JP2011198990A - Method for measuring stray light of projection aligner, method for exposing projection aligner, and method for maintaining projection aligner - Google Patents
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Abstract
【課題】露光工程において、光学系は徐々に汚染され、曇りが発生する。この曇りにより、露光に用いる紫外光が散乱し、迷光が発生する。フォトレジスト内にこの迷光が入ると、レチクルのパターンと重なって迷光が入射した領域が露光されるため、レチクルのパターンを正確にフォトレジストへ転写することが困難となる課題がある。
【解決手段】レチクルブラインド107に光を照射し、レチクルブラインド107の開口部を通過した光束を得る。そしてステージ110に合焦させ、前記開口部と相似した形状を含む画像を得る。そして、この開口部と相似した画像の領域よりも広い範囲で光束の強度分布を測定する。そして、前記画像の領域の光強度と、それよりも外側の領域の光強度が、予め定められた割合以上の場合に、保守作業を行うことで、レチクル10のパターンをフォトレジスト11に対して正確に転写することを可能とする。
【選択図】図4In an exposure process, an optical system is gradually contaminated and fogging occurs. Due to this fogging, ultraviolet light used for exposure is scattered, and stray light is generated. When this stray light enters the photoresist, an area where the stray light is incident is exposed so as to overlap the reticle pattern, which makes it difficult to accurately transfer the reticle pattern to the photoresist.
Light is irradiated to a reticle blind 107 to obtain a light beam that has passed through an opening of the reticle blind 107. Then, the stage 110 is focused and an image including a shape similar to the opening is obtained. Then, the intensity distribution of the light beam is measured in a wider range than the image area similar to the opening. Then, when the light intensity of the image area and the light intensity of the area outside the image area are equal to or higher than a predetermined ratio, a maintenance operation is performed, so that the pattern of the reticle 10 is applied to the photoresist 11. Enables accurate transfer.
[Selection] Figure 4
Description
本発明は、投影露光装置の迷光を測定する測定方法、投影露光装置の露光方法、および投影露光装置の保守方法に関する。 The present invention relates to a measurement method for measuring stray light of a projection exposure apparatus, an exposure method for a projection exposure apparatus, and a maintenance method for a projection exposure apparatus.
半導体素子の形成には、ウェファーに重ねてフォトレジストを塗布し、乾燥させた後、露光することでパターン形成を行う工程が広く用いられている。ここで、フォトレジストを露光するための装置としては投影露光装置が広く用いられている。 In forming a semiconductor element, a process of forming a pattern by applying a photoresist on a wafer, drying it, and then exposing it is widely used. Here, a projection exposure apparatus is widely used as an apparatus for exposing a photoresist.
そして、投影露光装置の中でも、レチクル(光学マスク)の寸法を、1/5程度に縮小して露光する縮小露光装置が近年用いられてきている。縮小露光装置を用いることで、レチクルに付着した塵埃等の影響を低減することが可能となる(縮小比分だけ小さくなって結像されるため、塵埃の影響は、実効的にはこの場合、1/5に圧縮される)。 Among projection exposure apparatuses, a reduction exposure apparatus that performs exposure by reducing the size of a reticle (optical mask) to about 1/5 has been used in recent years. By using the reduction exposure apparatus, it is possible to reduce the influence of dust and the like adhering to the reticle (since the image is reduced by the reduction ratio, the influence of the dust is effectively 1 in this case. / 5).
縮小露光装置を用いて露光を行う際には、短波長の紫外光を用いることで、回折を抑えることができ、より微細なパターンを形成することが可能となる。そのため、例えば水銀ランプのi線(波長365nm)や、KrFエキシマレーザー(波長248nm)に代表される紫外光が露光用の光源として好適に用いられている。 When exposure is performed using a reduction exposure apparatus, diffraction can be suppressed and a finer pattern can be formed by using short-wavelength ultraviolet light. For this reason, for example, ultraviolet light typified by i-line (wavelength 365 nm) of a mercury lamp or KrF excimer laser (wavelength 248 nm) is suitably used as a light source for exposure.
レチクルのパターンを正確にフォトレジストへ転写するためには、光源とウェファーとの間にある、縮小露光装置が備える光学系内での迷光発生を抑えることが重要な課題となる。迷光とは、正規の反射や屈折以外の原因によって生じる望ましくない光を意味し、例えば、レンズの汚れやキズによる散乱等によって発生する。 In order to accurately transfer the reticle pattern to the photoresist, it is an important issue to suppress generation of stray light in the optical system provided in the reduction exposure apparatus between the light source and the wafer. The stray light means undesirable light caused by causes other than normal reflection and refraction, and is generated by scattering due to dirt or scratches on the lens, for example.
露光工程においては、紫外線により分解された物質が光学系に付着し、光学系は徐々に汚染され、曇りが発生する。この曇りにより、露光に用いる紫外光が散乱し、迷光が発生する。フォトレジストを露光する際、迷光が入ると、本来露光しない所が露光されるため、レチクルのパターンを正確にフォトレジストへ転写することが困難となる。 In the exposure process, substances decomposed by ultraviolet rays adhere to the optical system, and the optical system is gradually contaminated and fogging occurs. Due to this fogging, ultraviolet light used for exposure is scattered, and stray light is generated. When the photoresist is exposed, if stray light enters, a portion that is not originally exposed is exposed, so that it is difficult to accurately transfer the reticle pattern to the photoresist.
そのため、特許文献1に示されているように、ダミーウェファーにフォトレジストを塗布し、乾燥させた後、遮光層を備えるレチクルを用いて露光量を1ショット毎に変えながら露光した後現像し、迷光に伴うパターン形状の変化を、パターン計測装置を用いて測定することで、迷光の光量を測定する方法が知られている。この方法を用いることで、迷光の光量が転写不良を起こさない光量であるうちに、光学系を洗浄することで不良発生を抑制できると記載されている。 Therefore, as shown in Patent Document 1, after a photoresist is applied to a dummy wafer and dried, exposure is performed while changing the exposure amount for each shot using a reticle having a light shielding layer, and development is performed. There is known a method of measuring the amount of stray light by measuring a change in pattern shape caused by stray light using a pattern measuring device. It is described that by using this method, the occurrence of defects can be suppressed by cleaning the optical system while the amount of stray light is such that it does not cause transfer defects.
しかしながら、上記の方法を用いて迷光の光量を測定する場合、専用のレチクルを必要とするため、検査コストが高くなるという課題がある。また、モニター用のウェファーや、露光・現像工程を要し、さらにパターン計測装置を用いてパターン幅の測定を行うため、検査に時間がかかるという課題がある。また、パターン幅を変動させる要因としては、フォトレジストの厚さむらや、現像条件の揺らぎ、パターン計測装置の誤差等、複数の要因があるため、純粋に迷光の光量を測定することが難しいという課題がある。そのため、上記の方法を用いた場合、迷光の光量を定量化することが難しく、どの時点で洗浄や部品交換を行うべきかが不明確になるという課題がある。
また、パターン露光を行うため、迷光が当該パターン(光を遮る領域)と重なる光軸範囲で発生している場合、迷光量を過小評価してしまうという課題がある。
However, when the amount of stray light is measured using the above-described method, a dedicated reticle is required, which raises a problem that inspection costs increase. Further, there is a problem that it takes time for inspection because a monitor wafer, an exposure / development process are required, and the pattern width is measured using a pattern measuring device. In addition, there are several factors that cause the pattern width to fluctuate, such as variations in photoresist thickness, fluctuations in development conditions, errors in the pattern measurement device, etc., so it is difficult to measure the amount of stray light purely. There are challenges. For this reason, when the above method is used, it is difficult to quantify the amount of stray light, and there is a problem that it is unclear at which point cleaning or component replacement should be performed.
In addition, since pattern exposure is performed, there is a problem that the amount of stray light is underestimated when stray light is generated in an optical axis range that overlaps the pattern (region that blocks light).
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり以下の形態または適用例として実現することが可能である。
なお、以下の説明における光強度とは、例えば照度(単位面積、単位時間あたりの光エネルギー)を意味し、単位はJ/sec/cm2である。照度と露光時間の積が光量(露光量)で、単位はJ/cm2である。したがって、照度と光量は、露光時間がわかれば、同一の測定方法で換算可能な関係にある。つまり、照度(光強度)を測定することと、光量を測定することは同じことを意味する。
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
The light intensity in the following description means, for example, illuminance (unit area, light energy per unit time), and the unit is J / sec / cm 2 . The product of illuminance and exposure time is the amount of light (exposure amount), and the unit is J / cm 2 . Therefore, the illuminance and the light quantity can be converted by the same measurement method if the exposure time is known. That is, measuring the illuminance (light intensity) and measuring the amount of light mean the same thing.
[適用例1]本適用例にかかる測定方法は、投影露光装置の迷光を測定する測定方法であって、前記投影露光装置は、光源と、光源からの光を受ける開口部を備えた遮蔽物と、前記開口部を通過して得られた光束を合焦するレンズと、前記レンズで合焦された光束を、前記開口部と相似した形状を含む画像として投影するステージと、を有する投影露光装置であって、前記光源から発せられた光を、前記画像としてステージに投影する工程と、前記画像の領域よりも広い範囲で前記光束の強度分布を測定する工程と、を含むことを特徴とする。 [Application Example 1] A measurement method according to this application example is a measurement method for measuring stray light of a projection exposure apparatus, and the projection exposure apparatus includes a light source and a shielding object having an opening for receiving light from the light source. And a stage for projecting the light beam focused by the lens as an image including a shape similar to the opening, and a stage for projecting the light beam obtained by passing through the opening. An apparatus comprising: projecting light emitted from the light source onto the stage as the image; and measuring the intensity distribution of the luminous flux in a wider range than the image area. To do.
これによれば、画像外の光強度を検出することが可能となる。原理的には、画像外では光束は存在しないが、光源からステージの間の光学系の汚染により、迷光が発生し、この迷光が検出される。そのため、光学系の光路に付着した汚染による迷光の変化を直接測定することが可能となる。また、開口部全面の光を通過させるため、開口部全面における迷光を捉えることが可能となる。 According to this, it becomes possible to detect the light intensity outside the image. In principle, no light beam exists outside the image, but stray light is generated due to contamination of the optical system between the light source and the stage, and this stray light is detected. Therefore, it is possible to directly measure the change in stray light due to contamination attached to the optical path of the optical system. Further, since the light on the entire surface of the opening is passed, stray light on the entire surface of the opening can be captured.
これによれば、専用のレチクルや、モニター用のウェファー、およびその露光・現像・パターン計測が不要なため、測定にかかる時間を短縮し、コストを低減することが可能となる。また、フォトレジストの厚さむらや、現像条件の揺らぎ、パターン計測装置の誤差等の複数の要因がなくなるため、純粋に迷光の強度のみを測定することが可能となる。また、パターン露光を行なわないため、迷光がパターン(光を遮る領域)と重なる光軸範囲で発生して、迷光量を過小評価することもない。 This eliminates the need for a dedicated reticle, a monitoring wafer, and its exposure / development / pattern measurement, thereby shortening the time required for measurement and reducing costs. In addition, since there are no multiple factors such as uneven thickness of the photoresist, fluctuations in development conditions, and errors in the pattern measuring apparatus, it is possible to measure only the intensity of stray light. Further, since pattern exposure is not performed, stray light is generated in an optical axis range overlapping with a pattern (a region that blocks light), and the amount of stray light is not underestimated.
[適用例2]上記適用例にかかる投影露光装置の迷光を測定する測定方法であって、前記開口部の寸法は変更可能であり、前記開口部を最大寸法まで開口した状態で前記光束の強度を測定することを特徴とする。 Application Example 2 A measurement method for measuring stray light of the projection exposure apparatus according to the application example, wherein the size of the opening is changeable, and the intensity of the light beam is in a state where the opening is opened to the maximum size. Is measured.
上記した測定方法によれば、最大寸法まで開口された状態での迷光を測定することができる。そのため、最も広い範囲での迷光強度を把握することが可能となる。 According to the measurement method described above, stray light in a state where the aperture is opened to the maximum dimension can be measured. Therefore, it is possible to grasp the stray light intensity in the widest range.
[適用例3]上記適用例にかかる投影露光装置の迷光を測定する測定方法であって、前記光束の強度は一つの光量センサーを前記画像内外に移動させることで前記光束の強度分布を測定することを特徴とする。 Application Example 3 A measurement method for measuring stray light of the projection exposure apparatus according to the application example described above, wherein the intensity of the light beam is measured by moving one light sensor in and out of the image to measure the intensity distribution of the light beam. It is characterized by that.
上記した測定方法によれば、同一の光量センサーを用いて測定するため、複数の光量センサーを用いる場合と比べ、光量センサー間のばらつきの影響を受けず、相対的に正確な光強度を測定することが可能となる。 According to the measurement method described above, since the measurement is performed using the same light quantity sensor, the light intensity is measured relatively accurately without being affected by variations between the light quantity sensors as compared with the case where a plurality of light quantity sensors are used. It becomes possible.
[適用例4]本適用例にかかる露光方法は、投影露光装置の露光方法であって、前記投影露光装置は、光源と、光源からの光を受ける開口部を備えた遮蔽物と、前記開口部を通過して得られた光束を合焦するレンズと、前記レンズで合焦された光束を、前記開口部と相似した形状を含む画像として投影するステージと、を有する投影露光装置であって、前記光源から発せられた光を、前記画像としてステージに投影する工程を含み、前記画像の領域の光強度に対する、前記画像の領域よりも外側の領域の光強度の割合が、予め定められた値未満であった場合に、前記光束が照射される範囲以下の転写領域を備えたレチクルを用いて露光することを特徴とする。 Application Example 4 An exposure method according to this application example is an exposure method of a projection exposure apparatus, and the projection exposure apparatus includes a light source, a shielding object having an opening that receives light from the light source, and the opening. A projection exposure apparatus comprising: a lens that focuses a light beam obtained by passing through a section; and a stage that projects the light beam focused by the lens as an image including a shape similar to the opening. A step of projecting light emitted from the light source onto the stage as the image, and a ratio of the light intensity of the area outside the image area to the light intensity of the image area is predetermined. When the value is less than the value, exposure is performed using a reticle having a transfer area that is equal to or smaller than the range irradiated with the light flux.
これによれば、開口部はレチクルの転写領域と対応する領域を含んでいるため、レチクルの転写領域内での迷光強度が測定できる。そのため、迷光強度を把握した上で露光工程を行うことが可能となる。 According to this, since the opening includes an area corresponding to the transfer area of the reticle, the stray light intensity in the transfer area of the reticle can be measured. Therefore, the exposure process can be performed after grasping the stray light intensity.
[適用例5]上記適用例にかかる投影露光装置の露光方法であって、予め定められた前記割合は、水銀ランプのi線を光源に用いた場合には10%、KrFエキシマレーザーを用いた場合には1%であることを特徴とする。 Application Example 5 In the exposure method of the projection exposure apparatus according to the application example, the predetermined ratio is 10% when the i-line of a mercury lamp is used as a light source, and a KrF excimer laser is used. In some cases, it is 1%.
上記した露光方法によれば、経験的に、この割合の迷光が発生した場合に、迷光による不良が発生しているため、迷光がこの割合未満であれば、迷光により発生する不良を未然に防いで露光を行うことが可能となる。 According to the exposure method described above, since a defect due to stray light occurs empirically when this proportion of stray light is generated, if the stray light is less than this proportion, a defect caused by stray light can be prevented in advance. It becomes possible to perform exposure.
[適用例6]本適用例にかかる保守方法は、投影露光装置の保守方法であって、前記投影露光装置は、光源と、光源からの光を受ける開口部を備えた遮蔽物と、前記開口部を通過して得られた光束を合焦するレンズと、前記レンズで合焦された光束を、前記開口部と相似した形状を含む画像として投影するステージと、を有する投影露光装置であって、前記光源から発せられた光を、前記画像としてステージに投影する工程を含み、前記画像の領域の光強度に対する、前記画像の領域よりも外側の領域の光強度の割合が、予め定められた値以上であった場合に、保守作業を行うことを特徴とする。 Application Example 6 A maintenance method according to this application example is a maintenance method for a projection exposure apparatus, and the projection exposure apparatus includes a light source, a shielding object having an opening for receiving light from the light source, and the opening. A projection exposure apparatus comprising: a lens that focuses a light beam obtained by passing through a section; and a stage that projects the light beam focused by the lens as an image including a shape similar to the opening. A step of projecting light emitted from the light source onto the stage as the image, and a ratio of the light intensity of the area outside the image area to the light intensity of the image area is predetermined. It is characterized in that maintenance work is performed when the value is greater than or equal to the value.
これによれば、予め定められた割合以上の迷光が測定により検出された場合に保守作業を行うことで、迷光により発生する不良を未然に防ぐことが可能となる。 According to this, it is possible to prevent defects caused by stray light by performing maintenance work when stray light of a predetermined ratio or more is detected by measurement.
[適用例7]上記適用例にかかる保守方法であって、予め定められた前記割合は、水銀ランプのi線を光源に用いた場合には10%、KrFエキシマレーザーを用いた場合には1%であることを特徴とする。 Application Example 7 In the maintenance method according to the application example, the predetermined ratio is 10% when the i-line of the mercury lamp is used as a light source, and 1 when the KrF excimer laser is used. %.
上記した保守方法によれば、経験的に、この割合の迷光が発生した場合に、迷光による不良が発生しているため、この割合の迷光が発生した場合に保守を行うことで、迷光により発生する不良を未然に防ぐことが可能となる。 According to the maintenance method described above, if this ratio of stray light occurs empirically, a defect due to stray light has occurred. Therefore, if this ratio of stray light occurs, maintenance is performed and stray light is generated. It is possible to prevent defects that occur.
[適用例8]上記適用例にかかる保守方法であって、前記保守方法は、水を用いて清掃した後、エタノールを用いて清掃し、乾燥させる工程を含むことを特徴とする。 Application Example 8 A maintenance method according to the application example described above, wherein the maintenance method includes a step of cleaning with water, cleaning with ethanol, and drying.
上記した保守方法によれば、人体に有害な物質を用いることなく、保守を行うことが可能となる。また、エタノールを用いて清掃し乾燥させることで、ウォーターマーク等の発生を抑えて乾燥させることが可能となる。 According to the maintenance method described above, maintenance can be performed without using a substance harmful to the human body. Moreover, it becomes possible to dry by suppressing generation | occurrence | production of a watermark etc. by cleaning and drying using ethanol.
以下、本発明を具体化した実施形態について、図面に基づいて説明する。図1は、本実施形態に係る露光装置の概略図である。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view of an exposure apparatus according to this embodiment.
図1に示した露光装置1は、水銀ランプ101、楕円鏡102、シャッター103、反射鏡104、干渉フィルター105、フライアイレンズ106、遮蔽物としてのレチクルブラインド107、反射鏡108、コンデンサーレンズ109、投影光学部PL、結像面としてのステージ110を備えている。ここで、本図においては、露光装置1の構成要素に加え、レチクル10、フォトレジスト11、ウェファー12、フォトレジスト11とウェファー12とを合わせた基板Wについても記載している。
The exposure apparatus 1 shown in FIG. 1 includes a
ここで、楕円鏡102、シャッター103、反射鏡104、干渉フィルター105、フライアイレンズ106、反射鏡108、コンデンサーレンズ109、投影光学部PLを以下、光学系と呼称する。
Here, the
露光装置1は、マスクパターンが形成されたマスク(以下、レチクルと記載する)10をコンデンサーレンズ109と投影光学部PLとの間に搭載し、レチクル10のマスクパターンを縮小して(例えば1/5程度)フォトレジスト11が塗布されたウェファー12(以下、合わせて基板Wと記載する)に転写するものである。
The exposure apparatus 1 mounts a mask (hereinafter referred to as a reticle) 10 on which a mask pattern is formed between the
ここで水銀ランプ101は、露光用の発光源として機能しており、g線(波長436nm)やi線(波長365nm)等の輝線を発光する。楕円鏡102は、楕円鏡102の焦点近傍に配置された水銀ランプ101から発光された光を1方向に収束させることで、光密度を向上させている。ここで、水銀ランプ101と楕円鏡102を合わせたものが光源として機能している。
Here, the
シャッター103は、基板Wに供給される積分光量を制御すると共に、後述するステージ110の移動中での遮光を行う機能を備えている。反射鏡104は、光軸を変えて光学系を収めることで、露光装置1の小型化に寄与している。干渉フィルター105は、例えばi線(波長365nm)を選択的に透過させる機能を備えている。干渉フィルター105は、水銀ランプ101に代えて単色性が高いKrFエキシマレーザー(波長248nm)等を用いる場合には省略可能である。また、レーザー光は射出方向が揃っていることから、この場合には楕円鏡102も省略可能である。フライアイレンズ106は、コンデンサーレンズ109と合わせて、干渉フィルター105を透過した光の照度分布を均一にする機能を備えている。
The
レチクルブラインド107は、開口部の径を可変できるよう構成されており、開口部の径を制御することでレチクルブラインド107を通過する光束を絞る。そのため、レチクル10にはレチクルブラインド107により狭められた光束が照射される。このように光を絞った光束を提供することで、レチクル10の必要な部分にのみ光束が通過する。
The
反射鏡108は、反射鏡104と同様、光軸を変えて光学系を収めることで、露光装置1の小型化に寄与している。コンデンサーレンズ109は、上述したフライアイレンズ106と合わせて、干渉フィルター105を透過した光の照度分布を均一にする機能を備えている。投影光学部PLは、物体面に配置されるレチクル10のパターンを、像面に配置される基板Wに投影する。投影光学部PLの投影倍率は1/Nに設定されている。本実施形態において、投影光学部PLは投影倍率1/5の縮小系である。なお、投影光学部PLは等倍系及び拡大系のいずれであってもよい。また、投影光学部PLは、光学特性の補正を行う図示せぬ結像特性制御装置を有しており、この結像特性制御装置を用いて投影光学部PLの投影倍率や収差(像面湾曲、歪曲収差等)などの光学特性が調整される。
Like the reflecting
ステージ110は、図示せぬ駆動機構(例えばリニアモーター)を備え、露光を行う光の光軸と交差する方向(本実施形態では直交した場合を示す)に基板Wを移動させ、レチクル10に描かれたパターンを基板Wに転写させている。さらに、ステージ110は光軸方向にも移動可能に設けられ、θ方向(光軸回りの回転方向)にも移動可能に設けられている。
The
次に、露光装置1を用いて基板Wを露光する工程について説明する。前提条件として、ステージ110に投影された画像の領域の光強度に対する、迷光強度の割合が、i線を用いた場合にはおおよそ10%、KrFエキシマレーザーを用いた場合には1%未満となっているものとする。まず、シャッター103を閉じた状態で水銀ランプ101を点灯する。楕円鏡102は水銀ランプ101が発する光の方向を揃えて射出させるようになっている。次に、基板Wやレチクル10の傾きを図示せぬステッピングモーター等を用いた補正装置により補正する。次に、レチクル10の必要な部分に光を照射すべくレチクルブラインド107の開口を制御する。
Next, the process of exposing the substrate W using the exposure apparatus 1 will be described. As a precondition, the ratio of the stray light intensity to the light intensity of the image area projected on the
ここで、レチクルブラインド107について説明する。図2は、レチクルに対するレチクルブラインドの位置を説明するための斜視概略図である。4枚の長方形のブラインド17A,17B,17C,17Dにより構成されるレチクルブラインド107はフライアイレンズ106と反射鏡108との間に設けられている。4枚のブラインド17A,17B,17C,17Dそれぞれは、レチクル10の上下左右それぞれの辺に対して、光が照射される領域を絞っている。そして、隣接するブラインド17A,17B,17C,17Dは、各々部分的に重なり合うよう可動性を備え、絞り量を変えられるよう構成されている。ここで、レチクル10とレチクルブラインド107は光学的には重なっているが、機械的には離れている。図2においては、レチクル10は点線で示している。
Here, the
次に、最初のショット位置に基板Wが位置するようステージ110を移動する。ここまでの工程は順不同で行っても良い。次に、シャッター103を開き、水銀ランプ101から発せられた光を反射鏡104、干渉フィルター105、フライアイレンズ106、レチクルブラインド107、反射鏡108、コンデンサーレンズ109、レチクル10、投影光学部PLを通して基板Wに照射する。そして、照射光の総量がフォトレジスト11の適正露光量(フォトレジスト11の特性により定まる)に達した時点で、シャッター103を閉じる。次に、ステージ110を移動させて、次の領域を同様に露光していく。それを繰り返して、基板Wにおいて、露光すべき領域を全て露光した時点で露光工程が終了する。
Next, the
この後、基板WをPEB(Post Exposure Bake:露光後焼きしめ工程)や、現像、ポストベーク等の工程を行うことで、レチクル10に描かれたパターンは縮小されて基板Wに転写される。このようにしてレチクル10上のパターンは基板Wに縮小投影される。ここで、光源としては水銀ランプに代えて、より波長の短いKrFエキシマレーザー(波長248nm)等を用いることも好適である。最小線幅は凡そ露光波長に比例して小さくなるため、より高い密度を備えるパターンに対応していくことが可能となるからである。
Thereafter, the pattern drawn on the
このようにして基板Wを処理する工程では、光学系は紫外光に晒される。また、露光装置1の内部には、微量ではあるがHMDS(ヘキサメチルジシラザン)やアンモニア等の化学物質が存在している。これらの化学物質は紫外光によりラジカル化し、このラジカルにより、酸化珪素等の固形物が発生する。この固形物が光学系を構成するレンズ等の表面に付着することで光学系が汚染され、曇りが発生する。この曇りにより、露光に用いる紫外光が散乱し、迷光が発生する。フォトレジスト11に露光する際、迷光が入ると、本来露光しない所が露光されるため、レチクル10のパターンを正確にフォトレジスト11へ転写することが困難となる。そのため、定期的にステージ110に投影された画像の領域の光強度と、迷光強度を測定し、レチクル10のパターンを正確にフォトレジスト11へ転写できる状態に保つことが好適となる。この場合、レチクルブラインド107をレチクル10の転写領域以上に開けて、後述する測定方法を用いてステージ110に投影された画像の領域の光強度と、迷光強度を測定し、規定の割合(例えば水銀ランプのi線なら10%程度)未満であることを確認した後に露光工程を行う露光方法を用いることが好ましい。そのためには、ステージ110に投影された画像の領域の光強度と、迷光強度を数値として検出することが好ましい。規定の割合は、フォトレジスト11のABCパラメーターによっても変動するため、フォトレジスト毎に決めておくことが好ましい。
In the process of processing the substrate W in this manner, the optical system is exposed to ultraviolet light. In addition, chemical substances such as HMDS (hexamethyldisilazane) and ammonia are present in the exposure apparatus 1 in a small amount. These chemical substances are radicalized by ultraviolet light, and solids such as silicon oxide are generated by the radicals. The solid matter adheres to the surface of a lens or the like constituting the optical system, so that the optical system is contaminated and fogging occurs. Due to this fogging, ultraviolet light used for exposure is scattered, and stray light is generated. When the photoresist 11 is exposed, if stray light enters, a portion that is not originally exposed is exposed, so that it is difficult to accurately transfer the pattern of the
そこで、ステージ110に投影された画像の領域の光強度と、迷光強度を数値として測定する構成について説明する。図3は、ステージ110に、基板に代えて光量センサー112を搭載した状態を示す平面図である。この状態でステージ110に投影された画像13の光強度と、迷光強度の測定が行われる。光量センサー112は、ステージ110に搭載され、ステージ110と同期して、光と交差する方向(本実施形態では光と直交する方向)に移動する。画像13の光強度と、迷光強度の測定は、レチクル10と基板Wを(図1参照)を外した状態で行われる。
Therefore, a configuration for measuring the light intensity and stray light intensity of the image area projected on the
図4は、図3の構成を備えた場合での、露光装置1における画像13の光強度と、迷光強度の測定および保守工程を行う手順を示すフローチャートである。以下、このフローチャートに従って説明する。なお、この測定は、レチクル10、基板Wを外して行う。
FIG. 4 is a flowchart showing the procedure for measuring and maintaining the light intensity and stray light intensity of the
まず、ステップ1として、レチクルブラインド107をレチクル10を用いた場合の開度以上に広げる。この工程によって、レチクル10の開口部以上の領域に対して迷光を測定することができ、より広範囲での迷光強度が保証可能となる。また、この場合、レチクルブラインド107の最大開度に設定することも好ましく、このように設定することで、露光装置1が扱いうる全てのレチクル10に対して迷光の最大値を保証することが可能となる。
First, as step 1, the
次に、ステップ2として、シャッター103を開ける。この工程によって光源からの光が開口部を備えた遮蔽物としてのレチクルブラインド107に照射される。そして、コンデンサーレンズ109、投影光学部PLによりレチクルブラインド107の開口部に対応する光束が合焦され、ステージ110にレチクルブラインド107の開口部と相似形をなす画像13が投影される。なお、この場合、結像面は光量センサー112の厚み分を補正して焦点を合わせられていることが好適である。
Next, as step 2, the
次に、ステップ3として、ステージ110を、光軸と交差する方向(本実施形態では光軸と直交する方向)に移動させることで光量センサー112を動かし画像13の領域の光強度分布を測定する。この際に、レチクルブラインド107で遮光された画像13よりも外側の領域の光強度(迷光強度)についても測定を行う。つまり、一つの光量センサー112を画像13の内外に移動させて測定する。
Next, as step 3, the
次に、ステップ4として、相対光束強度マップを作成する。図5(a)、(b)は、相対光強度分布を示す相対光束強度マップである。相対光束強度マップとしては、図5(a)に示すように、初期値ではレチクルブラインド107で囲われた開口部が転写された画像13内では100%、レチクルブラインド107が転写された領域では0%の光相対強度を示す。ここで、投影光学部PLを含む光学系を曇らせる物質が付着した場合には、この物質起因の乱反射により、レチクルブラインド107が転写された領域に迷光が生じ、図5(b)のように、この迷光が測定により検出される。
Next, as step 4, a relative luminous intensity map is created. 5A and 5B are relative light flux intensity maps showing the relative light intensity distribution. As the relative luminous intensity map, as shown in FIG. 5A, the initial value is 100% in the
次に、ステップ5として、画像13の光強度と迷光強度の割合を予め定められた基準値と比較し、その割合が基準値以上の値となった場合に、投影光学部PLを含む光学系を洗浄・交換する。洗浄には、例えば水(純水が好ましい)を含ませたウェスを用いて清浄化し、次に乾燥むらの発生を抑えるため、エタノールを含ませたウェスで水とエタノールを置換した後、乾燥させる工程を用いることが好適である。また、投影光学部PLを含む光学系を構成する部材の汚染状況が甚だしく、洗浄による清浄化が困難な場合には、汚染された部材を交換することで対応しても良い。ここで、画像13の光強度と迷光強度の割合の基準値としてはフォトレジスト11の特性にも依存するが、i線を用いた場合にはおおよそ10%、KrFエキシマレーザーを用いた場合には1%程度を基準とすることが好適である。
Next, as step 5, the ratio of the light intensity and the stray light intensity of the
次に、ステップ6として、レチクルブラインド107をレチクル10の開口部よりも広い領域、またはレチクルブラインド107の最大開度に設定した状態で画像13の光強度と迷光強度を測定し、画像13の光強度に対する迷光強度の割合が予め定められた基準値未満であることを確認する。その後、露光装置1において、光量センサーに変えて基板Wを搭載し、レチクル10をコンデンサーレンズ109と投影光学部PLとの間に搭載し、基板Wを露光する工程を続けることで、迷光強度の割合を把握した上で露光が行える露光方法を提供することが可能となる。
Next, as step 6, the light intensity and stray light intensity of the
以上の工程を行うことで、露光装置1の保守を必要かつ十分な頻度で行うことができる。また、縮小光学レンズの保守作業を終えた後、ステップ1からステップ5を再度行うことも好適であり、迷光が減少していることを確認することが可能となる。このステップを行う場合の流れを、図4では点線で示している。 By performing the above steps, the exposure apparatus 1 can be maintained at a necessary and sufficient frequency. It is also preferable to perform Step 1 to Step 5 again after the maintenance work of the reduction optical lens is completed, and it is possible to confirm that stray light is reduced. The flow in the case of performing this step is indicated by a dotted line in FIG.
以下、本実施形態における効果について説明する。 Hereinafter, effects of the present embodiment will be described.
迷光強度を光量センサー112を用いて直接測定するため、専用のレチクル等を必要としない。そのため、測定にかかるコストを低減することが可能となる。さらに、光量センサー112として、露光装置1に付随している光量測定センサーを用いた場合、費用を発生させることなく測定を行うことが可能となる。
Since the stray light intensity is directly measured using the
専用のパターンを備えたレチクルを用い、モニター用のウェファーを露光・現像し、さらにパターン計測装置を用いてパターン幅の測定を行う方法と比べ、測定にかかる時間を短縮することが可能となる。 Compared with a method of using a reticle having a dedicated pattern, exposing and developing a monitor wafer, and measuring a pattern width using a pattern measuring device, the time required for the measurement can be shortened.
専用のパターンを備えたレチクルを用い、モニター用のウェファーを露光・現像し、さらにパターン計測装置を用いてパターン幅の測定を行う方法では、フォトレジストの厚さむらや、現像条件の揺らぎ、パターン計測装置の誤差等、複数の要因があるため、純粋に迷光の強度を測定することが難しいが、本実施形態の測定方法を用いることで、これらの要因を取り去り、純粋に迷光の強度のみを測定することが可能となる。 In a method that uses a reticle with a dedicated pattern, exposes and develops a monitor wafer, and measures the pattern width using a pattern measuring device, the thickness of the photoresist varies, the development conditions fluctuate, the pattern It is difficult to measure the intensity of stray light purely because there are multiple factors such as errors in the measuring device, but by using the measurement method of this embodiment, these factors are removed and only the intensity of stray light is purely measured. It becomes possible to measure.
単独の光量センサー112を走査して迷光の強度を測定するため、複数個の光量センサーを用いた場合に発生する光量センサー間の感度むらの影響を排除して迷光強度を測定することが可能となる。
Since the intensity of stray light is measured by scanning the single
レチクルブラインド107の開度を最大とした場合、最も迷光強度が大きい場合について測定することが可能となり、露光装置1が扱いうる全てのレチクル10に対して迷光強度を保証することが可能となる。
When the opening degree of the
レチクルブラインド107の開度をレチクル10の開口部と揃えた場合、当該レチクル10に対して生じる迷光強度を測定することが可能となり、過剰品質とならない状態で迷光強度を保証しうる露光方法を提供することが可能となる。
When the opening degree of the
フォトレジスト11の特性にも依存するが、画像13の光強度に対する迷光強度の割合が、i線を用いた場合にはおおよそ10%、KrFエキシマレーザーを用いた場合には1%程度に達すると、不良が発生する。そこで、画像13の光強度に対する迷光強度の割合が上記した値に達した場合に光学系を保守・整備することで、迷光による不良発生を抑えることが可能となる。
Although depending on the characteristics of the photoresist 11, when the ratio of the stray light intensity to the light intensity of the
洗浄方法として、純水を含ませたウェスを用いて清浄化し、次に乾燥むらの発生を抑えるため、エタノールを含ませたウェスで純水とエタノールを置換した後、乾燥させる工程を用いることで、毒性のある物質を用いることなく洗浄でき、保守作業を安全に行うことが可能となる。 As a cleaning method, use a step of cleaning with a waste cloth containing pure water, and then substituting ethanol with a waste cloth containing ethanol for drying and then drying in order to suppress the occurrence of uneven drying. Therefore, cleaning can be performed without using toxic substances, and maintenance work can be performed safely.
相対光強度分布を示す相対光束強度マップを形成することで、迷光強度を平均化させずに、最大量を抽出できる。そのため、迷光による不良発生(迷光強度が最大のところで発生する)を抑制(防止)することが可能となる。 By forming a relative luminous flux intensity map showing the relative light intensity distribution, the maximum amount can be extracted without averaging the stray light intensity. For this reason, it is possible to suppress (prevent) the occurrence of defects due to stray light (generated where the stray light intensity is maximum).
W…基板、1…露光装置、10…レチクル、11…フォトレジスト、12…ウェファー、13…画像、17A…ブラインド、17B…ブラインド、17C…ブラインド、17D…ブラインド、101…水銀ランプ、102…楕円鏡、103…シャッター、104…反射鏡、105…干渉フィルター、106…フライアイレンズ、107…レチクルブラインド、108…反射鏡、109…コンデンサーレンズ、110…ステージ、112…光量センサー。 W ... Substrate, 1 ... Exposure apparatus, 10 ... Reticle, 11 ... Photoresist, 12 ... Wafer, 13 ... Image, 17A ... Blind, 17B ... Blind, 17C ... Blind, 17D ... Blind, 101 ... Mercury lamp, 102 ... Ellipse Mirror, 103 ... Shutter, 104 ... Reflector, 105 ... Interference filter, 106 ... Fly eye lens, 107 ... Reticle blind, 108 ... Reflector, 109 ... Condenser lens, 110 ... Stage, 112 ... Light quantity sensor.
Claims (8)
前記投影露光装置は、
光源と、
光源からの光を受ける開口部を備えた遮蔽物と、
前記開口部を通過して得られた光束を合焦するレンズと、
前記レンズで合焦された光束を、前記開口部と相似した形状を含む画像として投影するステージと、
を有する投影露光装置であって、
前記光源から発せられた光を、前記画像としてステージに投影する工程と、
前記画像の領域よりも広い範囲で前記光束の強度分布を測定する工程と、
を含むことを特徴とする投影露光装置の迷光を測定する測定方法。 A measurement method for measuring stray light of a projection exposure apparatus,
The projection exposure apparatus includes:
A light source;
A shield with an opening for receiving light from the light source;
A lens that focuses the luminous flux obtained through the opening;
A stage for projecting the light beam focused by the lens as an image including a shape similar to the opening;
A projection exposure apparatus comprising:
Projecting light emitted from the light source onto the stage as the image;
Measuring the intensity distribution of the luminous flux in a wider range than the area of the image;
A measurement method for measuring stray light of a projection exposure apparatus characterized by comprising:
前記開口部の寸法は変更可能であり、前記開口部を最大寸法まで開口した状態で前記光束の強度を測定することを特徴とする投影露光装置の迷光を測定する測定方法。 The measurement method according to claim 1,
A measurement method for measuring stray light of a projection exposure apparatus, wherein the size of the opening is changeable, and the intensity of the light beam is measured in a state where the opening is opened to a maximum size.
前記投影露光装置は、
光源と、
光源からの光を受ける開口部を備えた遮蔽物と、
前記開口部を通過して得られた光束を合焦するレンズと、
前記レンズで合焦された光束を、前記開口部と相似した形状を含む画像として投影するステージと、
を有する投影露光装置であって、
前記光源から発せられた光を、前記画像としてステージに投影する工程を含み、
前記画像の領域の光強度に対する、前記画像の領域よりも外側の領域の光強度の割合が、予め定められた値未満であった場合に、前記光束が照射される範囲以下の転写領域を備えたレチクルを用いて露光することを特徴とする投影露光装置の露光方法。 An exposure method for a projection exposure apparatus,
The projection exposure apparatus includes:
A light source;
A shield with an opening for receiving light from the light source;
A lens that focuses the luminous flux obtained through the opening;
A stage for projecting the light beam focused by the lens as an image including a shape similar to the opening;
A projection exposure apparatus comprising:
Projecting the light emitted from the light source onto the stage as the image;
When the ratio of the light intensity of the area outside the image area to the light intensity of the image area is less than a predetermined value, the transfer area is below the range irradiated with the luminous flux. An exposure method for a projection exposure apparatus, wherein exposure is performed using a reticle.
予め定められた前記割合は、水銀ランプのi線を光源に用いた場合には10%、KrFエキシマレーザーを用いた場合には1%であることを特徴とする投影露光装置の露光方法。 The exposure method according to claim 4,
The predetermined ratio is 10% when i-line of a mercury lamp is used as a light source, and 1% when a KrF excimer laser is used.
前記投影露光装置は、
光源と、
光源からの光を受ける開口部を備えた遮蔽物と、
前記開口部を通過して得られた光束を合焦するレンズと、
前記レンズで合焦された光束を、前記開口部と相似した形状を含む画像として投影するステージと、
を有する投影露光装置であって、
前記光源から発せられた光を、前記画像としてステージに投影する工程を含み、
前記画像の領域の光強度に対する、前記画像の領域よりも外側の領域の光強度の割合が、予め定められた値以上であった場合に、保守作業を行うことを特徴とする投影露光装置の保守方法。 A maintenance method for a projection exposure apparatus,
The projection exposure apparatus includes:
A light source;
A shield with an opening for receiving light from the light source;
A lens that focuses the luminous flux obtained through the opening;
A stage for projecting the light beam focused by the lens as an image including a shape similar to the opening;
A projection exposure apparatus comprising:
Projecting the light emitted from the light source onto the stage as the image;
A projection exposure apparatus characterized in that maintenance work is performed when a ratio of light intensity in an area outside the image area to a light intensity in the image area is equal to or greater than a predetermined value. Maintenance method.
予め定められた前記割合は、水銀ランプのi線を光源に用いた場合には10%、KrFエキシマレーザーを用いた場合には1%であることを特徴とする投影露光装置の保守方法。 The maintenance method according to claim 6, wherein
The predetermined ratio is 10% when the i-line of a mercury lamp is used as a light source, and 1% when a KrF excimer laser is used.
前記保守方法は、水を用いて清掃した後、エタノールを用いて清掃し、乾燥させる工程を含むことを特徴とする投影露光装置の保守方法。 The maintenance method according to claim 6 or 7,
The maintenance method includes a step of cleaning with water, then cleaning with ethanol, and drying.
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN112400107A (en) * | 2018-07-11 | 2021-02-23 | 株式会社岛津制作所 | Luminescence analysis apparatus and maintenance method thereof |
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2010
- 2010-03-19 JP JP2010063906A patent/JP2011198990A/en not_active Withdrawn
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