JPH1097987A - 走査型露光装置および方法 - Google Patents
走査型露光装置および方法Info
- Publication number
- JPH1097987A JPH1097987A JP8272884A JP27288496A JPH1097987A JP H1097987 A JPH1097987 A JP H1097987A JP 8272884 A JP8272884 A JP 8272884A JP 27288496 A JP27288496 A JP 27288496A JP H1097987 A JPH1097987 A JP H1097987A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exposure
- substrate
- wafer
- stage
- scanning
- 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.)
- Pending
Links
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
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 走査露光中、スリット形状の露光領域に対し
て被露光基板の面位置を先読みしてフォーカス合わせを
行なう際の、基板ステージ表面のうねりに起因するフォ
ーカス誤差を軽減する。 【解決手段】 原版のパターンの一部を投影光学系を介
して基板に投影し、該投影光学系の光軸に対し垂直に前
記原版と基板を共に走査することにより前記原版のパタ
ーンを前記基板に露光する走査型の露光装置において、
前記投影光学系の露光領域に対して走査方向手前所定距
離の位置における基板被露光面の露光光軸方向の位置を
計測する手段と、該計測結果に基づいて基板被露光面の
露光光軸方向の位置を制御する手段と、前記基板の像面
内方向の位置に応じて前記計測結果を補正する手段とを
設ける。
て被露光基板の面位置を先読みしてフォーカス合わせを
行なう際の、基板ステージ表面のうねりに起因するフォ
ーカス誤差を軽減する。 【解決手段】 原版のパターンの一部を投影光学系を介
して基板に投影し、該投影光学系の光軸に対し垂直に前
記原版と基板を共に走査することにより前記原版のパタ
ーンを前記基板に露光する走査型の露光装置において、
前記投影光学系の露光領域に対して走査方向手前所定距
離の位置における基板被露光面の露光光軸方向の位置を
計測する手段と、該計測結果に基づいて基板被露光面の
露光光軸方向の位置を制御する手段と、前記基板の像面
内方向の位置に応じて前記計測結果を補正する手段とを
設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、設計パターンを基
板上のレジストに露光して半導体デバイス等を製造する
ために用いられる露光装置およびそれを用い得るデバイ
ス製造方法に関する。
板上のレジストに露光して半導体デバイス等を製造する
ために用いられる露光装置およびそれを用い得るデバイ
ス製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一括露光方式の露光装置では、投影光学
系がレンズによって構成されている場合、結像領域は円
形状となる。しかしながら、半導体集積回路は一般的に
矩形形状であるため、一括露光の場合の転写領域は、投
影光学系の有する円の結像領域に内接する矩形の領域と
なる。従って、最も大きな転写領域でも円の直径の１／
√２の辺の正方形である。これに対して、投影光学系の
有する円形状の結像領域のほぼ直径の寸法を有するスリ
ット形状の露光領域を用いて、レチクルとウエハとを同
期させながら走査移動させることによって、転写領域を
拡大させる走査露光方式（ステップアンドスキャン方
式）が提案されている。この方式では、同一の大きさの
結像領域を有する投影光学系を用いた場合、投影レンズ
を用いて各転写領域ごとに一括露光を行なうステップア
ンドリピート方式に比べてより大きな転写領域を確保す
ることができる。すなわち、走査方向に対しては光学系
による制限がなくなるので走査ステージのストローク分
だけ確保することができ、走査方向に対して直角な方向
には概ね√２倍の転写領域を確保することができる。
系がレンズによって構成されている場合、結像領域は円
形状となる。しかしながら、半導体集積回路は一般的に
矩形形状であるため、一括露光の場合の転写領域は、投
影光学系の有する円の結像領域に内接する矩形の領域と
なる。従って、最も大きな転写領域でも円の直径の１／
√２の辺の正方形である。これに対して、投影光学系の
有する円形状の結像領域のほぼ直径の寸法を有するスリ
ット形状の露光領域を用いて、レチクルとウエハとを同
期させながら走査移動させることによって、転写領域を
拡大させる走査露光方式（ステップアンドスキャン方
式）が提案されている。この方式では、同一の大きさの
結像領域を有する投影光学系を用いた場合、投影レンズ
を用いて各転写領域ごとに一括露光を行なうステップア
ンドリピート方式に比べてより大きな転写領域を確保す
ることができる。すなわち、走査方向に対しては光学系
による制限がなくなるので走査ステージのストローク分
だけ確保することができ、走査方向に対して直角な方向
には概ね√２倍の転写領域を確保することができる。
【０００３】半導体集積回路を製造するための露光装置
は、高い集積度のチップの製造に対応するために、転写
領域の拡大と解像力の向上が望まれている。より小さい
投影光学系を採用できることは、光学性能上からも、コ
スト的にも有利であり、ステップアンドスキャン方式の
露光方法は、今後の露光装置の主流として注目されてい
る。
は、高い集積度のチップの製造に対応するために、転写
領域の拡大と解像力の向上が望まれている。より小さい
投影光学系を採用できることは、光学性能上からも、コ
スト的にも有利であり、ステップアンドスキャン方式の
露光方法は、今後の露光装置の主流として注目されてい
る。
【０００４】ステップアンドスキャン方式では、走査中
に、投影光学系の光軸方向に関するウエハの姿勢をコン
トロールすることで、一括露光方式では困難な転写領域
内でのウエハの凹凸に対応したフォーカス合わせを行う
ことができることから、ウエハのうねりやパターン段査
に対してより大きな余裕をとることができる。そのため
には、ウエハの面と投影光学系の像面とを露光領域にお
いて最も適切な状態に合わせるために、走査露光中にウ
エハ面の姿勢を順次計測し、制御する手段を備えておく
必要がある。この計測手段として、スリット形状の露光
領域に対して走査方向に離れた位置のウエハ面を計測す
ることは、所定の面が露光に入る前にフォーカス方向の
位置情報が得られるので、制御上有利である。しかし、
露光面における計測値ではないので、露光面の走査方向
が露光光軸と直角でない場合には、この計測値は正確で
はなくなるという問題がある。
に、投影光学系の光軸方向に関するウエハの姿勢をコン
トロールすることで、一括露光方式では困難な転写領域
内でのウエハの凹凸に対応したフォーカス合わせを行う
ことができることから、ウエハのうねりやパターン段査
に対してより大きな余裕をとることができる。そのため
には、ウエハの面と投影光学系の像面とを露光領域にお
いて最も適切な状態に合わせるために、走査露光中にウ
エハ面の姿勢を順次計測し、制御する手段を備えておく
必要がある。この計測手段として、スリット形状の露光
領域に対して走査方向に離れた位置のウエハ面を計測す
ることは、所定の面が露光に入る前にフォーカス方向の
位置情報が得られるので、制御上有利である。しかし、
露光面における計測値ではないので、露光面の走査方向
が露光光軸と直角でない場合には、この計測値は正確で
はなくなるという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、スリット形
状の露光領域に対して走査方向に離れた位置の基板面を
計測してスリット位置での基板面のフォーカス合わせを
行なう走査型露光装置において、ウエハ等の基板を搭載
する基板ステージ表面の走査方向が露光光軸と直角でな
い場合に生じるフォーカス誤差を軽減することを目的と
する。
状の露光領域に対して走査方向に離れた位置の基板面を
計測してスリット位置での基板面のフォーカス合わせを
行なう走査型露光装置において、ウエハ等の基板を搭載
する基板ステージ表面の走査方向が露光光軸と直角でな
い場合に生じるフォーカス誤差を軽減することを目的と
する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明では、原版のパターンの一部を投影光学系を
介して基板に投影し、該投影光学系の光軸に対し垂直に
前記原版と基板を共に走査することにより前記原版のパ
ターンを前記基板に露光する走査型の露光装置におい
て、前記投影光学系の露光領域に対して走査方向手前所
定距離の位置における基板被露光面の露光光軸方向の位
置を計測する手段と、該計測結果に基づいて基板被露光
面の露光光軸方向の位置を制御する手段と、前記基板の
像面内方向の位置に応じて前記計測結果を補正する手段
とを具備することを特徴とする。
め、本発明では、原版のパターンの一部を投影光学系を
介して基板に投影し、該投影光学系の光軸に対し垂直に
前記原版と基板を共に走査することにより前記原版のパ
ターンを前記基板に露光する走査型の露光装置におい
て、前記投影光学系の露光領域に対して走査方向手前所
定距離の位置における基板被露光面の露光光軸方向の位
置を計測する手段と、該計測結果に基づいて基板被露光
面の露光光軸方向の位置を制御する手段と、前記基板の
像面内方向の位置に応じて前記計測結果を補正する手段
とを具備することを特徴とする。
【０００７】前記補正のデータとしては、例えば前記基
板の像面内方向の位置に対する前記補正の量を予め測定
し、それをテーブルとして、あるいは、演算式として記
憶しておく。
板の像面内方向の位置に対する前記補正の量を予め測定
し、それをテーブルとして、あるいは、演算式として記
憶しておく。
【０００８】
【作用】走査型露光装置では、走査方向に対して露光領
域の前に基板被露光面の露光光軸方向の位置（フォーカ
ス）を計測するフォーカスセンサの計測点を配置して、
フォーカスの先読みを行なう。ステージ定盤の表面が自
重や加工等の影響で歪んでいる場合、露光位置とフォー
カス計測点とが一致していないことによる誤差が発生す
る。
域の前に基板被露光面の露光光軸方向の位置（フォーカ
ス）を計測するフォーカスセンサの計測点を配置して、
フォーカスの先読みを行なう。ステージ定盤の表面が自
重や加工等の影響で歪んでいる場合、露光位置とフォー
カス計測点とが一致していないことによる誤差が発生す
る。
【０００９】本発明は、定盤の歪み（変形）がステージ
の位置によって決まることに着目してなされたもので、
予めステージ定盤の変形によって起きる基板の走査方向
（ｚ−ｙ平面）の変化を計測し、ステージの位置と走査
方向とに関して補正量をテーブルや演算式などの形で用
意しておき、露光の際はそのテーブルや演算式等を用い
てフォーカス計測値の補正を行なう。
の位置によって決まることに着目してなされたもので、
予めステージ定盤の変形によって起きる基板の走査方向
（ｚ−ｙ平面）の変化を計測し、ステージの位置と走査
方向とに関して補正量をテーブルや演算式などの形で用
意しておき、露光の際はそのテーブルや演算式等を用い
てフォーカス計測値の補正を行なう。
【００１０】これにより、ステージ定盤の変形に起因す
るフォーカス誤差を補正することができる。
るフォーカス誤差を補正することができる。
【００１１】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図１は本発明の一実施例に係る露光装置を側方から
見た様子を模式的に示す図であり、図２は、その露光装
置の外観を示す斜視図である。これらの図に示すよう
に、この露光装置は、レチクルステージ１上の原版のパ
ターンの一部を投影光学系２を介してウエハステージ３
上のウエハに投影し、投影光学系２に対し相対的にレチ
クルとウエハをＹ方向に同期走査することによりレチク
ルのパターンをウエハに露光するとともに、この走査露
光を、ウエハ上の複数の転写領域（ショット）に対し
て、繰り返し行なうためのステップ移動を介在させなが
ら行なうステップ・アンド・スキャン型の露光装置であ
る。
る。図１は本発明の一実施例に係る露光装置を側方から
見た様子を模式的に示す図であり、図２は、その露光装
置の外観を示す斜視図である。これらの図に示すよう
に、この露光装置は、レチクルステージ１上の原版のパ
ターンの一部を投影光学系２を介してウエハステージ３
上のウエハに投影し、投影光学系２に対し相対的にレチ
クルとウエハをＹ方向に同期走査することによりレチク
ルのパターンをウエハに露光するとともに、この走査露
光を、ウエハ上の複数の転写領域（ショット）に対し
て、繰り返し行なうためのステップ移動を介在させなが
ら行なうステップ・アンド・スキャン型の露光装置であ
る。
【００１２】レチクルステージ１はリニアモータ４によ
ってＹ方向へ駆動し、ウエハステージ３（３ａ〜３ｄ）
のＸステージ３ａはリニアモータ５によってＸ方向に駆
動し、Ｙステージ３ｂはリニアモータ５を搭載してお
り、リニアモータ６によってＹ方向へ駆動するようにな
っている。レチクルおよびウエハの同期走査は、レチク
ルステージ１およびＹステージ３ｂをＹ方向へ一定の速
度比率（例えば４：−１、なお、「−」は向きが逆であ
ることを示す）で駆動させることにより行なう。Ｘステ
ージ３ａにはＺ−チルトステージ３ｃが搭載され、その
上にはウエハ５１を保持するウエハチャック３ｄが取り
付けられている。Ｘステージ３ａはエアベアリング５２
によってステージ定盤７上をＺ方向に拘束されてＸ方向
へ案内される。Ｚチルトステージ３ｃはＸステージ３ａ
に対して複数のリニアモータ１５によってＺチルト方向
に駆動される。Ｚチルトステージ３ｃとＸステージ３ａ
との間のセンサ１６によってＺチルト方向の相対位置が
計測される。
ってＹ方向へ駆動し、ウエハステージ３（３ａ〜３ｄ）
のＸステージ３ａはリニアモータ５によってＸ方向に駆
動し、Ｙステージ３ｂはリニアモータ５を搭載してお
り、リニアモータ６によってＹ方向へ駆動するようにな
っている。レチクルおよびウエハの同期走査は、レチク
ルステージ１およびＹステージ３ｂをＹ方向へ一定の速
度比率（例えば４：−１、なお、「−」は向きが逆であ
ることを示す）で駆動させることにより行なう。Ｘステ
ージ３ａにはＺ−チルトステージ３ｃが搭載され、その
上にはウエハ５１を保持するウエハチャック３ｄが取り
付けられている。Ｘステージ３ａはエアベアリング５２
によってステージ定盤７上をＺ方向に拘束されてＸ方向
へ案内される。Ｚチルトステージ３ｃはＸステージ３ａ
に対して複数のリニアモータ１５によってＺチルト方向
に駆動される。Ｚチルトステージ３ｃとＸステージ３ａ
との間のセンサ１６によってＺチルト方向の相対位置が
計測される。
【００１３】ウエハステージ３は、ステージ定盤７上に
設けられ、ステージ定盤７は３つのダンパ８を介して３
点で床等の上に支持されている。レチクルステージ１、
投影光学系２および照明系１４は鏡筒定盤９上に設けら
れ、鏡筒定盤９は床等に載置されたベースフレーム１０
上に３つのダンパ１１および支柱１２を介して支持され
ている。ダンパ８は６軸方向にアクティブに制振もしく
は除振するアクティブダンパであるが、パッシブダンパ
を用いてもよく、あるいはダンパを介せずに支持しても
よい。
設けられ、ステージ定盤７は３つのダンパ８を介して３
点で床等の上に支持されている。レチクルステージ１、
投影光学系２および照明系１４は鏡筒定盤９上に設けら
れ、鏡筒定盤９は床等に載置されたベースフレーム１０
上に３つのダンパ１１および支柱１２を介して支持され
ている。ダンパ８は６軸方向にアクティブに制振もしく
は除振するアクティブダンパであるが、パッシブダンパ
を用いてもよく、あるいはダンパを介せずに支持しても
よい。
【００１４】また、この露光装置は、鏡筒定盤９とステ
ージ定盤７との間の距離を３点において測定するレーザ
干渉計、マイクロエンコーダ等の距離測定手段１３を備
えている。
ージ定盤７との間の距離を３点において測定するレーザ
干渉計、マイクロエンコーダ等の距離測定手段１３を備
えている。
【００１５】投光手段２１と受光手段２２は、ウエハス
テージ３上のウエハが投影光学系２のフォーカス面に位
置しているか否かを検出するためのフォーカスセンサを
構成している。すなわち、鏡筒定盤９に固定された投光
手段２１によりウエハに対して斜め方向から光を照射
し、その反射光の位置を受光手段２２によって検出する
ことにより投影光学系２の光軸方向のウエハ表面の位置
が検出される。
テージ３上のウエハが投影光学系２のフォーカス面に位
置しているか否かを検出するためのフォーカスセンサを
構成している。すなわち、鏡筒定盤９に固定された投光
手段２１によりウエハに対して斜め方向から光を照射
し、その反射光の位置を受光手段２２によって検出する
ことにより投影光学系２の光軸方向のウエハ表面の位置
が検出される。
【００１６】この構成において、不図示の搬送手段によ
り、装置前部の２つの支柱１２間の搬送経路を経てウエ
ハステージ３上にウエハが搬入され、所定の位置合せが
終了すると、露光装置は、走査露光およびステップ移動
を繰り返しながら、ウエハ上の複数の転写領域に対して
レチクルのパターンを露光転写する。走査露光に際して
は、レチクルステージ１およびＹステージ３ｂをＹ方向
（走査方向）へ所定の速度比で移動させて、スリット状
の露光光でレチクル上のパターンを走査するとともに、
その投影像でウエハを走査することにより、ウエハ上の
所定の転写領域に対してレチクル上のパターンを露光す
る。走査露光中、ウエハ表面の高さは前記フォーカスセ
ンサで計測され、その計測値に基づきウエハステージ３
の高さとチルトがリアルタイムで制御され、フォーカス
補正が行なわれる。１つの転写領域に対する走査露光が
終了したら、Ｘステージ３ａおよび／またはＹステージ
３ｂを駆動してウエハをＸ方向および／またはＹ方向へ
ステップ移動させることにより、他の転写領域を走査露
光の開始位置に対して位置決めし、走査露光を行なう。
なお、このＸ，Ｙ方向へのステップ移動と、Ｙ方向への
走査露光のための移動との組合せにより、ウエハ上の複
数の転写領域に対して、順次効率良く露光が行なえるよ
うに、各転写領域の配置、Ｙの正または負のいずれかへ
の走査方向、各転写領域への露光順等が設定されてい
る。
り、装置前部の２つの支柱１２間の搬送経路を経てウエ
ハステージ３上にウエハが搬入され、所定の位置合せが
終了すると、露光装置は、走査露光およびステップ移動
を繰り返しながら、ウエハ上の複数の転写領域に対して
レチクルのパターンを露光転写する。走査露光に際して
は、レチクルステージ１およびＹステージ３ｂをＹ方向
（走査方向）へ所定の速度比で移動させて、スリット状
の露光光でレチクル上のパターンを走査するとともに、
その投影像でウエハを走査することにより、ウエハ上の
所定の転写領域に対してレチクル上のパターンを露光す
る。走査露光中、ウエハ表面の高さは前記フォーカスセ
ンサで計測され、その計測値に基づきウエハステージ３
の高さとチルトがリアルタイムで制御され、フォーカス
補正が行なわれる。１つの転写領域に対する走査露光が
終了したら、Ｘステージ３ａおよび／またはＹステージ
３ｂを駆動してウエハをＸ方向および／またはＹ方向へ
ステップ移動させることにより、他の転写領域を走査露
光の開始位置に対して位置決めし、走査露光を行なう。
なお、このＸ，Ｙ方向へのステップ移動と、Ｙ方向への
走査露光のための移動との組合せにより、ウエハ上の複
数の転写領域に対して、順次効率良く露光が行なえるよ
うに、各転写領域の配置、Ｙの正または負のいずれかへ
の走査方向、各転写領域への露光順等が設定されてい
る。
【００１７】図３は、投影光学系２によってウエハ上に
投影されるスリット（露光スリット）と、前記フォーカ
スセンサによるフォーカス計測点（以下、スポットとい
う）との位置関係を、図４は、ウエハ上のフォーカス計
測対象点を示す。本実施例の装置は露光スリット３０が
７×２５ｍｍであり、転写領域４０の最大寸法は２５×
３２．５ｍｍである。スポットは、露光スリット３０の
中心に１個と、露光スリット３０の中心から走査方向に
１２ｍｍずれた位置に３個ずつ、計７個が設定されてい
る。そして、ウエハを図中で下から上に向かって走査
（ＵＰ走査）するときは、スポットａ1 ，ａ2 ，ａ3 の
３チャンネルで、上から下に向かって走査（ＤＯＷＮ走
査）するときは、スポットｃ1 ，ｃ2 ，ｃ3 の３チャン
ネルでウエハの高さ（Ｚ方向の位置）を、各スポットご
とにウエハ計測方向の１０点（Ｍ０〜Ｍ９）で計測す
る。それらの計測データは、その後、ウエハをさらに走
査して各計測点（Ｍ０〜Ｍ９）が露光スリット３０の中
心に来たときのフォーカス補正のためのデータとして用
いられる。すなわち、フォーカス補正は、各計測点のフ
ォーカスを先読みして行なわれる（先読み計測）。スポ
ットＳは、スリット上アクイジション計測用スポットで
ある。
投影されるスリット（露光スリット）と、前記フォーカ
スセンサによるフォーカス計測点（以下、スポットとい
う）との位置関係を、図４は、ウエハ上のフォーカス計
測対象点を示す。本実施例の装置は露光スリット３０が
７×２５ｍｍであり、転写領域４０の最大寸法は２５×
３２．５ｍｍである。スポットは、露光スリット３０の
中心に１個と、露光スリット３０の中心から走査方向に
１２ｍｍずれた位置に３個ずつ、計７個が設定されてい
る。そして、ウエハを図中で下から上に向かって走査
（ＵＰ走査）するときは、スポットａ1 ，ａ2 ，ａ3 の
３チャンネルで、上から下に向かって走査（ＤＯＷＮ走
査）するときは、スポットｃ1 ，ｃ2 ，ｃ3 の３チャン
ネルでウエハの高さ（Ｚ方向の位置）を、各スポットご
とにウエハ計測方向の１０点（Ｍ０〜Ｍ９）で計測す
る。それらの計測データは、その後、ウエハをさらに走
査して各計測点（Ｍ０〜Ｍ９）が露光スリット３０の中
心に来たときのフォーカス補正のためのデータとして用
いられる。すなわち、フォーカス補正は、各計測点のフ
ォーカスを先読みして行なわれる（先読み計測）。スポ
ットＳは、スリット上アクイジション計測用スポットで
ある。
【００１８】ところで、ステ−ジ定盤７は、自重や加工
時の面精度によって、図５（ａ）に示すように、たわみ
を生じる。このため、ウエハステージ３の走査方向が光
軸面（Ｙ−Ｚ面）内でＹ方向からの傾きθを生じ（図５
（ｂ））、先読み計測点ａにおけるウエハ面は、ウエハ
ステージ３に対するウエハ高さを一定のまま走査した場
合、先読み計測点ａからＬだけ離れたスリット位置Ｐで
はΔＺずれてしまう。つまり、先読み計測点ａでの計測
値はそのままでは、いわゆるアッベエラーをΔＺ＝Ｌθ
だけ持つことになる。図５において、５１はウエハ、５
２はエアーベアリングである。
時の面精度によって、図５（ａ）に示すように、たわみ
を生じる。このため、ウエハステージ３の走査方向が光
軸面（Ｙ−Ｚ面）内でＹ方向からの傾きθを生じ（図５
（ｂ））、先読み計測点ａにおけるウエハ面は、ウエハ
ステージ３に対するウエハ高さを一定のまま走査した場
合、先読み計測点ａからＬだけ離れたスリット位置Ｐで
はΔＺずれてしまう。つまり、先読み計測点ａでの計測
値はそのままでは、いわゆるアッベエラーをΔＺ＝Ｌθ
だけ持つことになる。図５において、５１はウエハ、５
２はエアーベアリングである。
【００１９】ステージ定盤７の自重たわみなどは、機種
ごとに測定することができ、かつそのたわみ量はウエハ
ステージ３の位置によって定まる。そこで、本実施例で
は、ウエハステージ３の各ＸＹ位置と補正値のテーブル
を予め用意しておく。そして、走査露光時は、この補正
値によってフォーカスセンサ（２１，２２）による計測
値を補正した値に基づいてウエハステージ３のＺ駆動を
行ない、ウエハの面位置補正（フォーカス補正）を行な
う。これにより、ステージ定盤７が変形した場合の、フ
ォーカス計測点（スポット）とフォーカス補正（スリッ
ト）位置が一致しないことによるフォーカス誤差を補正
することができる。なお、前記補正値は、ウエハステー
ジ３の各ＸＹ位置が、フォーカス計測点からスリットま
で走査する間のずれを補正するための値であり、走査方
向によっても異なる。
ごとに測定することができ、かつそのたわみ量はウエハ
ステージ３の位置によって定まる。そこで、本実施例で
は、ウエハステージ３の各ＸＹ位置と補正値のテーブル
を予め用意しておく。そして、走査露光時は、この補正
値によってフォーカスセンサ（２１，２２）による計測
値を補正した値に基づいてウエハステージ３のＺ駆動を
行ない、ウエハの面位置補正（フォーカス補正）を行な
う。これにより、ステージ定盤７が変形した場合の、フ
ォーカス計測点（スポット）とフォーカス補正（スリッ
ト）位置が一致しないことによるフォーカス誤差を補正
することができる。なお、前記補正値は、ウエハステー
ジ３の各ＸＹ位置が、フォーカス計測点からスリットま
で走査する間のずれを補正するための値であり、走査方
向によっても異なる。
【００２０】次に、前記補正値テーブルの作成法を図６
を参照しながら説明する。なお、本実施例では、２５６
Ｍ対応を考慮して、投影光学系の許容焦点深度を０．８
μｍ、距離測定手段１３の計測精度を０．１μｍ、ステ
ージの目標精度を０．１μｍ、フォーカス補正の目標精
度を０．２μｍと想定している。
を参照しながら説明する。なお、本実施例では、２５６
Ｍ対応を考慮して、投影光学系の許容焦点深度を０．８
μｍ、距離測定手段１３の計測精度を０．１μｍ、ステ
ージの目標精度を０．１μｍ、フォーカス補正の目標精
度を０．２μｍと想定している。
【００２１】平面度が充分に高い２０〜３０ｎｍオーダ
ーの基準面を持つ治具６１をウエハステージ３にウエハ
チャックの代わりに取り付ける。この治具はウエハの厚
み分だけウエハチャックより厚い寸法を有する。次に、
ウエハステージ３をＸＹ方向に駆動して治具６１上の所
定の位置Ｐ（ｘp ，ｙp ）（但し、ｘp ，ｙp はウエハ
ステージ３の座標系）を露光レンズ（投影光学系）２の
中心にもってくる。この位置で、フォーカスセンサによ
り７個のスポットａ1 ，ａ2 ，ａ3 ，Ｓ（ｐ2），ｃ
1 ，ｃ2 ，ｃ3 における面位置を計測しながら、ウエハ
ステージ３をＺ−チルト駆動して治具６１の表面を基準
となる面（露光像面）に合わせる。次いで、その位置か
ら、センサ１６の計測値が一定となるようにＺ−チルト
系を制御（ステージ定盤基準モード）しながら、ウエハ
ステージ３を走査方向に先読み距離Ｌだけ移動する。す
なわち、Ｐ点を（ｘp ，ｙp ＋Ｌ）に移動して、点ｐ
1 ，ｐ2 ，ｐ3 をスポットｃ1 ，ｃ2 ，ｃ3 の位置にも
ってくる。このときのフォーカスセンサによるスポット
ｃ1 ，ｃ2 ，ｃ3 での計測値が−Ｙ方向に走査露光（Ｄ
ＯＷＮ走査）する際スポットｃ1 ，ｃ2 ，ｃ3 で得られ
る点Ｐ（ｐ1 ，ｐ2 ，ｐ3 ）の先読み検出値に対する補
正値となる。但しこの際に、距離測定手段１３の計測値
から得られる。ステージ定盤７と、鏡筒定盤９との相対
的な姿勢変動に起因するフォーカスセンサの計測値の変
化分は補正しなければならない。補正によってステージ
定盤７の平面度や荷重による歪分の変化のみの影響を取
り出すのである。
ーの基準面を持つ治具６１をウエハステージ３にウエハ
チャックの代わりに取り付ける。この治具はウエハの厚
み分だけウエハチャックより厚い寸法を有する。次に、
ウエハステージ３をＸＹ方向に駆動して治具６１上の所
定の位置Ｐ（ｘp ，ｙp ）（但し、ｘp ，ｙp はウエハ
ステージ３の座標系）を露光レンズ（投影光学系）２の
中心にもってくる。この位置で、フォーカスセンサによ
り７個のスポットａ1 ，ａ2 ，ａ3 ，Ｓ（ｐ2），ｃ
1 ，ｃ2 ，ｃ3 における面位置を計測しながら、ウエハ
ステージ３をＺ−チルト駆動して治具６１の表面を基準
となる面（露光像面）に合わせる。次いで、その位置か
ら、センサ１６の計測値が一定となるようにＺ−チルト
系を制御（ステージ定盤基準モード）しながら、ウエハ
ステージ３を走査方向に先読み距離Ｌだけ移動する。す
なわち、Ｐ点を（ｘp ，ｙp ＋Ｌ）に移動して、点ｐ
1 ，ｐ2 ，ｐ3 をスポットｃ1 ，ｃ2 ，ｃ3 の位置にも
ってくる。このときのフォーカスセンサによるスポット
ｃ1 ，ｃ2 ，ｃ3 での計測値が−Ｙ方向に走査露光（Ｄ
ＯＷＮ走査）する際スポットｃ1 ，ｃ2 ，ｃ3 で得られ
る点Ｐ（ｐ1 ，ｐ2 ，ｐ3 ）の先読み検出値に対する補
正値となる。但しこの際に、距離測定手段１３の計測値
から得られる。ステージ定盤７と、鏡筒定盤９との相対
的な姿勢変動に起因するフォーカスセンサの計測値の変
化分は補正しなければならない。補正によってステージ
定盤７の平面度や荷重による歪分の変化のみの影響を取
り出すのである。
【００２２】また、Ｐ点を（ｘp ，ｙp −Ｌ）に移動し
て得られるスポットａ1 ，ａ2 ，ａ3 でのセンサ計測値
が＋Ｙ方向の走査移動（ＵＰ走査）の際の補正値とな
る。
て得られるスポットａ1 ，ａ2 ，ａ3 でのセンサ計測値
が＋Ｙ方向の走査移動（ＵＰ走査）の際の補正値とな
る。
【００２３】Ｐ点（ｘp ，ｙp ）をウエハ全面に対応す
る位置に細かく設定して、多数の補正値を得、（ｘp ，
ｙp ）対補正値の補正テーブルを作成する。この場合、
補正値は少なくともウエハステージのうねりの空間周波
数に応じた数のＰ点についてとることが好ましい。な
お、補正テーブルの代わりに、補正値を関数Ｆ（ｘp ，
ｙp ）で表すようにしてもよい。
る位置に細かく設定して、多数の補正値を得、（ｘp ，
ｙp ）対補正値の補正テーブルを作成する。この場合、
補正値は少なくともウエハステージのうねりの空間周波
数に応じた数のＰ点についてとることが好ましい。な
お、補正テーブルの代わりに、補正値を関数Ｆ（ｘp ，
ｙp ）で表すようにしてもよい。
【００２４】このようにして得られた補正値で、走査露
光中のフォーカス計測値を補正した値に基づいてウエハ
ステージ３のＺ−チルト系を制御してフォーカス補正を
行なった結果、ステージのうねりは最大で０．２μｍ／
１２ｍｍであったにもかかわらず、実質的なフォーカス
誤差は検出されなかった。
光中のフォーカス計測値を補正した値に基づいてウエハ
ステージ３のＺ−チルト系を制御してフォーカス補正を
行なった結果、ステージのうねりは最大で０．２μｍ／
１２ｍｍであったにもかかわらず、実質的なフォーカス
誤差は検出されなかった。
【００２５】［微小デバイスの製造の実施例］図７は微
小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネ
ル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製
造のフローを示す。ステップ１（回路設計）では半導体
デバイスの回路設計を行なう。ステップ２（マスク製
作）では設計した回路パターンを形成したマスクを製作
する。一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコン等
の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハ
プロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウ
エハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実
際の回路を形成する。次のステップ５（組み立て）は後
工程と呼ばれ、ステップ４によって作製されたウエハを
用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工
程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程
（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）で
はステップ５で作製された半導体デバイスの動作確認テ
スト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を
経て半導体デバイスが完成し、これを出荷（ステップ
７）する。
小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネ
ル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製
造のフローを示す。ステップ１（回路設計）では半導体
デバイスの回路設計を行なう。ステップ２（マスク製
作）では設計した回路パターンを形成したマスクを製作
する。一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコン等
の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハ
プロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウ
エハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実
際の回路を形成する。次のステップ５（組み立て）は後
工程と呼ばれ、ステップ４によって作製されたウエハを
用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工
程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程
（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）で
はステップ５で作製された半導体デバイスの動作確認テ
スト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を
経て半導体デバイスが完成し、これを出荷（ステップ
７）する。
【００２６】図８は上記ウエハプロセスの詳細なフロー
を示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化
させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁
膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ上
に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン
打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では上記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ
１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ
１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分
を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッチ
ングが済んで不要となったレジストを取り除く。これら
のステップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に
多重に回路パターンを形成する。
を示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸化
させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁
膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ上
に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン
打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では上記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ
１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ
１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分
を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッチ
ングが済んで不要となったレジストを取り除く。これら
のステップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に
多重に回路パターンを形成する。
【００２７】本実施例の製造方法を用いれば、従来は製
造が難しかった高集積度の半導体デバイスを低コストに
製造することができる。
造が難しかった高集積度の半導体デバイスを低コストに
製造することができる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ス
テージ定盤の変形によって起きる基板の走査方向（ｚ−
ｙ平面）の変化を計測し、ステージの位置と走査方向と
に関して補正量を予めテーブルや関数などの形で用意し
ておき、露光の際はそのテーブルや演算式等を用いてフ
ォーカス計測値の補正を行なうことにより、フォーカス
の先読みを行なう際のステージ定盤表面の歪みに起因す
るフォーカス誤差を低減し、フォーカス精度を向上させ
ることができる。
テージ定盤の変形によって起きる基板の走査方向（ｚ−
ｙ平面）の変化を計測し、ステージの位置と走査方向と
に関して補正量を予めテーブルや関数などの形で用意し
ておき、露光の際はそのテーブルや演算式等を用いてフ
ォーカス計測値の補正を行なうことにより、フォーカス
の先読みを行なう際のステージ定盤表面の歪みに起因す
るフォーカス誤差を低減し、フォーカス精度を向上させ
ることができる。
【図１】 本発明の一実施例に係る露光装置を側方から
見た様子を模式的に示す図である。
見た様子を模式的に示す図である。
【図２】 図１の露光装置の外観を示す斜視図である。
【図３】 図１の装置におけるフォーカスセンサの配置
を示す図である。
を示す図である。
【図４】 図１の装置におけるショット内のフォーカス
計測点を示す図である。
計測点を示す図である。
【図５】 図１の装置におけるステージ定盤のたわみを
誇張して示した説明図である。
誇張して示した説明図である。
【図６】 図１の装置におけるフォーカス計測補正値を
得る方法の説明図である。
得る方法の説明図である。
【図７】 微小デバイスの製造の流れを示す図である。
【図８】 図７におけるウエハプロセスの詳細な流れを
示す図である。
示す図である。
１：レチクルステージ、２：投影光学系、３：ウエハス
テージ、３ａ：Ｘステージ、３ｂ：Ｙステージ、３ｃ：
Ｚ−チルトステージ、３ｄ：ウエハチャック、４：リニ
アモータ、６：リニアモータ、７：ステージ定盤、８：
ダンパ、９：鏡筒定盤、１０：ベースフレーム、１１：
ダンパ、１２：支柱、１３：距離測定手段、１４：照明
系、１５：リニアモータ、１６：センサ、１８，１９：
重心、２０：露光光の断面、２１：投光手段、２２：受
光手段、２３：レーザ干渉計、３０：スリット、５１：
ウエハ、５２：エアベアリング、ａ1，ａ2 ，ａ3 ，ｃ1
，ｃ2 ，ｃ3 ，Ｓ：スポット、Ｍ０〜Ｍ９：フォーカ
ス計測点、Ｓ１〜Ｓ３６：ショット、６１：治具。
テージ、３ａ：Ｘステージ、３ｂ：Ｙステージ、３ｃ：
Ｚ−チルトステージ、３ｄ：ウエハチャック、４：リニ
アモータ、６：リニアモータ、７：ステージ定盤、８：
ダンパ、９：鏡筒定盤、１０：ベースフレーム、１１：
ダンパ、１２：支柱、１３：距離測定手段、１４：照明
系、１５：リニアモータ、１６：センサ、１８，１９：
重心、２０：露光光の断面、２１：投光手段、２２：受
光手段、２３：レーザ干渉計、３０：スリット、５１：
ウエハ、５２：エアベアリング、ａ1，ａ2 ，ａ3 ，ｃ1
，ｃ2 ，ｃ3 ，Ｓ：スポット、Ｍ０〜Ｍ９：フォーカ
ス計測点、Ｓ１〜Ｓ３６：ショット、６１：治具。
Claims (4)
- 【請求項１】 原版のパターンの一部を投影光学系を介
して基板に投影し、該投影光学系の光軸に対し垂直に前
記原版と基板を共に走査することにより前記原版のパタ
ーンを前記基板に露光する走査型の露光装置において、 前記投影光学系の露光領域に対して走査方向手前所定距
離の位置における基板被露光面の露光光軸方向の位置を
計測する手段と、該計測結果に基づいて基板被露光面の
露光光軸方向の位置を制御する手段と、前記基板の像面
内方向の位置に応じて前記計測結果を補正する手段とを
具備することを特徴とする走査型露光装置。 - 【請求項２】 前記基板の像面内方向の位置に対する前
記補正の量を予め記憶しておく記憶手段を有することを
特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 前記基板の像面内方向の位置に対する前
記補正の演算方法を予め記憶しておく記憶手段を有する
ことを特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかの装置を用いる
ことを特徴とするデバイス製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8272884A JPH1097987A (ja) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | 走査型露光装置および方法 |
| US08/919,289 US5917580A (en) | 1996-08-29 | 1997-08-28 | Scan exposure method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8272884A JPH1097987A (ja) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | 走査型露光装置および方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1097987A true JPH1097987A (ja) | 1998-04-14 |
Family
ID=17520108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8272884A Pending JPH1097987A (ja) | 1996-08-29 | 1996-09-25 | 走査型露光装置および方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1097987A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11162832A (ja) * | 1997-11-25 | 1999-06-18 | Nikon Corp | 走査露光方法及び走査型露光装置 |
| US7158212B2 (en) | 2003-10-21 | 2007-01-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Scanning exposure apparatus and device manufacturing method |
| JP2011060840A (ja) * | 2009-09-07 | 2011-03-24 | Canon Inc | 露光装置及び露光方法、並びにそれを用いたデバイスの製造方法 |
| JP2011238707A (ja) * | 2010-05-07 | 2011-11-24 | Canon Inc | 露光装置、露光方法及びデバイス製造方法 |
| JP2017003617A (ja) * | 2015-06-04 | 2017-01-05 | キヤノン株式会社 | 走査露光装置、走査露光方法、及びデバイス製造方法 |
-
1996
- 1996-09-25 JP JP8272884A patent/JPH1097987A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11162832A (ja) * | 1997-11-25 | 1999-06-18 | Nikon Corp | 走査露光方法及び走査型露光装置 |
| US7158212B2 (en) | 2003-10-21 | 2007-01-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Scanning exposure apparatus and device manufacturing method |
| JP2011060840A (ja) * | 2009-09-07 | 2011-03-24 | Canon Inc | 露光装置及び露光方法、並びにそれを用いたデバイスの製造方法 |
| JP2011238707A (ja) * | 2010-05-07 | 2011-11-24 | Canon Inc | 露光装置、露光方法及びデバイス製造方法 |
| JP2017003617A (ja) * | 2015-06-04 | 2017-01-05 | キヤノン株式会社 | 走査露光装置、走査露光方法、及びデバイス製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3659529B2 (ja) | 露光装置およびデバイス製造方法 | |
| US5917580A (en) | Scan exposure method and apparatus | |
| US6549271B2 (en) | Exposure apparatus and method | |
| JP3428872B2 (ja) | 露光方法および装置 | |
| US20030132401A1 (en) | Surface position detecting method | |
| JPH1118406A (ja) | リニアモータとステージ装置及びこれを用いた走査型露光装置やデバイス製造方法 | |
| JP3907252B2 (ja) | 露光装置およびデバイス製造方法ならびにステージ装置および原点出し方法 | |
| JP3531894B2 (ja) | 投影露光装置 | |
| JP3286184B2 (ja) | 走査露光装置および方法 | |
| US6714282B2 (en) | Position detecting method optical characteristic measuring method and unit, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
| JP4261689B2 (ja) | 露光装置、当該露光装置に対して用いられる方法、及び当該露光装置を用いたデバイスの製造方法 | |
| JPH10116877A (ja) | 面位置検出装置および方法、それを用いた露光方式、ならびにデバイス製造方法 | |
| JPH1097987A (ja) | 走査型露光装置および方法 | |
| JPH10112430A (ja) | 走査ステージ装置および走査型露光装置 | |
| JP2009094256A (ja) | 露光方法、露光装置およびデバイス製造方法 | |
| JP3624057B2 (ja) | 露光装置 | |
| JP4148479B2 (ja) | 走査型露光装置および方法 | |
| JP5699419B2 (ja) | 露光方法及び露光装置並びにデバイス製造方法 | |
| JP2006261418A (ja) | 投影露光装置およびデバイス製造方法 | |
| JPH1092727A (ja) | 投影露光装置 | |
| JP3531895B2 (ja) | 投影露光装置 | |
| JP3984973B2 (ja) | 露光装置およびデバイス製造方法 | |
| JPH1074684A (ja) | 走査型露光装置 | |
| JP3278312B2 (ja) | マスク、マスク支持方法、マスク支持機構、並びにこれを用いた露光装置やデバイス製造方法 | |
| JPH11265844A (ja) | 露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050323 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050720 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050920 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051115 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060111 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060301 |