラー543b及び543cで構成される光分波手段543が配置される。光分波手段543は、光源521aからの光を受光素子544aで、光源521bからの光を受光素子544bで、光源521cからの光を受光素子544cで受光するように、各々異なる波長の光を分割する機能を有する。パターン板523のウェハ40面上へのパターン像は、レンズ542により、受光素子544a乃至544c上に再結像する。 Further, the light reflected by the wafer 40 is received by a light receiver 544 including light receiving elements 544 a, 544 b and 544 c such as a CCD element and a line sensor via a mirror 541 and a lens 542. In addition, an optical demultiplexing unit 543 including a mirror 543a and dichroic mirrors 543b and 543c is disposed in front of the light receiver 544. The light demultiplexing means 543 receives light of different wavelengths so that the light from the light source 521a is received by the light receiving element 544a, the light from the light source 521b is received by the light receiving element 544b, and the light from the light source 521c is received by the light receiving element 544c. Has the function of dividing. The pattern image on the wafer 40 surface of the pattern plate 523 is re-imaged on the light receiving elements 544 a to 544 c by the lens 542.
ウェハステージ45を介してウェハ40が上下方向(即ち、Z軸方向)に移動すると、パターン板523のパターン像は、受光器544上で左右方向(即ち、X軸方向)に移動する。従って、フォーカスチルト検出系50は、かかるパターン像の位置を演算部56で算出することにより、ウェハ40の表面位置を計測点毎に検出している。 When the wafer 40 moves in the vertical direction (that is, the Z-axis direction) via the wafer stage 45, the pattern image of the pattern plate 523 moves in the left-right direction (that is, the X-axis direction) on the light receiver 544. Therefore, the focus tilt detection system 50 detects the position of the surface of the wafer 40 for each measurement point by calculating the position of the pattern image with the calculation unit 56.
ここで、パターン板523上のパターンと検出部54で検出される信号波形について説明する。図3は、パターン板523の一例を示す平面図である。図3を参照するに、パターン板523は、透過領域523aに4つの矩形形状の遮光パターン523cが等間隔で配列された格子パターン523bを有する。パターン板523(の格子パターン523b)を用いた際に、検出部54で検出される信号波形を図4に示す。なお、受光素子544a乃至544cとして2次元センサを用いる場合には、遮光パターン523cの配列方向と垂直な方向に光量を積分(又は平均化)して信号波形を得る。また、受光素子544a乃至544cとして1次元ラインセンサを用いる場合には、遮光パターン523cの配列方向と垂直な方向にパワーを有するシリンドリカルレンズを用いて光学的に積分して信号波形を得る方が、信号波形のS/N(信号雑音比)を向上させるため有利である。 Here, a pattern on the pattern plate 523 and a signal waveform detected by the detection unit 54 will be described. FIG. 3 is a plan view showing an example of the pattern plate 523. Referring to FIG. 3, the pattern plate 523 has a lattice pattern 523b in which four rectangular light-shielding patterns 523c are arranged at equal intervals in the transmission region 523a. FIG. 4 shows signal waveforms detected by the detection unit 54 when the pattern plate 523 (the lattice pattern 523b) is used. When a two-dimensional sensor is used as the light receiving elements 544a to 544c, the signal waveform is obtained by integrating (or averaging) the light amount in a direction perpendicular to the arrangement direction of the light shielding pattern 523c. Further, when a one-dimensional line sensor is used as the light receiving elements 544a to 544c, it is preferable to obtain a signal waveform by optically integrating using a cylindrical lens having power in a direction perpendicular to the arrangement direction of the light shielding pattern 523c. This is advantageous for improving the S / N (signal to noise ratio) of the signal waveform.
図4を参照するに、図4(a)は、波長λ1の光から得られる信号波形の例を、図4(b)は、波長λ3の光から得られる信号波形の例を示している。図4(a)に示す波形信号は、格子パターン523bの像の対称性がよいのに対して、図4(b)に示す波形信号は、一部に非対称性が生じており、同一計測点における波形信号であっても照明する光の波長に対して依存性を有することがわかる。 Referring to FIG. 4, FIG. 4 (a) shows an example of a signal waveform obtained from light of wavelength λ1, and FIG. 4 (b) shows an example of a signal waveform obtained from light of wavelength λ3. The waveform signal shown in FIG. 4A has good symmetry of the image of the lattice pattern 523b, whereas the waveform signal shown in FIG. 4B has some asymmetry, and the same measurement point. It can be seen that the waveform signal in FIG.
図5乃至図7を参照して、照明する光の波長に対する検出部54で検出される波形信号の依存性について説明する。図5は、ウェハ40上のパターン段差41によるレジスト42の膜厚不均一性に起因する反射率の差を説明するための図である。レジスト42の塗布されたウェハ40の反射率は、レジスト表面42aの反射光とレジスト裏面(即ち、ウェハ40とレジスト42との界面)42bの反射光との干渉によって決まる。ウェハ40上において、パターン段差41が無い領域E1のレジスト42の膜厚Rtに比べて、パターン段差41がある領域E2のレジスト42の膜厚Rt’は厚くなるため、領域E1に照射された光のレジスト表面42aの反射光ka1とレジスト裏面42bの反射光ka2の光路長差dAと、領域E2に照射された光のレジスト表面42aの反射光kb1とレジスト裏面42bの反射光kb2の光路長差dBが異なる。この結果、領域E1と領域E2の反射率に差が生じる。このような反射率の差がある領域に光が照射された場合、図4(b)に示すように、非対称な信号波形が生じることになる。 With reference to FIG. 5 thru | or FIG. 7, the dependence of the waveform signal detected by the detection part 54 with respect to the wavelength of the light to illuminate is demonstrated. FIG. 5 is a diagram for explaining the difference in reflectance caused by the film thickness non-uniformity of the resist 42 due to the pattern step 41 on the wafer 40. The reflectance of the wafer 40 coated with the resist 42 is determined by the interference between the reflected light of the resist surface 42a and the reflected light of the resist back surface (that is, the interface between the wafer 40 and the resist 42) 42b. Since the film thickness Rt ′ of the resist 42 in the region E2 with the pattern step 41 is thicker than the film thickness Rt of the resist 42 in the region E1 without the pattern step 41 on the wafer 40, the light irradiated to the region E1 The optical path length difference dA between the reflected light ka1 of the resist surface 42a and the reflected light ka2 of the resist back surface 42b, and the optical path length difference between the reflected light kb1 of the resist surface 42a and the reflected light kb2 of the resist back surface 42b of the light irradiated to the region E2 dB is different. As a result, a difference occurs in the reflectance between the region E1 and the region E2. When light is applied to a region having such a difference in reflectance, an asymmetric signal waveform is generated as shown in FIG.
ウェハ40上に生じる反射率の差は、図5に示したような単純なレジスト42の膜厚の不均一性に限らず、他の原因でも生じる。図6は、ウェハ40上のパターン段差41の密度が小さい領域(又は無い領域)E3とパターン段差41の密度が大きい領域E4との反射率の差を説明するための図である。 The difference in reflectance generated on the wafer 40 is not limited to the simple non-uniform film thickness of the resist 42 as shown in FIG. Figure 6 is a diagram for explaining the difference in reflectance between the region E4 density large pattern area density of the step 41 is smaller (or no region) E3 and pattern step 41 on the wafer 40.
図6を参照するに、領域E3と領域E4とのレジスト42の膜厚は等しく、レジスト表面42aでの反射光kc1及びkd1の反射率は略等しい。しかし、領域E3と領域E4では、ウェハ40上のパターン段差41の密度が異なるため、レジスト裏面(即ち、ウェハ40とレジスト42との界面)42bでの反射光kc2及びkd2の反射率が異なる。更に、ウェハ40上のパターン段差41が照明する光の波長以下になると、構造複屈折と呼ばれる反射で位相飛びの現象が発生し、レジスト裏面42bでの反射光kc2及びkd2の間の位相差が生じるために反射率に差がでてしまう。 Referring to FIG. 6, the thickness of the resist 42 in the region E3 and the region E4 is equal, and the reflectances of the reflected lights kc1 and kd1 on the resist surface 42a are substantially equal. However, in the region E3 and the region E4, the density of the pattern level difference 41 on the wafer 40 are different, the resist back surface (i.e., the wafer 40 and the resist 42 and the interface) reflectance of the reflected light kc2 and kd2 at 42b are different . Furthermore, when the pattern level difference 41 on the wafer 40 falls below the wavelength of light illuminating the phenomenon of phase skip occurs in reflection called structural birefringence, the phase difference between the reflected light kc2 and kd2 of the resist back surface 42b This causes a difference in reflectivity.
このように、ウェハ40上のパターン段差41(レジスト42の膜厚)により反射率に差が生じるが、照明する光の波長の違いによっても反射率に差が生じる。
図7は、レジスト42の膜厚に対するウェハ40の反射率の波長依存性を示すグラフである。レジスト42の膜厚がRt1から±dRだけ変化する際を考えると、照明する光の波長がλ1の場合、反射率はd1しか変化しないが、照明する光の波長がλ3の場合、反射率はd3だけ変化する。つまり、レジスト42の膜厚が等しく変化した場合にも、波長λ3の反射率の変化に比べて、波長λ1の反射率の変化の方が少ないため、信号波形の変形量も少なくなり、その結果、計測精度が向上する。換言すれば、照明する光の波長により、フォーカスチルト検出系50の計測精度に差が生じることになる。
Thus, although a difference in reflectivity caused by pattern step 41 on the wafer 40 (the thickness of the resist 42), a difference in reflectance due to the difference of the wavelength of the illumination light is generated.
FIG. 7 is a graph showing the wavelength dependence of the reflectance of the wafer 40 with respect to the film thickness of the resist 42. Considering the case where the film thickness of the resist 42 changes from Rt1 by ± dR, when the wavelength of the illuminating light is λ1, the reflectance changes only d1, but when the wavelength of the illuminating light is λ3, the reflectance is It changes by d3. That is, even when the film thickness of the resist 42 changes equally, the change in the reflectance at the wavelength λ1 is smaller than the change in the reflectance at the wavelength λ3. Measurement accuracy is improved. In other words, a difference occurs in the measurement accuracy of the focus tilt detection system 50 depending on the wavelength of the illuminating light.
ウェハ40の表面位置(フォーカス)の計測点について説明する。本実施形態では、図8に示すように、1ショットの露光領域EE1に対して、スキャン方向に7点、スキャン方向と垂直な方向(スリット長手方向)に3点の合計21点の計測点KPを有している。図2に示すフォーカスチルト検出系50をスリット長手方向(X軸方向)に3つ配置してスリット長手方向の3点の計測点KPの計測を行い、ウェハステージ45をY軸方向にスキャンしてスキャン方向(Y軸方向)の7点の計測点の計測を行えるように構成する。ここで、図8は、ウェハ40上の計測点KPの配置の一例を示す平面図である。 Measurement points for the surface position (focus) of the wafer 40 will be described. In the present embodiment, as shown in FIG. 8, a total of 21 measurement points KP of 7 points in the scan direction and 3 points in the direction perpendicular to the scan direction (slit longitudinal direction) with respect to one exposure area EE1. have. Two focus tilt detection systems 50 shown in FIG. 2 are arranged in the slit longitudinal direction (X-axis direction) to measure three measurement points KP in the slit longitudinal direction, and the wafer stage 45 is scanned in the Y-axis direction. It is configured to be able to measure 7 measurement points in the scan direction (Y-axis direction). Here, FIG. 8 is a plan view showing an example of the arrangement of the measurement points KP on the wafer 40.
また、図9に示すように、ウェハ40上に複数のショットを露光するため、ショット毎にウェハステージ45をステップ又はスキャンして、図8に示した21点の計測点KPについて計測を行う。図10に示すように、スリット長手方向の計測点KPは、スリット長手方向のウェハ40のチルト量ωyを求めることが最低限必要であるため、2点以上の計測点KPが必要となる。更に、スリット内でスキャン方向のウェハ40のチルト量ωxの計測が必要な場合には、図11に示すように、スリット内でスキャン方向に異なる位置の計測点KPと、対応するフォーカスチルト検出系50を設ける必要がある。ここで、図9は、ウェハ40上のショットレイアウトを示す平面図である。図10及び図11は、ウェハ40上のスリット内における計測点KPの配置の一例を示す平面図である。 Further, as shown in FIG. 9, in order to expose a plurality of shots on the wafer 40, the wafer stage 45 is stepped or scanned for each shot, and measurement is performed on the 21 measurement points KP shown in FIG. As shown in FIG. 10, the measurement point KP in the slit longitudinal direction is required to obtain the tilt amount ωy of the wafer 40 in the slit longitudinal direction at the minimum, so that two or more measurement points KP are necessary. Furthermore, when it is necessary to measure the tilt amount ωx of the wafer 40 in the scan direction within the slit, as shown in FIG. 11, the measurement point KP at a different position in the scan direction within the slit and the corresponding focus tilt detection system 50 must be provided. Here, FIG. 9 is a plan view showing a shot layout on the wafer 40. 10 and 11 are plan views showing an example of the arrangement of the measurement points KP in the slits on the wafer 40. FIG.
以下、フォーカスチルト検出系50が計測点KPを照明する光の最適な波長の選択方法について説明する。図12は、フォーカスチルト検出系50が照射する光の最適な波長の選択方法を説明するためのフローチャートである。 Hereinafter, a method for selecting the optimum wavelength of the light that illuminates the measurement point KP by the focus tilt detection system 50 will be described. FIG. 12 is a flowchart for explaining a method of selecting an optimum wavelength of light irradiated by the focus tilt detection system 50.
図12を参照するに、まず、図9に示すウェハ40上のショットレイアウトにおいて、14ショットのサンプルショットの表面位置を、フォーカスチルト検出系50の有する全ての波長の光に対して計測を行う(ステップS602)。次に、フォーカスチルト検出系50で計測された信号波形を基に、パターン板523の4つの遮光パターン523cの像の位置x1、x2、x3及びx4(図4(a)参照。)を求め(ステップS604)、更に、遮光パターン523cの格子間隔L1、L2及びL3(図4(a)参照。)を求める(ステップS606)。なお、格子間隔Lseij(λ)は、全ての波長の光及び全ての計測点KPについて算出する。ここで、添え字のsはサンプルショット番号でs=1乃至14、eは遮光パターン523cの間隔番号でe=1乃至3、iはスリット長手方向のショット内計測位置番号でi=1乃至3、jはスキャン方向のショット内計測位置番号でj=1乃至7、λは照明する光の波長でλ=λ1乃至λ3である。 Referring to FIG. 12, first, in the shot layout on the wafer 40 shown in FIG. 9, the surface positions of 14 shot sample shots are measured for light of all wavelengths of the focus tilt detection system 50 ( Step S602). Next, based on the signal waveform measured by the focus tilt detection system 50, the positions x1, x2, x3, and x4 (see FIG. 4A) of the images of the four light shielding patterns 523c on the pattern plate 523 are obtained (see FIG. 4A). In step S604), lattice intervals L1, L2, and L3 (see FIG. 4A) of the light shielding pattern 523c are obtained (step S606). Note that the lattice interval Lseij (λ) is calculated for all wavelengths of light and all measurement points KP. Here, the subscript s is the sample shot number, s = 1 to 14, e is the interval number of the light shielding pattern 523c, e = 1 to 3, i is the measurement position number in the shot in the slit longitudinal direction, and i = 1 to 3. , J is the in-shot measurement position number in the scanning direction, j = 1 to 7, and λ is the wavelength of the illuminating light, and λ = λ1 to λ3.
次に、格子間隔Lseij(λ)を基に、ショット内の計測位置(i、j)における格子間隔の標準偏差σLij(λ)を算出する(ステップS608)。算出した標準偏差σLij(λ)が最も小さい波長λを求め、かかる波長λをショット内での各計測位置(i、j)の最適波長λopt(i、j)とする(ステップS610)。 Next, based on the lattice interval Lseij (λ), the standard deviation σLij (λ) of the lattice interval at the measurement position (i, j) in the shot is calculated (step S608). The wavelength λ having the smallest calculated standard deviation σLij (λ) is obtained, and this wavelength λ is set as the optimum wavelength λopt (i, j) of each measurement position (i, j) in the shot (step S610).
ショット内の計測位置(i、j)における格子間隔Lseij(λ)の標準偏差σLij(λ)が最も小さくなる波長λを最適波長λopt(i、j)とするのは、ウェハ40のショット間では、パターン段差41やレジスト42の塗布むらによって、レジスト42の膜厚変化が発生するため、ショット間で格子間隔Lseij(λ)の再現性がよいほど計測の「確からしさ」が優れているからである。 The wavelength λ that minimizes the standard deviation σLij (λ) of the lattice spacing Lseij (λ) at the measurement position (i, j) in the shot is the optimum wavelength λopt (i, j) between shots of the wafer 40. , the uneven coating of the pattern step 41 and the resist 42, because the change in the film thickness of the resist 42 occurs, because "likelihood" of the measurement, the better the reproducibility of the lattice spacing Lseij (λ) is excellent in between shots It is.
最適波長λopt(i、j)を選択した後は、最適波長λopt(i、j)で照明されたパターン板523の信号波形から4つの遮光パターン523cの像の位置x1乃至x4の平均値Xa(i、j)を求めて、ウェハ40の表面位置を計測する。 After selecting the optimum wavelength λopt (i, j), the average value Xa (4) of the image positions x1 to x4 of the four light shielding patterns 523c is determined from the signal waveform of the pattern plate 523 illuminated with the optimum wavelength λopt (i, j). i, j) is obtained, and the surface position of the wafer 40 is measured.
なお、最適波長を選択するために用いるサンプルショットの数は14ショットに限らず、例えば、ウェハ上の全てのショットを計測してもよい。更には、計測するウェハについても1枚に限らず、数枚のウェハを計測して格子間隔Lseij(λ)の分母を増やすことにより、波長の最適化の精度を向上させることが可能である。また、本実施形態では、パターン板523は、格子パターン523bを光が透過しないように構成しているが、パターン板523の全面を遮光部として格子パターン523bのみを光が透過する構成としてもよい。 The number of sample shots used for selecting the optimum wavelength is not limited to 14 shots, and for example, all shots on the wafer may be measured. Furthermore, the number of wafers to be measured is not limited to one, and it is possible to improve the accuracy of wavelength optimization by measuring several wafers and increasing the denominator of the lattice spacing Lseij (λ). In the present embodiment, the pattern plate 523 is configured such that light does not pass through the lattice pattern 523b. However, the entire surface of the pattern plate 523 may be a light-shielding portion and light may be transmitted only through the lattice pattern 523b. .
次に、スキャン露光時のフォーカス及びチルトの計測によるウェハ40の表面位置補正の概略について説明する。図13に示すように、スキャン方向に凹凸形状を有したウェハ40が露光位置EPに差し掛かる前に露光スリット前方に平面を形成するように複数点配置された計測点KP(計測位置FP)でウェハ40の表面位置のフォーカス、露光スリット領域長手方向(即ち、スキャン方向に垂直な方向)のチルト(以下、「チルトX」と称する。)の計測を行う。そして、フォーカスチルト検出系50で検出された位置情報に基づいて、ウェハステージ45を駆動させ露光位置EPへの補正駆動を行う。例えば、図2において、ウェハ40上のj=6の位置を露光中に、j=7の位置の表面位置の計測を行う。そして、j=6の位置の露光が終了した後に、j=7の位置の表面位置の計測結果を基にしてフォーカス及びチルトXの補正駆動を行いながらj=7の位置の露光を行う。ここで、図13は、露光位置EPとウェハ40上のフォーカス及びチルトの計測位置FPを示す概略斜視図である。 Next, an outline of the surface position correction of the wafer 40 by measuring the focus and tilt at the time of scan exposure will be described. As shown in FIG. 13, measurement points KP (measurement positions FP) arranged at a plurality of points so as to form a plane in front of the exposure slit before the wafer 40 having an uneven shape in the scanning direction reaches the exposure position EP. The focus of the surface position of the wafer 40 and the tilt (hereinafter referred to as “tilt X”) in the longitudinal direction of the exposure slit region (that is, the direction perpendicular to the scanning direction) are measured. Then, based on the position information detected by the focus tilt detection system 50, the wafer stage 45 is driven to perform correction driving to the exposure position EP. For example, in FIG. 2, the surface position of j = 7 is measured during exposure of the position of j = 6 on the wafer 40. Then, after the exposure at the position of j = 6 is completed, the exposure at the position of j = 7 is performed while correcting and driving the focus and tilt X based on the measurement result of the surface position of the position of j = 7. Here, FIG. 13 is a schematic perspective view showing the exposure position EP and the focus and tilt measurement positions FP on the wafer 40.
図14は、露光装置1を用いた露光方法を説明するためのフローチャートである。図14を参照するに、まず、露光装置1にウェハ40を搬入し(ステップS1002)、フォーカスチルト検出系50が計測点KPを照明する光の波長の最適化を行うかどうかを判断する(ステップS1004)。なお、波長の最適化を行うかどうかは、予め露光装置1に登録しておく。 FIG. 14 is a flowchart for explaining an exposure method using the exposure apparatus 1. Referring to FIG. 14, first, the wafer 40 is loaded into the exposure apparatus 1 (step S1002), and it is determined whether or not the focus tilt detection system 50 optimizes the wavelength of light that illuminates the measurement point KP (step S1002). S1004). Whether or not to optimize the wavelength is registered in the exposure apparatus 1 in advance.
波長の最適化が必要な場合には、図9に示すようなサンプルショットで、フォーカスチルト検出系50が用いることができる光の波長の全てに対して、表面位置の計測を行い(ステップS1006)、かかる表面位置情報を格納する(ステップS1008)。そして、計測していないサンプルショット(未計測サンプルショット)があるかどうかを判断し(ステップS1010)、未計測サンプルショットがある場合には、かかる未計測ショットの表面位置の計測及び表面位置情報の格納を、未計測サンプルショットが無くなるまで繰り返す。 When the wavelength needs to be optimized, the surface position is measured for all the wavelengths of light that can be used by the focus tilt detection system 50 with the sample shot as shown in FIG. 9 (step S1006). The surface position information is stored (step S1008). Then, it is determined whether there is an unmeasured sample shot (unmeasured sample shot) (step S1010). If there is an unmeasured sample shot, the measurement of the surface position of the unmeasured shot and the surface position information The storage is repeated until there are no unmeasured sample shots.
サンプルショットの表面位置の計測及び表面位置情報の格納が終了すると(即ち、未測定サンプルショットが無くなると)、ステップS1008で格納した各サンプルショットの表面位置情報を基に、ショット内の計測点KP毎に最適波長λopt(i、j)を算出する(ステップS1012)。 When the measurement of the surface position of the sample shot and the storage of the surface position information are completed (that is, when there is no unmeasured sample shot), the measurement point KP in the shot is based on the surface position information of each sample shot stored in step S1008. The optimum wavelength λopt (i, j) is calculated for each step (step S1012).
一方、波長の最適化が不要の場合には、フォーカスチルト検出系50が計測点KPを照明する光の最適な波長が算出されているかどうかを判断する(ステップS)。ここでは、例えば、先行ウェハによって最適波長λopt(i、j)が算出されているかどうかで判断する。最適波長λopt(i、j)が算出されている場合には、ステップS1018に進む。最適波長λopt(i、j)が算出されていない場合には、全ての計測点KPに対して同一のデフォルト波長(例えば、λ1)を選択し(ステップS1016)、ステップS1018に進む。 On the other hand, if it is not necessary to optimize the wavelength, it is determined whether or not the optimum wavelength of the light that illuminates the measurement point KP is calculated by the focus tilt detection system 50 (step S). Here, for example, the determination is made based on whether or not the optimum wavelength λopt (i, j) is calculated by the preceding wafer. If the optimum wavelength λopt (i, j) has been calculated, the process proceeds to step S1018. If the optimum wavelength λopt (i, j) has not been calculated, the same default wavelength (for example, λ1) is selected for all measurement points KP (step S1016), and the process proceeds to step S1018.
ステップS1018では、フォーカスチルト検出系50が計測点KPを照明する光の波長を最適波長λopt(i、j)又はデフォルト波長に設定する。その後、ウェハステージ45を駆動して露光ショットを露光位置にセットし(ステップS1020)、露光ショットに対して、最適波長λopt(i、j)又はデフォルト波長の光を用いてフォーカスチルト検出系50による表面位置の計測を行う(ステップS1022)。 In step S1018, the focus tilt detection system 50 sets the wavelength of light that illuminates the measurement point KP to the optimum wavelength λopt (i, j) or the default wavelength. Then, set the exposure shot in the exposure position by driving the wafer stage 45 (step S1020), the exposure shots, the optimum wavelength λopt (i, j) or focus tilt detection system with light default wavelength 50 The surface position is measured by (Step S1022).
次いで、ステップS1022で計測した表面位置を基に、ウェハ40を駆動してフォーカス及びチルトの補正を行い(ステップS1024)、レチクル20上のパターンをウェハ40に露光する(ステップS1026)。そして、露光すべきショット(即ち、未露光ショット)がないかどうかを判断し(ステップS1028)、未露光ショットがなくなるまでステップS1020以下を繰り返す。全ての露光ショットの露光が終了したら、ウェハ40を回収し(ステップS1030)、終了する。 Next, based on the surface position measured in step S1022, the wafer 40 is driven to correct focus and tilt (step S1024), and the pattern on the reticle 20 is exposed to the wafer 40 (step S1026). Then, it is determined whether or not there is a shot to be exposed (that is, an unexposed shot) (step S1028), and step S1020 and subsequent steps are repeated until there is no unexposed shot. When exposure of all exposure shots is completed, the wafer 40 is collected (step S1030), and the process ends.
露光装置1及び露光装置1を用いた露光方法によれば、縮小される焦点深度に対して高いフォーカス補正精度を達成し、優れた解像度及び歩留まりを実現することができる。 According to the exposure apparatus 1 and the exposure method using the exposure apparatus 1, high focus correction accuracy can be achieved with respect to the reduced depth of focus, and excellent resolution and yield can be realized.
なお、フォーカスチルト検出系50が計測点KPを照明する光の波長の最適化に関して、フォーカスチルト検出系50が検出した信号波形の対称性のよい波長を最適波長としても効果がある場合がある。例えば、図3に示すパターン板523の格子パターン523bと同様なパターンがウェハ40上に繰り返して存在するデバイスパターンを照射する場合には、全ての格子パターン523bの信号波形が同じ様に歪んでしまうため、格子間隔L1、L2及びL3が何れの波長に対してもばらつかないことになる。このような場合に、信号波形の対称性のよい波長を最適波長に選択することで本発明の効果を得ることができる。 Note that, regarding the optimization of the wavelength of the light that illuminates the measurement point KP by the focus tilt detection system 50, there may be an effect even if the wavelength having good symmetry of the signal waveform detected by the focus tilt detection system 50 is set as the optimal wavelength. For example, when a device pattern in which a pattern similar to the lattice pattern 523b of the pattern plate 523 shown in FIG. 3 is repeatedly present on the wafer 40 is irradiated, the signal waveforms of all the lattice patterns 523b are similarly distorted. Therefore, the grating intervals L1, L2, and L3 do not vary with respect to any wavelength. In such a case, the effect of the present invention can be obtained by selecting a wavelength having good symmetry of the signal waveform as the optimum wavelength.
また、図15に示すように、光源521をハロゲンランプなどのブロードバンド光源521Aに置換することもできる。ブロードバンド光源521Aを用いる場合には、検出部54のダイクロイックミラー543b及び543cによって、中心波長がλ1、λ2及びλ3の光を受光素子544a、544b及び544cに受光させることで、各波長の波形信号を検出することができる。ここで、図15は、フォーカスチルト検出系50の変形例の構成を示すブロック図である。 Further, as shown in FIG. 15, the light source 521 can be replaced with a broadband light source 521A such as a halogen lamp. When the broadband light source 521A is used, the dichroic mirrors 543b and 543c of the detection unit 54 cause the light receiving elements 544a, 544b, and 544c to receive the light having the center wavelengths λ1, λ2, and λ3, thereby generating waveform signals of the respective wavelengths. Can be detected. Here, FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a modified example of the focus tilt detection system 50.
次に、フォーカスチルト検出系50のパターン板523の代わりに、図16に示すような、パターン板523Aを用いた際に、計測点KPを照明する光の最適な波長の選択方法について説明する。図16は、パターン板523の変形例であるパターン板523Aを示す平面図である。 Next, a method for selecting an optimum wavelength of light for illuminating the measurement point KP when using a pattern plate 523A as shown in FIG. 16 instead of the pattern plate 523 of the focus tilt detection system 50 will be described. FIG. 16 is a plan view showing a pattern plate 523A which is a modification of the pattern plate 523. FIG.
図16を参照するに、パターン板523Aは、光透過部としての透過領域523Aaに光不透過部である1つの矩形パターン523Abを有する。パターン板523Aは、パターン板523に比べて、ウェハ40上への投影像の面積が小さくなるため、より細かいピッチでウェハ40の表面位置を計測することが可能である。一方、矩形パターン523Abの格子間隔を求めることはできないため、計測点KPを照明する光の最適な波長の選択方法としては、上述した方法とは別の方法が必要となる。 Referring to FIG. 16, the pattern plate 523A has one rectangular pattern 523Ab that is a light non-transparent portion in a transmission region 523Aa as a light transmission portion. The pattern plate 523A can measure the surface position of the wafer 40 at a finer pitch because the area of the projected image on the wafer 40 is smaller than the pattern plate 523. On the other hand, since the lattice interval of the rectangular pattern 523Ab cannot be obtained, a method different from the above-described method is required as a method for selecting the optimum wavelength of light for illuminating the measurement point KP.
図17は、パターン板523Aを用いた場合において、フォーカスチルト検出系50が照射する光の最適な波長の選択方法を説明するためのフローチャートである。まず、図9に示すウェハ40上のショットレイアウトにおいて、14ショットのサンプルショットの表面位置を、フォーカスチルト検出系50の有する全ての波長の光に対して計測を行い、信号波形を得る(ステップS702)。なお、パターン板523A(の矩形パターン523Ab)を用いた際に、検出部54で検出される信号波形の一例を図18に示す。 FIG. 17 is a flowchart for explaining a method of selecting an optimum wavelength of light emitted from the focus tilt detection system 50 when the pattern plate 523A is used. First, in the shot layout on the wafer 40 shown in FIG. 9, the surface position of the sample shot of 14 shots is measured with respect to all wavelengths of light included in the focus tilt detection system 50 to obtain a signal waveform (step S702). ). FIG. 18 shows an example of a signal waveform detected by the detection unit 54 when the pattern plate 523A (the rectangular pattern 523Ab) is used.
次に、フォーカスチルト検出系50で計測された信号波形を基に、パターン板523Aの透過領域523Aaの光強度Itと矩形パターン523Abの信号強度から信号コントラストC=(It−Ie)/(It+Ie)を求める(ステップS704)。なお、信号コントラストCsij(λ)は、全ての光の波長及び全ての計測点KPについて算出する。ここで、添え字のsはサンプルショット番号でs=1乃至14、iはスリット長手方向のショット内計測位置番号でi=1乃至3、jはスキャン方向のショット内計測位置番号でj=1乃至7、λは照明する光の波長でλ=λ1乃至λ3である。 Next, based on the signal waveform measured by the focus tilt detection system 50, the signal contrast C = (It−Ie) / (It + Ie) from the light intensity It of the transmission region 523Aa of the pattern plate 523A and the signal intensity of the rectangular pattern 523Ab. Is obtained (step S704). The signal contrast Csij (λ) is calculated for all light wavelengths and all measurement points KP. Here, the subscript s is the sample shot number, s = 1 to 14, i is the in-shot measurement position number in the slit longitudinal direction, i = 1 to 3, and j is the in-shot measurement position number in the scanning direction, j = 1. 7 to λ are wavelengths of light to illuminate, and λ = λ1 to λ3.
次に、信号コントラストCsij(λ)を基に、全てのサンプルショットの信号コントラストの平均を求めて、ショット内の計測位置(i、j)における信号コントラストが最大となる波長λをショット内での各計測位置(i、j)の最適波長λopt(i、j)とする(ステップS706)。パターン板523Aの透過領域523Aaに相当する光強度Itは、ウェハ40面での反射率に依存するため、反射率が高いほど信号コントラストCが大きくなる。図7に示したように、ウェハ40での反射率が高い信号波形ほど、レジスト42の膜厚変化に対する反射率の変動が少なく、信号波形の歪みの影響が低減されて計測再現性がよいと判断できる。 Next, based on the signal contrast Csij (λ), the average of the signal contrasts of all the sample shots is obtained, and the wavelength λ that maximizes the signal contrast at the measurement position (i, j) in the shot is determined in the shot. The optimum wavelength λopt (i, j) of each measurement position (i, j) is set (step S706). Since the light intensity It corresponding to the transmission region 523Aa of the pattern plate 523A depends on the reflectance on the surface of the wafer 40, the signal contrast C increases as the reflectance increases. As shown in FIG. 7, the signal waveform having a higher reflectivity at the wafer 40 has less variation in the reflectivity with respect to the film thickness change of the resist 42, and the influence of the distortion of the signal waveform is reduced, so that the measurement reproducibility is good. I can judge.
最適波長λopt(i、j)を選択した後は、最適波長λopt(i、j)で照明されたパターン板523Aの信号波形から、矩形パターン523Abの像の位置X1を求めて、ウェハ40の表面位置を計測する。 After selecting the optimum wavelength λopt (i, j), the position X1 of the image of the rectangular pattern 523Ab is obtained from the signal waveform of the pattern plate 523A illuminated with the optimum wavelength λopt (i, j), and the surface of the wafer 40 Measure the position.
なお、信号コントラストの比の最大値を最適波長とする代わりに、パターン板523Aの透過領域523Aaを通過した光の反射率が最大となる波長を最適波長としてもよい。かかる場合には、反射率を求めるために、照明する光の波長の入射強度が必要となる。従って、照明する光の波長に対する分光反射率Rref(λ)が既知の基準マーク台をウェハステージ上に設置し、かかる基準マーク台のパターンの無い領域をフォーカスチルト検出系50で計測し、パターン板523Aの透過領域523Aaの信号強度Iref(λ)を予め計測しておく。
Instead of setting the maximum value of the signal contrast ratio as the optimum wavelength, the wavelength at which the reflectance of light that has passed through the transmission region 523Aa of the pattern plate 523A is maximized may be set as the optimum wavelength. In such a case, in order to obtain the reflectance, the incident intensity at the wavelength of the illumination light is required. Accordingly, a reference mark base having a known spectral reflectance Rref (λ) with respect to the wavelength of the illuminating light is placed on the wafer stage, and an area without a pattern on the reference mark base is measured by the focus tilt detection system 50, and the pattern plate The signal intensity Iref (λ) of the transmission region 523Aa of 523A is measured in advance.
各計測点KPにおける反射率R(λ)は、ウェハ40の表面位置の計測時の透過領域523Aaの信号強度をIsig(λ)とすると、R(λ)=Isin(λ)×Rref(λ)/Iref(λ)から求めることができる。 The reflectivity R (λ) at each measurement point KP is R (λ) = Isin (λ) × Rref (λ) where Isig (λ) is the signal intensity of the transmission region 523Aa when measuring the surface position of the wafer 40. / Iref (λ).
そして、反射率Rsij(λ)を全ての光の波長及び全ての計測点KPについて算出する。ここで、添え字のsはサンプルショット番号でs=1乃至14、iはスリット長手方向のショット内計測位置番号でi=1乃至3、jはスキャン方向のショット内計測位置番号でj=1乃至7、λは照明する光の波長でλ=λ1乃至λ3である。 Then, the reflectance Rsij (λ) is calculated for all wavelengths of light and all measurement points KP. Here, the subscript s is the sample shot number, s = 1 to 14, i is the in-shot measurement position number in the slit longitudinal direction, i = 1 to 3, and j is the in-shot measurement position number in the scanning direction, j = 1. 7 to λ are wavelengths of light to illuminate, and λ = λ1 to λ3.
反射率Rsij(λ)を基に、全てのサンプルショットの平均を求め、ショット内の計測位置(i、j)における最適波長λopt(i、j)を算出すればよい。 Based on the reflectance Rsij (λ), an average of all sample shots may be obtained, and the optimum wavelength λopt (i, j) at the measurement position (i, j) in the shot may be calculated.
また、パターン板523Aを、図19に示すような、光を遮光する遮光領域523Baに円形の開口部523Bbを有するパターン板523Bとしてもよい。パターン板523B(の開口部523Bb)を用いた際に、フォーカスチルト検出系50の検出部54で検出される信号波形を図20に示す。なお、図20(a)は、対称性がよい信号波形の例を、図20(b)は、非対称性が生じた信号波形の例を示している。ここで、図19は、パターン板523Aの変形例であるパターン板523Bを示す平面図である。 Alternatively, the pattern plate 523A may be a pattern plate 523B having a circular opening 523Bb in a light shielding region 523Ba for shielding light as shown in FIG. FIG. 20 shows signal waveforms detected by the detection unit 54 of the focus tilt detection system 50 when the pattern plate 523B (the opening 523Bb thereof) is used. 20A shows an example of a signal waveform with good symmetry, and FIG. 20B shows an example of a signal waveform with asymmetry. Here, FIG. 19 is a plan view showing a pattern plate 523B which is a modification of the pattern plate 523A.
更に、パターン板523A又は523Bを用いる代わりに、ウェハ40と共役な位置にLEDの射出部を配置し、かかるLEDの射出部から射出される光をウェハ40に投影すると共に、投影像をセンサで受光する構成としてもよい。 Further, instead of using the pattern plate 523A or 523B, an LED emitting portion is arranged at a position conjugate with the wafer 40, and the light emitted from the LED emitting portion is projected onto the wafer 40, and the projected image is detected by a sensor. It may be configured to receive light.
次に、図21を参照して、図12に示した最適な波長の選択方法とは異なる選択方法について説明する。図21は、フォーカスチルト検出系50が照射する光の最適な波長の選択方法を説明するためのフローチャートである。 Next, a selection method different from the optimal wavelength selection method shown in FIG. 12 will be described with reference to FIG. FIG. 21 is a flowchart for explaining a method for selecting an optimum wavelength of light irradiated by the focus tilt detection system 50.
まず、図9に示すウェハ40上のショットレイアウトにおいて、14ショットのサンプルショットの表面位置を、フォーカスチルト検出系50の有する全ての波長の光に対して計測を行い(ステップS802)、各サンプルショット、ショット内の計測位置及び計測に用いた光の波長毎に表面位置計測値Zsij(λ)を得る(ステップS804)。ここで、添え字のsはサンプルショット番号でs=1乃至14、iはスリット長手方向のショット内計測位置番号でi=1乃至3、jはスキャン方向のショット内計測位置番号でj=1乃至7、λは照明する光の波長でλ=λ1乃至λ3である。 First, in the shot layout on the wafer 40 shown in FIG. 9, the surface positions of the 14 shot sample shots are measured for all wavelengths of light of the focus tilt detection system 50 (step S802), and each sample shot is measured. Then, a surface position measurement value Zsij (λ) is obtained for each measurement position in the shot and each wavelength of light used for the measurement (step S804). Here, the subscript s is the sample shot number, s = 1 to 14, i is the in-shot measurement position number in the slit longitudinal direction, i = 1 to 3, and j is the in-shot measurement position number in the scanning direction, j = 1. 7 to λ are wavelengths of light to illuminate, and λ = λ1 to λ3.
次に、表面位置計測値Zsij(λ)の波長間の平均値Zasijを求める(ステップS806)。そして、平均値Zasijを用いて、曲面フィッティングによりウェハ40の表面形状(即ち、表面形状の近似曲面)を求める(ステップS808)。図22に、図9に示すウェハ40のA−A’面の表面形状の近似曲線と、サンプルショットL、D及びRに対する各波長の表面位置計測値をプロットしたグラフを示す。 Next, an average value Zasij between the wavelengths of the surface position measurement value Zsij (λ) is obtained (step S806). Then, using the average value Zasij, the surface shape of the wafer 40 (that is, the approximate curved surface of the surface shape) is obtained by curved surface fitting (step S808). FIG. 22 shows an approximate curve of the surface shape of the A-A ′ plane of the wafer 40 shown in FIG. 9 and a graph plotting the surface position measurement values of the respective wavelengths with respect to the sample shots L, D, and R.
次いで、ステップS808で求めたウェハ40の近似曲面からの表面位置計測値Zsij(λ)のずれ量dzsij(λ)を算出し(ステップS810)、ショット内の各計測点KPについて、サンプルショット間のばらつき量(標準偏差値)σdZij(λ)を算出する(ステップS812)。そして、ばらつき量σdZij(λ)が最も小さくなる波長λをショット内での各計測位置(i、j)の最適波長λopt(i、j)とする(ステップS814)。即ち、信号波形の特徴からではなく、各波長でのウェハ40の表面位置の計測値そのものを用いて最適な波長の選択も可能である。 Next, a deviation amount dzsij (λ) of the surface position measurement value Zsij (λ) from the approximate curved surface of the wafer 40 obtained in step S808 is calculated (step S810), and each measurement point KP in the shot is measured between sample shots. A variation amount (standard deviation value) σdZij (λ) is calculated (step S812). Then, the wavelength λ having the smallest variation amount σdZij (λ) is set as the optimum wavelength λopt (i, j) at each measurement position (i, j) in the shot (step S814). That is, it is possible to select an optimum wavelength not using the characteristics of the signal waveform but using the measured value of the surface position of the wafer 40 at each wavelength.
以上、してきたように、露光装置1は、露光において、フォーカスチルト検出系50などによって、露光すべきウェハ40の表面を最良結像面に合わせ込むことができるため、高いスループットで経済性よくデバイス(半導体素子、LCD素子、撮像素子(CCDなど)、薄膜磁気ヘッドなど)を提供することができる。 As described above, since the exposure apparatus 1 can adjust the surface of the wafer 40 to be exposed to the best imaging plane by the focus tilt detection system 50 or the like in exposure, the exposure apparatus 1 is a device with high throughput and good economic efficiency. (Semiconductor element, LCD element, imaging element (CCD, etc.), thin film magnetic head, etc.) can be provided.
以下、図23及び図24を参照して、上述の露光装置1を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図23は、デバイス(ICやLSIなどの半導体チップ、LCD、CCD等)の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ1(回路設計)では、デバイスの回路設計を行う。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。ステップ3(ウェハ製造)では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ4(ウェハプロセス)は、前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いてリソグラフィー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ5(組み立て)は、後工程と呼ばれ、ステップ4によって作成されたウェハを用いて半導体チップ化する行程であり、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で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷(ステップ7)される。 Hereinafter, an embodiment of a device manufacturing method using the above-described exposure apparatus 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 23 is a flowchart for explaining how to fabricate devices (ie, semiconductor chips such as IC and LSI, LCDs, CCDs, and the like). Here, the manufacture of a semiconductor chip will be described as an example. In step 1 (circuit design), a device circuit is designed. In step 2 (mask production), a mask on which the designed circuit pattern is formed is produced. In step 3 (wafer manufacture), 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 mask and the wafer. Step 5 (assembly) is called a post-process, and is a process of forming a semiconductor chip using the wafer created 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 created in step 5 are performed. Through these steps, the semiconductor device is completed and shipped (step 7).
図24は、ステップ4のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ11(酸化)では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ12(CVD)では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ13(電極形成)では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ14(イオン打ち込み)では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ15(レジスト処理)では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ16(露光)では、露光装置1によってマスクの回路パターンをウェハに露光する。ステップ17(現像)では、露光したウェハを現像する。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うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施形態のデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、露光装置1を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。 FIG. 24 is a detailed flowchart of the wafer process in Step 4. In step 11 (oxidation), the surface of the wafer is oxidized. In step 12 (CVD), an insulating film is formed on the surface of the wafer. In step 13 (electrode formation), an electrode is formed on the wafer by vapor deposition or the like. Step 14 (ion implantation) implants ions into the wafer. In step 15 (resist process), a photosensitive agent is applied to the wafer. Step 16 (exposure) uses the exposure apparatus 1 to expose a circuit pattern on the mask onto the wafer. In step 17 (development), the exposed wafer is developed. In step 18 (etching), portions other than the developed resist image are removed. In step 19 (resist stripping), the resist that has become unnecessary after the etching is removed. By repeatedly performing these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer. According to the device manufacturing method of the present embodiment, it is possible to manufacture a higher quality device than before. Thus, the device manufacturing method using the exposure apparatus 1 and the resulting device also constitute one aspect of the present invention.
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、本発明は、レチクルの位置を検出するレチクル検出手段にも適用可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist. For example, the present invention can also be applied to reticle detection means for detecting the position of the reticle.
1 露光装置
10 照明装置
20 レチクル
30 投影光学系
40 ウェハ
50 フォーカスチルト検出系
52 照明部
521 光源
522 光合成手段
522a ミラー
522b及び522c ダイクロイックミラー
523 パターン板
523a 透過領域
523b 格子パターン
523c 遮光パターン
524 結像レンズ
525 ミラー
54 検出部
541 ミラー
542 レンズ
543 光分波手段
543a ミラー
543b及び543c ダイクロイックミラー
544 受光器
544a乃至544c 受光素子
56 演算部
60 制御部
70 レチクル検出手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exposure apparatus 10 Illumination apparatus 20 Reticle 30 Projection optical system 40 Wafer 50 Focus tilt detection system 52 Illumination part 521 Light source 522 Photosynthesis means 522a Mirror 522b and 522c Dichroic mirror 523 Pattern plate 523a Transmission area 523b Grid pattern 523c Light-shielding pattern 524 Imaging lens 525 Mirror 54 Detection unit 541 Mirror 542 Lens 543 Light demultiplexing means 543a Mirrors 543b and 543c Dichroic mirror 544 Light receivers 544a to 544c Light receiving element 56 Operation unit 60 Control unit 70 Reticle detection means
Claims (10)
前記複数のショットの各々において同じ位置にある第1計測点のそれぞれに対して複数の波長の光を照射し、前記複数のショットの各々において同じ位置にあり、前記第1計測点とは異なる第2計測点のそれぞれに対して前記複数の波長の光を照射する照射手段と、
前記第1及び第2計測点からの反射光を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果を基に、前記複数の波長から、複数の第1計測点に共通である最適波長と、複数の第2計測点に共通である最適波長と、をそれぞれ選択する選択手段と、
前記選択手段が選択した最適波長の光を用いて各計測点の光軸方向の位置を計測する計測手段とを有することを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus that exposes a pattern formed on a reticle to a plurality of shots on an object to be processed via a projection optical system,
Irradiating each of the first measurement points at the same position in each of the plurality of shots with light of a plurality of wavelengths, and at each of the plurality of shots, being at the same position and different from the first measurement point. Irradiating means for irradiating light of the plurality of wavelengths to each of two measurement points ;
Detecting means for detecting reflected light from the first and second measurement points;
Based on the detection result of said detecting means, from said plurality of wavelengths, a plurality of the optimum wavelength is common to the first measurement point, selection means for selecting optimum wavelength is common to a plurality of second measuring point, respectively When,
An exposure apparatus comprising: a measuring unit that measures the position of each measurement point in the optical axis direction using light of the optimum wavelength selected by the selecting unit.
前記格子パターンの像を各計測点に投影する投影手段とを有し、
前記選択手段は、前記複数の波長から、前記複数の第1計測点における前記格子パターンの像の前記複数のエレメントの間隔の標準偏差が最小となる波長と、前記複数の第2計測点における前記格子パターンの像の前記複数のエレメントの間隔の標準偏差が最小となる波長と、を前記最適波長としてそれぞれ選択することを特徴とする請求項1記載の露光装置。 The irradiation means includes a pattern plate having a lattice pattern composed of a plurality of elements;
Projecting means for projecting an image of the lattice pattern onto each measurement point ;
The selection means includes a wavelength at which a standard deviation of an interval between the plurality of elements of the image of the lattice pattern at the plurality of first measurement points is minimum from the plurality of wavelengths, and the plurality of second measurement points. The exposure apparatus according to claim 1, wherein a wavelength that minimizes a standard deviation of an interval between the plurality of elements of the image of the lattice pattern is selected as the optimum wavelength .
前記選択手段は、前記複数の波長から、前記複数の第1計測点における前記所定のパターンの像の信号コントラストの平均が最大となる波長と、前記複数の第2計測点における前記所定のパターンの像の信号コントラストの平均が最大となる波長と、を前記最適波長としてそれぞれ選択することを特徴とする請求項1記載の露光装置。 The irradiation unit includes a projection unit that projects an image of a predetermined pattern onto each measurement point .
Said selection means from said plurality of wavelengths, and the wavelength of the average of the signal contrast of the image of the predetermined pattern in the plurality of first measurement point becomes maximum, the predetermined pattern in the plurality of second measurement point 2. An exposure apparatus according to claim 1, wherein a wavelength at which an average of signal contrast of the image of said image is maximized is selected as said optimum wavelength .
前記格子パターンの像を各計測点に投影する投影手段を有し、
前記選択手段は、前記複数の波長から、前記複数の第1計測点における前記格子パターンの前記透過部を通過した光の反射率の平均が最大となる波長と、前記複数の第2計測点における前記格子パターンの前記透過部を通過した光の反射率の平均が最大となる波長と、を前記最適波長としてそれぞれ選択することを特徴とする請求項1記載の露光装置。 The irradiation means includes a pattern plate having a lattice pattern composed of a transmission part that transmits light and a light-shielding part that shields the light;
Projecting means for projecting an image of the lattice pattern onto each measurement point ;
Said selection means from said plurality of wavelengths, and the wavelength of the average of the light reflectance of which has passed through the transmissive portion of the grating pattern in the plurality of first measurement point becomes maximum, the plurality of second measurement point The exposure apparatus according to claim 1, wherein a wavelength at which an average reflectance of light that has passed through the transmission part of the grating pattern is maximized is selected as the optimum wavelength .
前記選択手段は、前記複数の波長から、前記複数の第1計測点における前記近似曲線からの前記計測値のずれ量の標準偏差が最小となる波長と、前記複数の第2計測点における前記近似曲線からの前記計測値のずれ量の標準偏差が最小となる波長と、を前記最適波長としてそれぞれ選択することを特徴とする請求項1記載の露光装置。 The measurement means measures the position in the optical axis direction of each measurement point for each of the plurality of wavelengths, and measures the position in the optical axis direction measured with the light of the plurality of wavelengths at each of the plurality of first measurement points. Average the values, average the measured values of the position in the optical axis direction measured with the light of the plurality of wavelengths at each of the plurality of second measurement points, and use the average value to calculate the surface of the object to be processed Obtain an approximate curve of the shape, calculate the amount of deviation of the measured value from the approximate curve,
The selection means includes a wavelength at which a standard deviation of a deviation amount of the measurement value from the approximate curve at the plurality of first measurement points from the plurality of wavelengths is minimum, and the approximation at the plurality of second measurement points. 2. An exposure apparatus according to claim 1, wherein a wavelength at which a standard deviation of a deviation amount of the measured value from a curve is minimized is selected as the optimum wavelength .
前記複数のショットの各々において同じ位置にある第1計測点のそれぞれに対して複数の波長の光を照射し、前記複数のショットの各々において同じ位置にあり、前記第1計測点とは異なる第2計測点のそれぞれに対して前記複数の波長の光を照射する照射ステップと、Irradiating each of the first measurement points at the same position in each of the plurality of shots with light of a plurality of wavelengths, and at each of the plurality of shots, being at the same position and different from the first measurement point. An irradiation step of irradiating each of the two measurement points with light of the plurality of wavelengths;
前記第1及び第2計測点からの反射光を検出する検出ステップと、A detection step of detecting reflected light from the first and second measurement points;
前記検出ステップの検出結果を基に、前記複数の波長から、複数の第1計測点に共通である最適波長と、複数の第2計測点に共通である最適波長と、をそれぞれ選択する選択ステップと、A selection step for selecting, from the plurality of wavelengths, an optimum wavelength that is common to the plurality of first measurement points and an optimum wavelength that is common to the plurality of second measurement points, based on the detection result of the detection step. When,
前記選択ステップで選択した最適波長の光を用いて各計測点の光軸方向の位置を計測する計測ステップと、A measurement step of measuring the position in the optical axis direction of each measurement point using light of the optimum wavelength selected in the selection step;
前記計測ステップで計測した各計測点の光軸方向の位置に基づいて、前記被処理体を前記レチクルと同期させて走査するステップと、を有することを特徴とする露光方法。An exposure method comprising: scanning the object to be processed in synchronization with the reticle based on the position in the optical axis direction of each measurement point measured in the measurement step.
前記検出ステップは、該各計測点からの信号波形を検出し、
前記検出ステップで検出した前記信号波形を基に、前記複数の波長毎に前記複数のエレメントの間隔を求めるステップと、
前記複数のエレメントの間隔を基に、前記複数の第1計測点における前記複数のエレメントの間隔の標準偏差と、前記複数の第2計測点における前記複数のエレメントの間隔の標準偏差を算出するステップと、を更に有し、
前記選択ステップは、前記複数の波長から、前記複数の第1計測点における前記算出ステップで算出された前記標準偏差が最小となる波長と、前記複数の第2計測点における前記算出ステップで算出された前記標準偏差が最小となる波長と、を前記最適波長としてそれぞれ選択することを特徴とする請求項6記載の露光方法。 In the irradiation step, a pattern image composed of a plurality of elements is projected onto each measurement point using light of the plurality of wavelengths,
It said detecting step detects a signal waveform from respective measurement points,
Based on the signal waveform detected in the detection step, obtaining intervals of the plurality of elements for each of the plurality of wavelengths;
Based on the spacing of the plurality of elements, calculating a standard deviation of intervals of the plurality of elements in said plurality of first measurement point, the standard deviation of the intervals of said plurality of elements in the plurality of second measurement point and, further comprising a,
The selection step, calculated from the plurality of wavelengths, and the wavelength in which the standard deviation calculated in the calculation step in the plurality of first measurement point is minimum, in the calculation step in the plurality of second measurement point length of the exposure method according to claim 6, wherein the standard deviation is characterized and Turkey to each selected as the optimum wavelength and wavelength, a the minimum.
前記検出ステップは、該各計測点からの信号波形を検出し、
前記検出ステップで検出した前記信号波形を基に、前記複数の波長毎に前記信号波形の信号コントラストを求めるステップを更に有し、
前記選択ステップは、前記複数の波長から、前記複数の第1計測点における前記信号コントラストの平均が最大となる波長と、前記複数の第2計測点における前記信号コントラストの平均が最大となる波長と、を前記最適波長としてそれぞれ選択することを特徴とする請求項6記載の露光方法。 In the irradiation step, an image of a pattern composed of one element is projected onto each measurement point using light of the plurality of wavelengths,
It said detecting step detects a signal waveform from respective measurement points,
Based on the signal waveform detected in the detection step, further comprising obtaining a signal contrast of the signal waveform for each of the plurality of wavelengths,
The selecting step includes, from the plurality of wavelengths, a wavelength at which the average of the signal contrast at the plurality of first measurement points is maximum, and a wavelength at which the average of the signal contrast at the plurality of second measurement points is maximum. the exposure method according to claim 6, wherein the benzalkonium select each as the optimum wavelength.
前記検出ステップは、該各計測点からの信号波形を検出し、
前記検出ステップで検出した前記信号波形を基に、前記複数の波長毎に前記エレメントを通過した光の各計測点での反射率を算出するステップを更に有し、
前記選択ステップは、前記複数の波長から、前記複数の第1計測点における前記反射率の平均が最大となる波長と、前記第2計測点における前記反射率の平均が最大となる波長と、を前記最適波長としてそれぞれ選択することを特徴とする請求項6記載の露光方法。 In the irradiation step, an image of a pattern composed of one element is projected onto each measurement point using light of the plurality of wavelengths,
It said detecting step detects a signal waveform from respective measurement points,
Based on the signal waveform detected in the detection step, further comprising calculating a reflectance at each measurement point of the light that has passed through the element for each of the plurality of wavelengths ,
In the selection step, from the plurality of wavelengths, a wavelength at which the average reflectance at the plurality of first measurement points is maximum and a wavelength at which the average reflectance at the second measurement point is maximum. the exposure method according to claim 6, wherein the benzalkonium select each as the optimum wavelength.
前記複数の第1計測点のそれぞれにおいて前記検出ステップで計測した光軸方向の位置の計測値を平均し、前記複数の第2計測点のそれぞれにおいて前記検出ステップで計測した光軸方向の位置の計測値を平均し、それらの平均値を用いて、前記被処理体の表面形状の近似曲線を求めるステップと、
前記近似曲線からの前記計測値のずれ量を算出するステップと、を更に有し、
前記選択ステップは、前記複数の波長から、前記複数の第1計測点における前記近似曲線からの前記計測値のずれ量の標準偏差が最小となる波長と、前記複数の第2計測点における前記近似曲線からの前記計測値のずれ量の標準偏差が最小となる波長と、を前記最適波長としてそれぞれ選択することを特徴とする請求項6記載の露光方法。 In the detection step, the position in the optical axis direction of each measurement point is measured for each of the plurality of wavelengths irradiated in the irradiation step ,
The measured value of the position in the optical axis direction measured in the detection step at each of the plurality of first measurement points is averaged, and the position in the optical axis direction measured in the detection step at each of the plurality of second measurement points. Averaging the measured values, and using those average values to obtain an approximate curve of the surface shape of the object to be processed;
Calculating the amount of deviation of the measured value from the approximate curve , and
The selection step includes a wavelength at which a standard deviation of a deviation amount of the measurement value from the approximate curve at the plurality of first measurement points is minimum from the plurality of wavelengths, and the approximation at the plurality of second measurement points. the exposure method according to claim 6, wherein the benzalkonium be respectively selected wavelength standard deviation of the amount of deviation of the measured value from the curve is minimum, as the optimum wavelength.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004112535A JP4497988B2 (en) | 2004-04-06 | 2004-04-06 | Exposure apparatus and method, and wavelength selection method |
US11/002,906 US7253885B2 (en) | 2003-12-05 | 2004-12-03 | Wavelength selecting method, position detecting method and apparatus, exposure method and apparatus, and device manufacturing method |
US11/695,705 US7551262B2 (en) | 2003-12-05 | 2007-04-03 | Exposure apparatus having a position detecting system and a wavelength detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004112535A JP4497988B2 (en) | 2004-04-06 | 2004-04-06 | Exposure apparatus and method, and wavelength selection method |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005302791A JP2005302791A (en) | 2005-10-27 |
JP2005302791A5 JP2005302791A5 (en) | 2007-05-24 |
JP4497988B2 true JP4497988B2 (en) | 2010-07-07 |
Family
ID=35333966
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004112535A Expired - Fee Related JP4497988B2 (en) | 2003-12-05 | 2004-04-06 | Exposure apparatus and method, and wavelength selection method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4497988B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180103184A (en) | 2015-01-28 | 2018-09-18 | 가부시키가이샤 도교 세이미쓰 | Laser dicing device |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003282420A (en) * | 2002-03-26 | 2003-10-03 | Canon Inc | Method and device for exposure |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61128522A (en) * | 1984-11-28 | 1986-06-16 | Hitachi Ltd | Focussing device |
JP2786270B2 (en) * | 1989-09-27 | 1998-08-13 | 株式会社日立製作所 | Interferometric tilt or height detecting device, reduction projection type exposure device and method thereof |
JPH08111361A (en) * | 1994-10-11 | 1996-04-30 | Nikon Corp | Surface position detector |
-
2004
- 2004-04-06 JP JP2004112535A patent/JP4497988B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003282420A (en) * | 2002-03-26 | 2003-10-03 | Canon Inc | Method and device for exposure |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005302791A (en) | 2005-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7551262B2 (en) | Exposure apparatus having a position detecting system and a wavelength detector | |
US7528966B2 (en) | Position detection apparatus and exposure apparatus | |
US7239371B2 (en) | Density-aware dynamic leveling in scanning exposure systems | |
TWI387045B (en) | Adjustment method for position detection apparatus, exposure apparatus, and device fabrication method | |
US7498596B2 (en) | Exposure method that obtains, prior to exposure, reticle surface form data and measurement position error, for scanning control | |
JP5036429B2 (en) | Position detection apparatus, exposure apparatus, device manufacturing method, and adjustment method | |
KR100517159B1 (en) | Exposure apparatus and method | |
US7656503B2 (en) | Exposure apparatus and image plane detecting method | |
US7209215B2 (en) | Exposure apparatus and method | |
JP2009092389A (en) | Measuring apparatus, exposure arrangement and method of manufacturing device | |
JP2006269669A (en) | Measuring device and measuring method, exposure apparatus and device manufacturing method | |
JP2007027593A (en) | Focus measurement method and measuring apparatus, exposure method, exposure apparatus, and offset measuring apparatus | |
JPH10189443A (en) | Mark for position detection, method and apparatus for detection of mark, and exposure device | |
US6940586B2 (en) | Exposure apparatus and method | |
US7106419B2 (en) | Exposure method and apparatus | |
JP4677183B2 (en) | Position detection apparatus and exposure apparatus | |
JP4497988B2 (en) | Exposure apparatus and method, and wavelength selection method | |
JP2006080444A (en) | Measurement apparatus, test reticle, aligner, and device manufacturing method | |
JP2006086450A (en) | Method of waveform selection, method of position correction, exposure device, and manufacturing method of device | |
JP2006120660A (en) | Position correction method and device, exposing device, and device manufacturing method | |
US20100177290A1 (en) | Optical characteristic measuring method, optical characteristic adjusting method, exposure apparatus, exposing method, and exposure apparatus manufacturing method | |
JP2005243710A (en) | Aligner, its control method and device manufacturing method | |
TW202244461A (en) | Measurement apparatus, exposure apparatus, and article manufacturing method | |
JP2000133564A (en) | Aligner | |
JP2008258325A (en) | Exposure system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070404 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070404 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090626 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090707 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090904 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100323 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100413 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130423 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |