JP2017183298A - Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method - Google Patents
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Abstract
【課題】マスク上に形成されるマスクパターンの位置を好適に推測する。
【解決手段】露光装置(1)は、エネルギビーム(EL)をマスク(111)に照射してマスクのパターン面(111PA)に形成されたマスクパターンを物体(141)に転写する露光装置であって、マスクの所定面に対して、所定面に対する入射角度が互いに異なる複数の計測光(LB2)を照射する光照射部(151、152)と、所定面で反射又は散乱された複数の計測光の少なくとも一部を検出するセンサ部と(153)を備える。
【選択図】図3The position of a mask pattern formed on a mask is suitably estimated.
An exposure apparatus (1) is an exposure apparatus that irradiates a mask (111) with an energy beam (EL) to transfer a mask pattern formed on a mask pattern surface (111PA) to an object (141). Then, a light irradiation unit (151, 152) that irradiates a plurality of measurement lights (LB2) having different incident angles with respect to the predetermined surface of the mask, and a plurality of measurement light reflected or scattered by the predetermined surface And a sensor unit (153) for detecting at least a part of.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、例えば、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法の技術分野に関する。 The present invention relates to a technical field of, for example, an exposure apparatus, an exposure method, and a device manufacturing method.
露光装置は、例えば、半導体素子や液晶表示素子等の電子デバイスを製造するリソグラフィ工程において用いられる。この種の露光装置は、レジストが塗布されたウェハ(或いは、ガラス基板等の任意の物体)上の複数のショット領域の夫々に対して、マスク(言い換えれば、レチクル)に形成されたマスクパターンを、投影光学系を介して転写する。この場合、投影光学系の投影倍率に応じたマスクパターンの縮小像を、ウェハ上の各ショット領域に正確に転写することが重要になってくる。つまり、マスクとウェハとの重ね合わせ精度が重要になってくる。 The exposure apparatus is used, for example, in a lithography process for manufacturing an electronic device such as a semiconductor element or a liquid crystal display element. This type of exposure apparatus applies a mask pattern formed on a mask (in other words, a reticle) to each of a plurality of shot regions on a resist-coated wafer (or an arbitrary object such as a glass substrate). And transfer through the projection optical system. In this case, it is important to accurately transfer a reduced image of the mask pattern corresponding to the projection magnification of the projection optical system to each shot area on the wafer. In other words, the overlay accuracy between the mask and the wafer becomes important.
マスクパターンの縮小像を各ショット領域に正確に転写するために、例えば特許文献1には、マスクパターンと所定の位置関係を有するようにマスク上に形成されたレチクルアライメントマーク及び各ショット領域と所定の位置関係を有するようにウェハ上に形成されたウェハアライメントマークを用いる技術が開示されている。
In order to accurately transfer a reduced image of the mask pattern to each shot area, for example,
レチクルアライメントマーク及びウェハアライメントマークを用いる技術では、レチクルアライメントマークの位置に基づいてマスクパターンの位置が推測され且つウェハアライメントマークの位置に基づいて各ショット領域の位置が推定される。ここで、レチクルアライメントマークの位置に基づくマスクパターンの位置の推測は、以下の理由から成立している。まず、レチクルアライメントマーク及びマスクパターンは、電子線露光装置によって、ガラス基板上に同時に描画される。このため、レチクルアライメントマークとマスクパターンとの間の位置関係は、電子線露光装置の描画誤差の範囲内で保障されている。従って、露光装置は、レチクルアライメントマークの位置を検出することで、当該レチクルアライメントマークと所定の位置関係にあるマスクパターンの位置を推測することができる。 In the technique using the reticle alignment mark and the wafer alignment mark, the position of the mask pattern is estimated based on the position of the reticle alignment mark, and the position of each shot area is estimated based on the position of the wafer alignment mark. Here, the estimation of the position of the mask pattern based on the position of the reticle alignment mark is established for the following reason. First, a reticle alignment mark and a mask pattern are simultaneously drawn on a glass substrate by an electron beam exposure apparatus. For this reason, the positional relationship between the reticle alignment mark and the mask pattern is guaranteed within the range of the drawing error of the electron beam exposure apparatus. Therefore, the exposure apparatus can estimate the position of the mask pattern in a predetermined positional relationship with the reticle alignment mark by detecting the position of the reticle alignment mark.
しかしながら、レチクルアライメントマークの位置に基づくマスクパターンの位置の推測は、レチクルアライメントマークとマスクパターンとの間の位置関係が不変であるという前提の下で成立している。言い換えれば、レチクルアライメントマークの位置に基づくマスクパターンの位置の推測は、レチクルアライメントマークとマスクパターンとの間の位置関係が変わる場合には、成立しない可能性がある。 However, the estimation of the position of the mask pattern based on the position of the reticle alignment mark is established on the assumption that the positional relationship between the reticle alignment mark and the mask pattern is unchanged. In other words, the estimation of the position of the mask pattern based on the position of the reticle alignment mark may not be established if the positional relationship between the reticle alignment mark and the mask pattern changes.
例えば、露光光の照射に起因したマスクの熱変形によって、マスクパターンに歪みが生ずる可能性がある。ここで、通常、レチクルアライメントマークを用いたマスクの位置制御(いわゆる、レチクルアライメント)では、マスクパターンの外周(例えばマスクパターン周囲の任意の4点)に形成されているレチクルアライメントマークが用いられることが多い。このレチクルアライメントでは、マスクパターンの面内(例えば、XY平面内)の位置情報に加えて、マスクパターンの線形な歪みの量(つまり、マスクパターン上の所定領域の線形な変動量であり、例えば、X軸方向及びY軸方向の倍率変化や直交度や回転量等のパラメータ)が計測されるに過ぎない。従って、レチクルアライメントによれば、マスクパターンの線形な歪みは補償されるものの、マスクパターンの非線形な歪みが補償されない可能性がある。従って、マスクパターンに生じた歪みの状態によっては、レチクルアライメントマークの位置に基づいてマスクパターンの位置を高精度に推測することが困難になりかねない。 For example, the mask pattern may be distorted due to thermal deformation of the mask caused by exposure light exposure. Here, normally, in the mask position control using the reticle alignment mark (so-called reticle alignment), the reticle alignment mark formed on the outer periphery of the mask pattern (for example, any four points around the mask pattern) is used. There are many. In this reticle alignment, in addition to position information within the mask pattern plane (for example, in the XY plane), the amount of linear distortion of the mask pattern (that is, a linear variation amount of a predetermined region on the mask pattern, for example, , Only changes in magnification in the X-axis direction and Y-axis direction, parameters such as orthogonality and rotation amount) are measured. Therefore, according to reticle alignment, although the linear distortion of the mask pattern is compensated, there is a possibility that the nonlinear distortion of the mask pattern is not compensated. Therefore, depending on the state of distortion generated in the mask pattern, it may be difficult to estimate the position of the mask pattern with high accuracy based on the position of the reticle alignment mark.
一方で、マスクパターンの周囲に多数のレチクルアライメントマークを形成することで、マスクパターンの非線形な歪みの量(つまり、マスクパターン上の所定領域の非線形な変動量)を計測することができるとも想定される。しかしながら、レチクルアライメントマークの数が多くなるほどレチクルアライメントマークの位置の検出に要する時間が増大するがゆえに、露光装置のスループットが大幅に低下してしまうおそれがある。 On the other hand, it is assumed that by forming a large number of reticle alignment marks around the mask pattern, it is possible to measure the amount of nonlinear distortion of the mask pattern (that is, the amount of nonlinear fluctuation of a predetermined region on the mask pattern). Is done. However, as the number of reticle alignment marks increases, the time required to detect the position of the reticle alignment mark increases, so the throughput of the exposure apparatus may be significantly reduced.
本発明は、マスク上に形成されるマスクパターンの位置を好適に推測することが可能な露光装置及び露光方法並びにデバイス製造方法を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide an exposure apparatus, an exposure method, and a device manufacturing method capable of suitably estimating the position of a mask pattern formed on a mask.
第1の露光装置は、エネルギビームをマスクに照射して前記マスクのパターン面に形成されたマスクパターンを物体に転写する露光装置であって、前記マスクの所定面に対して、前記所定面に対する入射角度が互いに異なる複数の計測光を照射する光照射部と、前記所定面で反射又は散乱された前記複数の計測光の少なくとも一部を検出するセンサ部とを備える。 A first exposure apparatus is an exposure apparatus that irradiates a mask with an energy beam and transfers a mask pattern formed on a pattern surface of the mask to an object, with respect to the predetermined surface of the mask. A light irradiating unit configured to irradiate a plurality of measurement light beams having different incident angles; and a sensor unit configured to detect at least a part of the plurality of measurement light beams reflected or scattered by the predetermined surface.
第2の露光装置は、エネルギビームをマスクに照射して前記マスクのパターン面に形成されたマスクパターンを物体に転写する露光装置であって、前記マスクの所定面に対して計測光を照射する光照射部と、前記所定面で反射又は散乱された前記計測光の少なくとも一部を検出するセンサ部と、前記光照射部及び前記センサ部の少なくとも一方を移動させる移動部とを備える。 The second exposure apparatus is an exposure apparatus that irradiates an energy beam onto a mask and transfers a mask pattern formed on the pattern surface of the mask onto an object, and irradiates a predetermined surface of the mask with measurement light. A light irradiation unit; a sensor unit that detects at least a part of the measurement light reflected or scattered by the predetermined surface; and a moving unit that moves at least one of the light irradiation unit and the sensor unit.
第3の露光装置は、エネルギビームをマスクに照射して前記マスクのパターン面に形成されたマスクパターンを物体に転写する露光装置であって、前記マスクパターンが前記物体に転写されている第1のタイミングとは異なる第2のタイミングに、前記マスクの所定面に対して計測光を照射する光照射部と、前記第1のタイミングとは異なる第3のタイミングに、前記所定面で反射又は散乱された前記計測光の少なくとも一部を検出するセンサ部とを備える。 The third exposure apparatus is an exposure apparatus that irradiates the mask with an energy beam and transfers the mask pattern formed on the pattern surface of the mask to the object, wherein the mask pattern is transferred to the object. A light irradiating unit that irradiates the predetermined surface of the mask with the measurement light at a second timing different from the timing of the above, and reflection or scattering on the predetermined surface at a third timing different from the first timing. And a sensor unit for detecting at least a part of the measured light.
第1の露光方法は、エネルギビームをマスクに照射して前記マスクのパターン面に形成されたマスクパターンを物体に転写する露光方法であって、前記マスクの所定面に対して、前記所定面に対する入射角度が互いに異なる複数の計測光を照射し、前記所定面で反射又は散乱された前記複数の計測光の少なくとも一部を検出する。 A first exposure method is an exposure method in which a mask pattern formed on a pattern surface of a mask is transferred to an object by irradiating the mask with an energy beam, and the mask is formed with respect to the predetermined surface of the mask. A plurality of measurement lights having different incident angles are irradiated, and at least a part of the plurality of measurement lights reflected or scattered by the predetermined surface is detected.
第2の露光方法は、エネルギビームをマスクに照射して前記マスクのパターン面に形成されたマスクパターンを物体に転写する露光方法であって、光照射部を用いて、前記マスクの所定面に対して計測光を照射し、センサ部を用いて、前記所定面で反射又は散乱された前記計測光の少なくとも一部を検出し、前記光照射部及び前記センサ部の少なくとも一方を移動させる。 A second exposure method is an exposure method in which an energy beam is irradiated onto a mask to transfer a mask pattern formed on the pattern surface of the mask onto an object, and a predetermined surface of the mask is applied using a light irradiation unit. On the other hand, measurement light is irradiated, and at least a part of the measurement light reflected or scattered by the predetermined surface is detected using a sensor unit, and at least one of the light irradiation unit and the sensor unit is moved.
第3の露光方法は、エネルギビームをマスクに照射して前記マスクのパターン面に形成されたマスクパターンを物体に転写する露光方法であって、前記マスクパターンが前記物体に転写されている第1のタイミングとは異なる第2のタイミングに、前記マスクの所定面に対して計測光を照射し、前記第1のタイミングとは異なる第3のタイミングに、前記所定面で反射又は散乱された前記計測光の少なくとも一部を検出する。 A third exposure method is an exposure method in which an energy beam is irradiated onto a mask to transfer a mask pattern formed on the pattern surface of the mask onto an object, and the mask pattern is transferred onto the object. The measurement light is irradiated to the predetermined surface of the mask at a second timing different from the timing of the measurement, and reflected or scattered by the predetermined surface at a third timing different from the first timing. Detect at least part of the light.
デバイス製造方法は、上述の第1の露光方法、第2の露光方法又は第3の露光方法により感応基板に前記マスクパターンを転写し、前記マスクパターンが転写された前記感応基板を現像する。 In the device manufacturing method, the mask pattern is transferred to a sensitive substrate by the first exposure method, the second exposure method, or the third exposure method described above, and the sensitive substrate to which the mask pattern is transferred is developed.
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。 The effect | action and other gain of this invention are clarified from the form for implementing demonstrated below.
以下、図面を参照しながら、本発明の露光装置及び露光方法並びにデバイス製造方法の実施形態について説明する。但し、本発明が以下に説明する実施形態に限定されることはない。 Hereinafter, embodiments of an exposure apparatus, an exposure method, and a device manufacturing method of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described below.
以下の説明では、互いに直交するX軸、Y軸及びZ軸から定義されるXYZ直交座標系を用いて、露光装置を構成する各種構成要素の位置関係について説明する。尚、以下の説明では、説明の便宜上、X軸方向及びY軸方向の夫々が水平方向(つまり、水平面内の所定方向)であり、Z軸方向が鉛直方向(つまり、水平面に直交する方向であり、実質的には上下方向)であるものとする。また、X軸、Y軸及びZ軸周りの回転方向(言い換えれば、傾斜方向)を、夫々、θX方向、θY方向及びθZ方向と称する。 In the following description, the positional relationship between various components constituting the exposure apparatus will be described using an XYZ orthogonal coordinate system defined by mutually orthogonal X, Y, and Z axes. In the following description, for convenience of explanation, each of the X-axis direction and the Y-axis direction is a horizontal direction (that is, a predetermined direction in the horizontal plane), and the Z-axis direction is a vertical direction (that is, a direction orthogonal to the horizontal plane). Yes, in the vertical direction). Further, the rotation directions around the X axis, the Y axis, and the Z axis (in other words, the tilt direction) are referred to as a θX direction, a θY direction, and a θZ direction, respectively.
(1)第1実施形態の露光装置1
図1から図8を参照しながら、第1実施形態の露光装置1について説明する。
(1)
The
(1−1)露光装置100の構成
初めに、図1並びに図2(a)及び図2(b)を参照しながら、第1実施形態の露光装置1の構成について説明する。図1は、第1実施形態の露光装置1の構成の一例を示す側面図である。図2(a)は、第1実施形態の露光装置1が備えるレチクルステージ11の周辺の構成を示す上面図である。図2(b)は、図2(a)に示すレチクルステージ11の周辺の構成のII−II’断面を示している。
(1-1) Configuration of Exposure Apparatus 100 First, the configuration of the
図1に示すように、露光装置1は、レチクルステージ11と、照明系12と、投影光学系13と、ウェハステージ14と、スペックル計測装置15と、主制御装置16と、メモリ17とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
レチクルステージ11は、レチクル111を保持可能である。レチクルステージ11は、保持したレチクル111をリリース可能である。
The
レチクルステージ11は、レチクル111を保持した状態で、照明系12から射出される露光光ELが照射される領域(つまり、後述の照明領域IR)を含む平面(例えば、XY平面)に沿って移動可能である。レチクルステージ11は、Y軸方向に沿って移動可能である。例えば、レチクルステージ11は、平面モータを含むレチクルステージ駆動系112の動作により、Y軸方向に沿って移動してもよい。レチクルステージ11は、Y軸方向に沿って移動可能であることに加えて又は代えて、X軸方向、Z軸方向、θX方向、θY方向及びθZ方向のうちの少なくとも一つに沿って移動可能であってもよい。尚、平面モータを含むレチクルステージ駆動系112の一例は、例えば、米国特許第6,452,292号に開示されている。但し、レチクルステージ駆動系112は、平面モータに加えて又は代えて、他のモータ(例えば、リニアモータ)を含んでいてもよい。
レチクルステージ11は、レチクルステージ定盤113上で移動可能である。レチクルステージ定盤113には、Z軸方向に沿ってレチクルステージ定盤113を貫通する所定形状の開口113aが形成されている。開口113aは、露光光ELの通路となる。
The
図2(a)に示すように、レチクル111は、矩形(図2(a)に示す例では正方形)のガラス板から構成されている。レチクル111の−Z側の表面の中央部には、長手方向がY軸方向に一致する矩形のパターン領域111PAが形成されている。パターン領域111PAには、ウェハステージ14が保持するウェハ141に投影(言い換えれば、転写)される露光用パターンが形成されている。以下、パターン領域111PAが形成されるレチクル111の−Z側の表面を、“パターン面”と称する。
As shown in FIG. 2A, the
パターン面には、Y軸方向に沿ってパターン領域111PAを挟み込む一対のレチクルアライメントマーク111RAが、パターン領域111PAの+X側の端部及び−X側の端部の夫々に隣接するように形成されている。つまり、パターン面には、4つのレチクルマークが形成されている。4つのレチクルアライメントマーク111RAは、電子線露光装置によってパターン領域111PAに形成される露光用パターンと同時に形成される。説明の簡略化のため、パターン領域111PAに形成される露光用パターン及びレチクルアライメントマーク111RAを形成する電子線露光装置の形成誤差はゼロ(或いは、ゼロと同視できるほどに小さい)ものとする。 A pair of reticle alignment marks 111RA sandwiching the pattern area 111PA along the Y-axis direction is formed on the pattern surface so as to be adjacent to the + X side end and the −X side end of the pattern area 111PA. Yes. That is, four reticle marks are formed on the pattern surface. The four reticle alignment marks 111RA are formed simultaneously with the exposure pattern formed in the pattern region 111PA by the electron beam exposure apparatus. For simplification of explanation, it is assumed that the formation error of the exposure pattern formed in the pattern region 111PA and the electron beam exposure apparatus for forming the reticle alignment mark 111RA is zero (or small enough to be regarded as zero).
レチクルステージ11は、長手方向がY軸方向に一致する矩形の板部材から構成されている。レチクルステージ11を構成する板部材の上面には、Y軸方向のサイズがレチクル111のY軸方向のサイズよりも大きく且つX軸方向のサイズがレチクル111のX軸方向のサイズよりも大きい矩形の凹部114が形成されている。凹部114のX軸方向の中央部には、Z軸方向に沿ってレチクルステージ11を貫通する開口114aが、凹部114のY軸方向全体に渡って形成されている。
The
レチクル111は、パターン領域111PAが開口114a内に位置するように、凹部114内の−Y側の端部の近傍に配置されている。レチクル111は、X軸方向に沿った凹部114の両端の段差部(以降、当該段差部を、“スライダ114SL”と称する)の上面に形成された吸着部を介して、レチクルステージ11に真空吸着されている。
The
凹部114内の+Y側の端部の近傍には、X軸方向に沿って延びるレチクルフィデュシャル板115が配置されている。レチクルフィデュシャル板115は、Y軸方向に沿ってレチクル111と所定間隔を隔てて配置されている。レチクルフィデュシャル板115は、X軸方向に沿った凹部114の両端のスライダ114SLの上面に形成された吸着部を介して、レチクルステージ11に真空吸着されている。レチクルフィデュシャル板115は、低熱膨張率のガラス(例えば、ショット社のゼロデュア)等から構成されている。レチクルフィデュシャル板115の下面(つまり、−Z側の表面)には、X軸方向に沿って並ぶ一対のフィデュシャルマーク115FAが形成されている。一対のフィデュシャルマーク115FAのX軸方向の間隔は、レチクルアライメントマーク111RAのX軸方向の間隔と同一である。フィデュシャルマーク115FAは、レチクルアライメントマーク111RAと同じマークである。レチクル111がレチクルステージ11に保持されている状態では、フィデュシャルマーク115FAのX軸方向の位置は、レチクルアライメントマーク111RAのX軸方向の位置と同一である。レチクルフィデュシャル板115の下面には更に、X軸方向に沿って一対のフィデュシャルマーク115FAに挟まれているマーク領域115MAが形成されている。マーク領域115MAには、様々なマーク(例えば、空間像計測に用いられる各種計測マークを夫々含む複数のAIS(Aerial Imaging Sensor)マーク等)が形成されている。
A reticle
再び図1において、レチクルステージ11のXY平面内での位置(但し、θZ方向に沿った回転角度を含んでいてもよい)は、レチクルステージ11に配置されている移動鏡116aを介して、レチクルレーザ干渉計116によって、例えば0.25nm程度の分解能で常時計測されている。レチクルレーザ干渉計116の計測結果は、主制御装置16に出力される。主制御装置16は、レチクルレーザ干渉計116の計測結果に基づいて、レチクルステージ11の移動態様を制御してもよい。
In FIG. 1 again, the position of the
更に、レチクル111に形成されるパターン領域111PAの経時的な変動量は、レチクルステージ定盤113内に配置される複数のスペックル計測装置15によって計測される。図2(a)に示す例では、5つのスペックル計測装置15がX軸方向に沿って並ぶように配置されている。以下では、5つのスペックル計測装置15を互いに区別するために、5つのスペックル計測装置15を、−X側から順に、スペックル計測装置15L2、スペックル計測装置15L1、スペックル計測装置15C、スペックル計測装置15R1及びスペックル計測装置15R2と称する。但し、5つのスペックル計測装置15は、それらの配置位置が互いに異なる点を除いて同一の構成を有している。尚、スペックル計測装置15の特徴については後に詳述する(図3参照)。
Further, the amount of change over time of the pattern area 111PA formed on the
照明系12は、露光光ELを射出する。照明系12から射出される露光光ELは、X軸方向に沿って細長く延びるスリット状の照明領域IRに照射される。照明系11からの露光光ELは、照明領域IRに配置されたレチクル111の一部に照射される。露光光ELは、ArFエキシマレーザ光(波長193nm)である。
The
投影光学系13は、レチクル111からの露光光EL(つまり、レチクル111のパターン領域111PAに形成された露光用パターンの像)を、ウェハ141に対して投影する。具体的には、投影光学系13は、スリット状の投影領域PRに露光光ELを投影する。投影光学系13は、露光用パターンの像を、投影領域PRに配置されたウェハ141の一部(例えば、ショット領域の少なくとも一部)に投影する。
The projection
投影光学系13は、縮小系である。例えば、投影光学系の投影倍率は、1/4であってもよいし、1/5であってもよいし、1/8であってもよいし、又は、その他の値であってもよい。
The projection
投影光学系13は、Z軸方向と平行な光軸AXに沿って配列される複数の屈折光学素子(言い換えれば、レンズ素子)を含む一方で反射光学素子(例えば、ミラー)を含まない屈折系である。投影光学素子13を構成する複数の屈折光学素子のうち物体面側(つまり、レチクル111側)に位置する一部の屈折光学素子は、不図示の駆動素子(例えば、ピエゾ素子)によって駆動可能であってもよい。この場合、一部の屈折光学素子は、Z軸方向に沿って移動するように駆動してもよいし、θX方向及びθY方向に沿って移動するように駆動してもよい。不図示の駆動素子は、主制御装置16からの指示によって動作する結像特性補正コントローラ131の制御下で動作する。結像特性補正コントローラ131は、一部の屈折光学素子の駆動態様を個別に制御することで、投影光学系13の結像特性(例えば、倍率や、歪曲収差や、非点収差や、コマ収差や、像面湾曲等)を調整することができる。但し、結像特性補正コントローラ131は、一部の屈折光学素子を駆動することに加えて又は代えて、その他の方法で投影光学系13の結像特性を調整してもよい。
The projection
ウェハステージ14は、ウェハ141を保持可能である。ウェハステージ14は、保持したウェハ141をリリース可能である。
The
ウェハステージ14は、ウェハ141を保持した状態で、投影領域PRを含む平面(例えば、XY平面)に沿って移動可能である。ウェハステージ14は、ウェハステージ定盤143上で移動可能である。ウェハステージ14は、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向、θX方向、θY方向及びθZ方向のうちの少なくとも一つに沿って移動可能である。例えば、ウェハステージ14は、平面モータを含むウェハステージ駆動系142の動作により移動してもよい。尚、平面モータを含むウェハステージ駆動系142の一例は、例えば、米国特許第6,452,292号に開示されている。但し、ウェハステージ駆動系142は、平面モータに加えて又は代えて、他のモータ(例えば、リニアモータ)を含んでいてもよい。
The
ウェハテージ14のXY平面内での位置(但し、θX方向、θY方向及びθZ方向のうちの少なくとも一つに沿った回転角度を含んでいてもよい)は、ウェハステージ14に配置されている移動鏡146aを介して、ウェハレーザ干渉計146によって、例えば0.25nm程度の分解能で常時計測されている。ウェハレーザ干渉計146の計測結果は、主制御装置16に出力される。主制御装置16は、ウェハレーザ干渉計146の計測結果に基づいて、ウェハステージ14の移動態様を制御してもよい。但し、ウェハステージ14のXY平面内での位置は、ウェハレーザ干渉計146に加えて又は代えて、エンコーダによって計測されてもよい。
The position of the
ウェハテージ14のZ軸方向の位置は、例えば米国特許第5,448,332号明細書に開示される斜入射方式の多点焦点位置検出系から構成される不図示のフォーカスセンサによって計測される。フォーカスセンサの計測結果もまた、主制御装置16に出力される。
The position of the
ウェハステージ14上には、表面がウェハ141の表面と同じ高さとなる基準板144が固定されている。基準板144の表面には、後述するウェハアライメント検出系149のベースライン計測等に用いられる第1基準マーク及び後述するレチクルアライメント検出系119によって検出される一対の第2基準マーク等が形成されている。
On the
投影光学系13の側面には、ウェハステージ14上の基準板144に形成されている第1基準マーク(或いは、ウェハ141に形成されているウェハアライメントマーク)を検出するウェハアライメント検出系149が配置されている。ウェハアライメント検出系149として、ハロゲンランプ等の広帯域光で第1基準マークを照射することで得られる第1基準マークの画像を画像処理することで第1基準マークの位置を計測するFIA(Field Image Alignment)系が例示される。
A wafer
レチクルステージ11の上方には、X軸方向に沿って並ぶ(言い換えれば、Y軸方向の位置が同一となる)一対のレチクルアライメントマーク111RAを同時に検出可能な一対のレチクルアライメント検出系119が配置されている。各レチクルアライメント検出系119は、CCD等の撮像素子で撮像したレチクルアライメントマーク111RAの画像を画像処理することでレチクルアライメントマーク111RAの位置を計測するVRA(Visual Reticle Alignment)系である。各レチクルアライメント検出系119は、露光光ELと同一の波長の照明光をレチクルアライメントマーク111RAに照射する落射照明系と、レチクルアライメントマーク111RAを撮像するための検出系とを備えている。検出系による撮像結果は、主制御装置16に出力される。
A pair of reticle
各レチクルアライメント検出系119は露光光ELの光路上に挿脱自在なミラーを備えている。当該ミラーは、露光光ELの光路上に挿入されると、落射照明系から射出された照明光をレチクル111に導くと共に、レチクル111から投影光学系13、ウェハステージ14(例えば、基準板144)、投影光学系13及びレチクル111という経路を経た検出光を検出系に導く。尚、このミラーは、露光用パターンの像をウェハ141に転写するために露光光ELの照射が開始される前に、露光光ELの光路外に退避される。
Each reticle
(1−2)スペックル計測装置15の構成
続いて、上述した図2(a)及び図2(b)と共に図3(a)から図3(c)を参照しながら、スペックル計測装置15の構成の一例について説明する。図3(a)は、スペックル計測装置15の構成の一例を示すブロック図である。図3(b)は、スペックル計測装置15が備える光学部材152を示す断面図である。図3(c)は、スペックル計測装置15が備える光学部材152を示す上面図である。
(1-2) Configuration of
図2(a)に示すように、5つのスペックル計測装置15は、X軸方向に沿って互いに離間するように配置されている。X軸方向に沿った両端に位置するスペックル計測装置15L2及び15R2の夫々は、Y軸方向に沿って並ぶ一対のレチクルアライメントマーク111RAと、Z軸方向に沿って重なることが可能な位置に配置されている。図2(b)に示すように、5つのスペックル計測装置15は、Y軸方向に沿って光軸AXから所定量シフトした位置に配置されている。5つのスペックル計測装置15は、レチクルステージ定盤113の開口113a内には配置されていない。5つのスペックル計測装置15は、露光光ELの光路外に配置されている。
As shown in FIG. 2A, the five
スペックル計測装置15は、計測ターゲットに対して計測光LB2を照射すると共に、計測光LB2の照射によって発生するスペックルを取得する。計測ターゲットは、レチクル111の少なくとも一部を含んでいてもよい。計測ターゲットは、レチクル111のパターン面の少なくとも一部を含んでいてもよい。計測ターゲットは、レチクル111のパターン面以外の任意の面(例えば、パターン面とは反対側の面や側面)の少なくとも一部を含んでいてもよい。計測ターゲットは、パターン領域111PAの少なくとも一部を含んでいてもよい。計測ターゲットは、レチクルフィデュシャル板115の少なくとも一部を含んでいてもよい。
The
スペックルは、計測ターゲットで散乱又は反射した計測光LB2が互いに干渉して生成される明暗パターンである。尚、計測光LB2の照射位置に応じて、明暗パターンは変わり得る。例えば、明暗パターンは、斑点状の明暗パターンになる場合もあるし、格子状の又は線状の明暗パターンになる場合もある。いずれにせよ、計測ターゲットで散乱又は反射した計測光LB2が互いに干渉して生成される明暗パターンである限りは、当該明暗パターンはスペックルと言える。 The speckle is a light / dark pattern generated by the measurement light LB2 scattered or reflected by the measurement target interfering with each other. Note that the light / dark pattern may change depending on the irradiation position of the measurement light LB2. For example, the light / dark pattern may be a spot-like light / dark pattern, or may be a grid-like or linear light / dark pattern. In any case, as long as the measurement light LB2 scattered or reflected by the measurement target is a light / dark pattern generated by interference with each other, the light / dark pattern can be said to be speckle.
スペックル計測装置15は、投影光学系13の光軸AXに対してY軸方向にシフトした領域に向けて計測光LB2を照射する。スペックル計測装置15は、計測ターゲットのうち露光光ELの光路外に向けて計測光LB2を照射する。以降、計測光LB2が照射される領域を、“計測対象領域”と称する。
The
図3(a)に示すように、スペックル計測装置15は、光源151と、光学部材152と、集光レンズ153と、投影レンズ154と、ピンホール板155と、受光素子156とを備えている。光源151、光学部材152、集光レンズ153、集光レンズ154、ピンホール板155及び受光素子156は、筐体158内に収容されている。
As shown in FIG. 3A, the
光源151は、光学部材152に向けて基準光LB1を出射する。光源151は、光学部材152の光学粗面152aに向けて基準光LB1を出射する。基準光LB1は、コヒーレントな光である。基準光LB1の一例として、レーザ光があげられる。
The
光学部材152は、平面視円盤状の部材である(図3(c)参照)。光学部材152は、光源151から出射された基準光LB1から複数の計測光LB2を生成する部材である。複数の計測光LB2は、集光レンズ153及び筐体158に形成された不図示の開口を介して、計測ターゲットに照射される。
The
光学部材152は、計測ターゲット(或いは、計測ターゲットの少なくとも一部を含む)に対する入射角度が互いに異なる複数の計測光LB2を生成する部材である。光学部材152は、光学部材152からの出射角度が互いに異なる複数の計測光LB2を生成する部材である。光学部材152は、基準光LB1をスペックル化する部材である。光学部材152は、スペックル化された複数の計測光LB2を生成する部材である。例えば、図3(a)に示す例では、光学部材152は、計測ターゲットに対する入射角度が第1角度となる計測光LB2(1)と、計測ターゲットに対する入射角度が第2角度となる計測光LB2(2)と、計測ターゲットに対する入射角度が第3角度となる計測光LB2(3)と、計測ターゲットに対する入射角度が第4角度となる計測光LB2(4)とを生成する。但し、光学部材152は、計測ターゲットに対する入射角度が互いに異なる任意の数の計測光LB2を生成してもよい。
The
このような複数の計測光LB2を生成するために、光学部材152は、基準光LB1を反射する光学粗面152aを備えている。光学粗面152aは、基準光LB1を反射(例えば、拡散反射若しくは乱反射)することで複数の計測光LB2を生成する面である。光学粗面152aは、基準光LB1を複数の計測光LB2として反射する面である。
In order to generate such a plurality of measurement lights LB2, the
図3(b)に示すように、光学粗面152aには、高さが異なる又は段差を形成する凸部パターン152b及び凹部パターン152cが形成されている。凸部パターン152bは、凸部パターン152bの周囲と比較して、光学部材152の外部(図3(b)では、上側)に向かって突き出たパターンである。凹部パターン152cは、凹部パターン152cの周囲と比較して、光学部材152の内部(図3(b)では、下側)に向かって窪んだパターンである。尚、凸部パターン152bの周囲は、凸部パターン152bと比較して窪んでいることから、凹部パターン152cであるとも言える。同様に、凹部パターン152cの周囲は、凹部パターン152cと比較して突き出ていることから、凸部パターン152bであるとも言える。つまり、凸部パターン152b及び凹部パターン152cの区別は、相対的な区別であると言える。
As shown in FIG. 3B, the optical
凸部パターン152bの周囲を基準とする凸部パターン152bの大きさ(図3(b)に示す例では、実質的には高さ)h1は、当該凸部パターン152bが形成されている光学粗面152aに照射される基準光LB1をスペックル化することが可能な程度の大きさである。凸部パターン152bの周囲を基準とする凸部パターン152bの大きさh1は、基準光LB1の波長よりも大きい。
The size (substantially height in the example shown in FIG. 3B) h1 of the
凹部パターン152cの周囲を基準とする凹部パターン152cの大きさ(図3(b)に示す例では、Z軸方向の大きさであり、実質的には高さ)h2は、当該凹部パターン152cが形成されている光学粗面152aに照射される基準光LB1をスペックル化することが可能な程度の大きさである。凹部パターン152cの周囲を基準とする凹部パターン152cの大きさh2は、基準光LB1の波長よりも大きい。
The size of the
光学粗面152aの基準光LB1に対する反射率は、所定量(例えば、50%、60%、70%、80%、90%、100%)よりも大きい。光学粗面152aの反射率は、基準光LB1を所望量以上反射することが可能な程度の反射率である。反射率を所定量よりも大きくするために、光学粗面152aは、所定の金属又は合金(例えば、アルミニウム等)から構成される面であってもよい。光学粗面152aは、所定の金属又は合金で覆われた面であってもよい。
The reflectance of the optical
図3(c)に示すように、凸部パターン152bの平面視のパターン形状(図3(c)に示す例では、光学粗面152aに対向する方向から観察されるパターン形状)は、当該凸部パターン152bが形成されている光学粗面152aに照射される基準光LB1をスペックル化することが可能な形状である。凸部パターン152bの平面視のパターン形状は、周期的又は規則的ではない。凸部パターン152bの平面視のパターン形状は、非周期的、不規則的又はランダムである。凸部パターン152bの平面視のパターン形状は、レチクル111のパターン領域111PAに形成される露光用パターンとは異なる。但し、レチクル111のパターン領域111PAに形成される露光用パターンが非周期的、不規則的又はランダムである場合には、凸部パターン152bの平面視のパターン形状の少なくとも一部は、露光用パターンと同一であってもよい。
As shown in FIG. 3C, the pattern shape in plan view of the
凹部パターン152cの平面視のパターン形状は、当該凹部パターン152cが形成されている光学粗面152aに照射される基準光LB1をスペックル化することが可能な形状である。凹部パターン152cの平面視のパターン形状は、周期的又は規則的ではない。凹部パターン152cの平面視のパターン形状は、非周期的、不規則的又はランダムである。凹部パターン152cの平面視のパターン形状は、レチクル111のパターン領域111PAに形成される露光用パターンとは異なる。但し、レチクル111のパターン領域111PAに形成される露光用パターンが非周期的、不規則的又はランダムである場合には、凹部パターン152cの平面視のパターン形状の少なくとも一部は、露光用パターンと同一であってもよい。
The pattern shape of the
集光レンズ153は、光学部材152が生成した複数の計測光LB2を計測ターゲットに導くレンズである。集光レンズ153は、光学部材152が生成した複数の計測光LB2を計測対象領域に導くレンズである。その結果、複数の計測光LB2は、入射角度が互いに異なる状態で計測ターゲット(或いは、計測ターゲットの少なくとも一部を含む計測対象領域)に照射される。
The
投影レンズ154は、計測ターゲットで反射又は散乱した計測光LB2が互いに干渉して生成される干渉光(つまり、上述した明暗パターンを呈する干渉光)LB3を、ピンホール板155のピンホール155aを含む領域に投影するレンズである。
The
ピンホール板155は、ピンホール155aを備えた板状の部材である。ピンホール155aの中心は、集光レンズ154の光軸(言い換えれば、集光レンズ154、ピンホール板155及び受光素子156からなるスペックル受光光学系の光軸)AX2と一致している。ピンホール155aを通過した干渉光LB3は、受光素子156に到達する。
The
受光素子156は、ピンホール155aを通過してきた干渉光LB3を検出する。その結果、受光素子156は、干渉光LB3が呈する明暗パターン(つまり、スペックル)を検出する。受光素子156は、CCD(Charge Coupled Device)を含んでいてもよいし、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサを含んでいてもよい。
The
受光素子156の検出結果は、主制御装置16に出力される。その結果、主制御装置16は、計測ターゲットで散乱又は反射した計測光LB2が互いに干渉して生成される明暗パターン(つまり、スペックル)の特性を示すスペックル情報を取得する。主制御装置16は、スペックル情報を解析することで、計測ターゲットの経時的な変動量を計測する。例えば、計測ターゲットがレチクル111に形成されるパターン領域111PAの少なくとも一部を含む場合には、主制御装置16は、パターン領域111PAの経時的な変動量を計測することができる。尚、受光素子156の検出結果に基づくスペックル情報の取得手法等については、例えば米国特許出願公開第2004/0218181号明細書に開示されている。
The detection result of the
集光レンズ154、ピンホール板155及び受光素子156からなるスペックル受光光学系の光軸AX2は、光源151、光学素子152及び集光レンズ153からなるスペックル照射光学系の光軸AX1と一致しない。スペックル受光光学系の光軸AX2は、スペックル照射光学系の光軸AX1とは異なる。スペックル受光光学系の光軸AX2は、スペックル照射光学系の光軸AX1に交わる。
The optical axis AX2 of the speckle light receiving optical system including the condensing
スペックル受光光学系及びスペックル照射光学系は共に、レチクル111の下方(或いは、レチクル111のパターン面の下方)に位置している。つまり、スペックル受光光学系及びスペックル照射光学系は共に、レチクル111よりも−Z側に位置している。
Both the speckle light receiving optical system and the speckle irradiation optical system are located below the reticle 111 (or below the pattern surface of the reticle 111). That is, both the speckle light receiving optical system and the speckle irradiation optical system are located on the −Z side with respect to the
尚、集光レンズ154、ピンホール板155及び受光素子156からなるスペックル受光光学系は、テレセントリック光学系であると言える。このため、スペックル計測装置15は、計測ターゲットとスペックル計測装置15との間のギャップ(例えば、ステージ定盤113の上面とレチクル111のパターン面との間のギャップ)の変化に対して敏感ではない。言い換えれば、スペックル計測装置15の検出結果に対して、計測ターゲットとスペックル計測装置15との間のギャップの変化に起因したノイズが重畳されにくい。加えて、スペックル受光光学系がピンホール板155を備えているがゆえに、スペックルの検出サイズは、ピンホール155aのサイズに依存するものの、集光レンズ154のパラメータに依存することは殆どない。
The speckle light receiving optical system including the
5つのスペックル計測装置15は、互いに異なる計測対象領域に対して計測光LB2を照射するように、X軸方向に沿って互いに離間するように配置されている。従って、計測ターゲットには、5つのスペックル計測装置15が計測光LB2を夫々照射する5つの計測対象領域が位置することになる。5つの計測対象領域もまた、X軸方向に沿って互いに離間する。
The five
尚、図3では、説明の便宜上、XYZ直交座標系を用いて、スペックル計測装置15の構成を説明している。しかしながら、図3は、スペックル計測装置15を構成する光源151、光学部材152、集光レンズ153、投影レンズ154、ピンホール板155及び受光素子156の配置態様を図3に示す配置態様に限定する意図はない。従って、光源151、光学部材152、集光レンズ153、投影レンズ154、ピンホール板155及び受光素子156の少なくとも一つは、図3に示す配置態様とは異なる配置態様で配置されていてもよい。
In FIG. 3, for convenience of explanation, the configuration of the
(1−3)スペックル計測装置15を用いた計測動作
続いて、図4から図8を参照しながら、スペックル計測装置15を用いたパターン領域111PAの経時的な変動量の計測動作について説明する。
(1-3) Measurement Operation Using
まず、あるレチクル111が初めて使用されるタイミングで、主制御装置16は、第1スペックル取得動作(初期スペックル取得動作)を行う。レチクル111が初めて使用されるタイミングは、例えば、レチクル111が初めてレチクルステージ11に保持されるタイミングを含む。
First, at the timing when a
主制御装置16は、レチクル111に対して露光光ELが照射されていない期間の少なくとも一部に第1スペックル取得動作を行う。主制御装置16は、レチクルステージ11にレチクル111が保持された後であって且つ露光光ELが初めて照射される前の期間の少なくとも一部に第1スペックル取得動作を行う。主制御装置16は、レチクル111が露光光ELによって加熱されていない期間の少なくとも一部に第1スペックル取得動作を行う。主制御装置16は、露光光ELの照射に起因してレチクル111が熱変形していない(或いは、実質的に熱変形していないとみなすことができる程度のごく微量しか熱変形していない)期間の少なくとも一部に第1スペックル取得動作を行う。
第1スペックル取得動作では、主制御装置16の制御の下で、各スペックル計測装置15は、計測対象領域に対して計測光LB2を照射する。パターン領域111PAの経時的な変動量が計測される場合には、計測対象領域は、レチクルステージ11の移動に伴ってパターン領域111PAの少なくとも一部及び露光用パターンの少なくとも一部が形成されている領域のうちの少なくとも一方を含むことが可能な領域となる。計測光LB2の照射の結果、各スペックル計測装置15は、計測対象領域で散乱又は反射した計測光LB2が互いに干渉して生成される干渉光LB3を検出する。その結果、主制御装置16は、計測対象領域のスペックル情報を取得することができる。このスペックル情報は、第1状態(初期状態)のスペックル情報として、メモリ17内に格納される。
In the first speckle acquisition operation, each
例えば、図4(a)に示すように、Y軸方向(スキャン方向又は走査方向)に沿ってレチクルステージ11が移動しながら第1スペックル取得動作が行われるとする。この場合、スペックル計測装置15R2の計測対象領域SAR2は、レチクルステージ11の移動に伴って、パターン領域111PA及びレチクルフィデュシャル板115の夫々の少なくとも一部を含む所定領域AR2内を移動する。従って、スペックル計測装置15R2は、光源151が基準光LB1を出射した時点で計測対象領域SAR2と一致している所定領域AR2の一部の領域部分からの干渉光LB3を取得する。スペックル計測装置15R1の計測対象領域SAR1は、レチクルステージ11の移動に伴って、パターン領域111PA及びレチクルフィデュシャル板115の夫々の少なくとも一部を含む所定領域AR1内を移動する。従って、スペックル計測装置15R1は、光源151が基準光LB1を出射した時点で計測対象領域SAR1と一致している所定領域AR1の一部の領域部分からの干渉光LB3を取得する。スペックル計測装置15Cの計測対象領域SACは、レチクルステージ11の移動に伴って、パターン領域111PA及びレチクルフィデュシャル板115の夫々の少なくとも一部を含む所定領域AC内を移動する。従って、スペックル計測装置15Cは、光源151が基準光LB1を出射した時点で計測対象領域SACと一致している所定領域ACの一部の領域部分からの干渉光LB3を取得する。スペックル計測装置15L1の計測対象領域SAL1は、レチクルステージ11の移動に伴って、パターン領域111PA及びレチクルフィデュシャル板115の夫々の少なくとも一部を含む所定領域AL1内を移動する。従って、スペックル計測装置15L1は、光源151が基準光LB1を出射した時点で計測対象領域SAL1と一致している所定領域AL1の一部の領域部分からの干渉光LB3を取得する。スペックル計測装置15L2の計測対象領域SAL2は、レチクルステージ11の移動に伴って、パターン領域111PA及びレチクルフィデュシャル板115の夫々の少なくとも一部を含む所定領域AL2内を移動する。従って、スペックル計測装置15L2は、光源151が基準光LB1を出射した時点で計測対象領域SAL2と一致している所定領域AL2の一部の領域部分からの干渉光LB3を取得する。尚、図4(a)から分かるように、計測対象領域SAR2、計測対象領域SAR1、計測対象領域SAC、計測対象領域SAL1及び計測対象領域SAL2は、X軸方向に沿って互いに離間している。
For example, as shown in FIG. 4A, it is assumed that the first speckle acquisition operation is performed while the
その結果、主制御装置16は、5つの計測対象領域のスペックル情報を取得する。スペックル情報は、例えば、図4(c)に示すように、レチクルステージ111のY座標(言い換えれば、Y軸方向の位置)に対応付けられている情報である。図4(c)では、説明の便宜上、スペックル情報がスカラー量として示されているが、スペックル情報は、多次元の情報である。各計測対象領域がパターン領域111PA及びレチクルフィデュシャル板115の夫々の少なくとも一部を含む領域内を移動するがゆえに、図4(b)に示すように、スペックル情報は、レチクルフィデュシャル板115のスペックル情報Sf0と、パターン領域111PAのスペックル情報Sp0とを含んでいる。
As a result, the
ここで、図4(b)に示すように、主制御装置16は、受光素子156の受光面156aのうちの少なくとも一部である検出領域156bでの検出結果に基づいて、スペックル情報を取得する。例えば、受光面156a全体の視野が200μm四方の大きさとなる場合において、主制御装置16は、10μm四方の大きさの検出領域156bでの検出結果に基づいて、スペックル情報を取得してもよい。
Here, as shown in FIG. 4B, the
このとき、主制御装置16は、取得したスペックル情報に応じて、検出領域156bの位置及び大きさの少なくとも一方を調整してもよい。例えば、主制御装置16は、取得したスペックル情報がパターン領域111PAの経時的な変動量を計測することが困難なスペックル情報である場合には、受光面156a内での検出領域156bの位置を変更してもよい。例えば、主制御装置16は、取得したスペックル情報がパターン領域111PAの経時的な変動量を計測することが困難なスペックル情報である場合には、受光面156aに沿って検出領域156bを移動(シフト)してもよい。例えば、主制御装置16は、取得したスペックル情報がパターン領域111PAの経時的な変動量を計測することが困難なスペックル情報である場合には、検出領域156bの大きさを変更してもよい。例えば、主制御装置16は、取得したスペックル情報がパターン領域111PAの経時的な変動量を計測することが困難なスペックル情報である場合には、検出領域156bの大きさを大きく又は小さくしてもよい。尚、パターン領域111PAの経時的な変動量を計測することが困難なスペックル情報として、例えば、周期的な又は規則的なパターンを呈するスペックル情報(いわゆる、規則的な回折光としての性質が相対的強い干渉光LB3を受光素子156が受光した場合に取得されるスペックル情報)が例示される。
At this time,
照射面156a上には、異なる複数の検出領域156bが設定されていてもよい。照射面156a上には、少なくとも一部が重複する複数の検出領域156bが設定されていてもよい。この場合、主制御装置16は、複数の検出領域156bでの検出結果に基づいて、スペックル情報を取得してもよい。但し、照射面156a上には、単一の検出領域156bが設定されていてもよい。
A plurality of
各スペックル計測装置15は、計測光LB2の照射と、計測対象領域で散乱又は反射した計測光LB2が互いに干渉して生成される干渉光LB3の検出とを並行して行う。この意味において、計測光LB2が照射される期間と干渉光LB3を検出する期間(つまり、スペックル情報を取得する期間)とは少なくともその一部が重複していると言える。但し、厳密に言えば、各スペックル計測装置15は、ある計測対象領域に計測光LB2を照射した後に、当該計測対象領域からの干渉光LB3を検出している。しかしながら、ある計測対象領域に計測光LB2を照射してから当該計測対象領域からの干渉光LB3を検出するまでの時間は、極めて短い。このため、各スペックル計測装置15は、計測光LB2の照射と実質的には同時に、計測対象領域で散乱又は反射した計測光LB2が互いに干渉して生成される干渉光LB3を検出しているとも言える。この意味においても、計測光LB2が照射される期間と干渉光LB3を検出する期間(つまり、スペックル情報を取得する期間)とは少なくともその一部が重複していると言える。
Each
主制御装置16は、レチクルレーザ干渉計116によるレチクルステージ11の位置の計測結果を取得するタイミングと同期して、スペックル情報を取得する。その結果、スペックル情報は、レチクルレーザ干渉計116の計測結果と対応付けられた形式でメモリ17内に格納される。つまり、上述したように、スペックル情報は、レチクルステージ111のY座標(言い換えれば、Y軸方向の位置)に対応付けられた形式でメモリ17内に格納される。
第1スペックル取得動作で取得されるスペックル情報は、レチクル111に形成されている露光用パターンに固有のスペックル情報である。従って、第1スペックル取得動作で取得されるスペックル情報のみを用いてパターン領域111PAの経時的な変動量を計測することは困難である。第1スペックル取得動作で取得されるスペックル情報は、パターン領域111PAの経時的な変動量を計測する際の基準となるスペックル情報である。
The speckle information acquired by the first speckle acquisition operation is speckle information unique to the exposure pattern formed on the
計測対象領域のスペックル情報は、計測対象領域に固有の情報である。従って、レチクルステージ11が保持しているレチクル111が変わると、取得されるスペックル情報もまた変わる。このため、第1スペックル取得動作は、レチクル111毎に少なくとも1回行われる。従って、レチクルステージ11が新たなレチクル111を保持する都度、当該新たに保持されたレチクル111に対して、第1スペックル取得動作が行われる。
The speckle information of the measurement target area is information unique to the measurement target area. Therefore, when the
その後、各ロットの最初のウェハ141を露光する直前には、主制御装置16は、一対のレチクルアライメント検出系119並びに4つのレチクルアライメントマーク111RA及びウェハステージ14に固定されている基準板144に形成されている第2基準マークを用いて、レチクルアライメント動作を行う。
Thereafter, immediately before the
更に、主制御装置16がレチクルアライメント動作を行う期間の少なくとも一部において、主制御部16は更に、上述した第1スペックル取得動作と同一である第2スペックル取得動作を行うことで計測対象領域のスペックル情報を取得する。つまり、主制御装置16は、レチクルアライメント動作と並行して、第2スペックル取得動作を行う。言い換えれば、主制御装置16は、主制御装置16が第2スペックル取得動作を行う期間の少なくとも一部において、レチクルアライメント動作を行う。つまり、主制御装置16は、第2スペックル取得動作と並行して、レチクルアライメント動作を行う。その結果取得されるスペックル情報は、第2状態のスペックル情報として、メモリ17内に格納される。
Further, in at least a part of the period during which the
例えば、図5に示すように、レチクルアライメント動作は、一対のレチクルアライメント検出系119と、X軸方向に沿って並ぶ2つのレチクルアライメントマーク111RA及び第2基準マークが光軸AXに沿って並ぶ状態で行われる。この場合であっても、図5に示すように、各スペックル計測装置15は、レチクルステージ11の移動に伴ってパターン領域111PA及びレチクルフィデュシャル板115の夫々の少なくとも一部を含む領域内を移動する計測対象領域に対して計測光LB2を照射することができる。従って、主制御装置16は、レチクルアライメント動作を行うと同時に、計測対象領域のスペックル情報を取得することができる。
For example, as shown in FIG. 5, in the reticle alignment operation, a pair of reticle
主制御装置16は、第1スペックル取得動作で基準光LB1を出射したタイミングと同じタイミングで基準光LB1を出射するように、光源151を制御する。主制御装置16は、第1スペックル取得動作でスペックル情報を取得したタイミングと同じタイミングでスペックル情報を取得するように、各スペックル計測装置15を制御する。主制御装置16は、第1スペックル取得動作及び第2スペックル取得動作の双方において、計測ターゲットの同一の領域に基準光LB1が照射され且つ同一の領域からのスペックル情報を取得するように、各スペックル計測装置15を制御する。
The
その後、主制御装置16は、第2スペックル取得動作で取得した第2状態のスペックル情報と、第1スペックル取得動作で予め取得しておいた第1状態のスペックル情報とを比較する。主制御装置16は、第1状態のスペックル情報と第2状態のスペックル情報との比較結果に基づいて、第1スペックル取得動作が行われていた時点でのパターン領域111PA(以降、“初期状態のパターン領域111PA”と称する)を基準とするパターン領域PAの変動量を計測する。
Thereafter,
一例として、あるスペックル計測装置15の検出結果に基づいて主制御装置16が取得したスペックル情報を用いて説明を進める。図6(a)は、第1スペックル取得動作によって取得された第1状態のスペックル情報を示す。図6(b)は、第2スペックル取得動作によって取得された第2状態のスペックル情報を示す。主制御装置16は、第1状態のスペックル情報と第2状態のスペックル情報との差分に基づいて、初期状態の計測対象領域を基準とする当該計測対象領域のX軸方向及びY軸方向の夫々の変動量を計測する(言い換えれば、算出する)。例えば、図6(c)は、初期状態の計測対象領域を基準(つまり、ゼロ)とする当該計測対象領域のX軸方向の変動量ΔXを、計測対象領域のY座標と関連付けて示している。図6(d)は、初期状態の計測対象領域を基準(つまり、ゼロ)とする当該計測対象領域のY軸方向の変動量ΔYを、計測対象領域のY座標と関連付けて示している。
As an example, the description proceeds using speckle information acquired by the
主制御装置16は、5つのスペックル計測装置15の検出結果に基づいて、5つの計測対象領域の変動量ΔX及びΔYを計測することができる。その結果、主制御装置16は、5つの計測対象領域の変動量ΔX及びΔYに基づいて、パターン領域111PAがどのように変動しているかを認識することができる。主制御装置16は、5つの計測対象領域の変動量ΔX及びΔYに基づいて、パターン領域111PAの二次元的な歪みを計測することができる。
The
一方で、各スペックル計測装置15の取り付け位置又は取り付け状態は、長時間の使用に伴って変動する可能性がある。各スペックル計測装置15の取り付け位置又は取り付け状態が変動すると、各スペックル計測装置15の出力にドリフトが生ずる。このようなドリフトは、上述した変動量ΔX及びΔYの計測誤差を引き起こしかねない。そこで、各スペックル計測装置15の出力のドリフトに起因した変動量ΔX及びΔYの計測誤差を除去するために、主制御装置16は、レチクルフィデュシャル板115のスペックル情報を利用する。具体的には、レチクルフィデュシャル板115は、露光光ELが照射されないがゆえに、レチクル111とは異なり、露光用パターンの露光が開始されてから長時間が経過した後であっても、熱変形することはない。このため、レチクルフィデュシャル板115の第2状態のスペックル情報は、レチクルフィデュシャル板115の第1状態のスペックル情報と同一になるはずである。このため、レチクルフィデュシャル板115の各領域部分の変動量ΔX及びΔY(図6(c)及び図6(d)参照)は、各スペックル計測装置15の出力のドリフトによる変動量であると推測される。このため、主制御装置16は、パターン領域111PAの各領域部分の変動量ΔX及びΔYから夫々レチクルフィデュシャル板115の各領域部分の変動量ΔX及びΔYを差し引くことで、各スペックル計測装置15の出力のドリフトに起因した変動量ΔX及びΔYの計測誤差を除去することができる。
On the other hand, the attachment position or attachment state of each
例えば、図7に点線で示すような変動量ΔYが計測された場合には、図7の相対的に左側に点線で示すレチクルフィデュシャル板115の変動量ΔYがゼロになるように、図7の相対的に右側に点線で示すパターン領域111PAの変動量ΔYをY軸方向に沿ってシフトさせる。その結果、図7の相対的に右側に実線で示す、各スペックル計測装置15の出力のドリフトに起因した計測誤差が除去されたパターン領域111PAの変動量ΔYが取得される。尚、変動量ΔXについても同様である。
For example, when the fluctuation amount ΔY as shown by the dotted line in FIG. 7 is measured, the fluctuation amount ΔY of the reticle
主制御装置16は、5つのスペックル計測装置15の検出結果に基づいて計測される5つの計測対象領域の変動量ΔX及びΔY(図8(a)及び図8(b)参照)から、各スペックル計測装置15の出力のドリフトに起因した計測誤差を除去する。その後、主制御措置16は、ドリフトに起因した計測誤差が除去された変動量ΔX及びΔY、並びに、4つのレチクルアライメントマーク111RAを基準とするパターン領域111PAの各領域部分の位置に基づいて、パターン領域111PAの2次元的な歪みの形状を計測する(言い換えれば、算出する)ことができる。特に、上述したように、スペックル計測装置15L2及び15R2の夫々がZ軸方向に沿って一対のレチクルアライメントマーク111RAと重なることが可能な位置に配置されている。このため、主制御装置16は、スペックル計測装置15R2及び15L2の夫々の検出結果に基づいてレチクルアライメントマーク111RAのスペックル情報を取得することができる。つまり、主制御装置16は、レチクルアライメントマーク111RAの位置の変動量をも計測することができる。従って、主制御装置16は、4つのレチクルアライメントマーク111RAの位置を基準としたパターン領域111PAの2次元的な歪み(例えば、パターン領域111PAの各領域部分のXY平面内での変動量)を計測することができる。
The
尚、レチクルアライメントマーク111RAを用いたレチクルアライメント動作が行われた後には、レチクル111の位置は、レチクルステージ11の位置を計測するレチクルレーザ干渉計116によって計測される。更には、各スペックル計測装置15の設置位置(ひいては、計測対象領域であり、計測光LB2が照射される領域)は既知である。従って、主制御装置16は、レチクルレーザ干渉計116が計測したレチクルステージ11の位置(特に、Y軸方向の位置)に基づいて、レチクル111の位置(特に、Y軸方向の位置)及び当該レチクル111上での計測対象領域を認識することができる。このため、主制御装置16は、取得したスペックル情報のうちのどの情報部分がレチクルアライメントマーク111RAに相当するスペックル情報であるかを認識することができる。
Note that after the reticle alignment operation using the reticle alignment mark 111RA is performed, the position of the
その後、ウェハ141を露光するためにウェハ141がウェハステージ14によって保持される。ウェハ141がウェハステージ14によって新たに保持されると、主制御装置16は、ウェハアライメント検出系149を用いて、ウェハ141上に形成されている複数のウェハアライメントマークを検出するウェハアライメント動作(例えば、EGA:Enhanced Global Alignment)を行う。尚、ウェハアライメント動作は、例えば米国特許第4,780,617号等に開示されている。
Thereafter, the
その後、主制御装置16の制御下で、ウェハ141上の複数のショット領域に対してレチクル111に形成された露光用パターンの縮小像を転写する露光動作が行われる。この露光動作が行われる際には、主制御装置16は、各ショット領域と露光用パターンとが光学的に重なり合うように、スペックル情報に基づいて計測されたパターン領域111PAの2次元的な歪みに基づいて、レチクルステージ駆動系112、ウェハステージ駆動系142及び結像特性補正コントローラ131の少なくとも一つを制御する。その結果、主制御装置16は、各ショット領域と露光用パターンとを高精度に重ね合わせることができる。
Thereafter, under the control of the
あるウェハ141に対する露光が終了した場合には、露光が終了したウェハ141がウェハステージ141からリリースされると共に、新たなウェハ141がウェハステージ14によって保持される。以降は、上述したウェハ141がウェハステージ14によって新たに保持された後の動作が繰り返される。あるロットの全てのウェハ141に対する露光が終了した場合には、各ロットの最初のウェハ141を露光する直前に行われる動作(上述したレチクルアライメント動作及び第2スペックル取得動作に伴うパターン領域111PAの2次元的な歪みの形状の計測)が行われる。
When the exposure for a
以上説明したように、第1実施形態の露光装置1によれば、主制御装置16は、レチクルアライメント動作が行われる都度、パターン領域111PAの2次元的な歪みを計測することができる。このため、主制御装置16は、露光光ELの照射によってレチクル111が熱変形した場合であっても、当該熱変形に起因したパターン領域111PAの2次元的な歪みを計測することができる。例えば、主制御装置16は、レチクル111の熱変形に起因したパターン領域111PAの光軸AXに交わる方向に沿った変動量ΔX及びΔYを計測することができる。
As described above, according to the
第1実施形態では特に、主制御装置16は、スペックル情報に基づいてパターン領域111PAの変動量ΔX及びΔYを計測する。このため、主制御装置16は、FIA(Field Image Alignment)系と同様の画像処理方式の結像センサによる画像の検出結果に基づいてパターン領域111PAの変動量ΔX及びΔYを計測する場合と比較して、パターン領域111PAの変動量ΔX及びΔYを高精度に計測することができる。従って、主制御装置16は、パターン領域111PAの2次元的な歪みが非線形な歪みである場合であっても、当該歪み(つまり、当該歪みを実質的に示す変動量ΔX及びΔY)を計測することができる。
Particularly in the first embodiment, the
更に、第1実施形態では、各スペックル計測装置15は、各計測対象領域に対して、各計測対象領域に対する入射角度が互いに異なる複数の計測光LB2を照射する。このため、各計測対象領域に対して単一の計測光LB2が照射される場合と比較して、主制御装置16は、スペックル情報を好適に取得することができ且つ変動量ΔX及びΔYを好適に計測することができる。
Furthermore, in the first embodiment, each
複数の計測光LB2を照射する技術的効果は、計測対象領域に形成されている露光用パターンの形状が規則的(或いは、周期的)である場合に特に顕著になる。規則的な露光用パターンの一例として、例えば、夫々が一の方向(例えば、X軸方向)に延びる複数の線状のパターンが他の方向(例えば、Y軸方向)に沿って配列している露光用パターンが例示される。このような規則的な露光用パターンが形成されている計測対象領域に対して単一の計測光LB2が照射される場合には、当該計測対象領域で散乱又は反射した計測光LB2が互いに干渉して生成される干渉光LB3は、実質的には、規則的な回折光と同視し得る可能性が高い。従って、例えばパターン領域111PAの形状が変化している場合であっても、得られる干渉光LB3に実質的な変化が見られない可能性がある。その結果、パターン領域111PAの形状が変化している場合であっても、変動量ΔX及びΔYが計測されない(例えば、ゼロであると計測される)可能性がある。しかるに、第1実施形態では、複数の計測光LB2が照射されるがゆえに、規則的な露光用パターンが形成されている計測対象領域で散乱又は反射した複数の計測光LB2が互いに干渉して生成される干渉光LB3は、スペックルを呈する干渉光となる可能性が高くなる。従って、規則的な露光用パターンが形成されている領域が計測対象領域に設定されている場合であっても、主制御装置16は、スペックル情報を好適に取得することができ且つ変動量ΔX及びΔYを好適に計測することができる。
The technical effect of irradiating the plurality of measurement lights LB2 is particularly remarkable when the shape of the exposure pattern formed in the measurement target region is regular (or periodic). As an example of the regular exposure pattern, for example, a plurality of linear patterns each extending in one direction (for example, the X-axis direction) are arranged along the other direction (for example, the Y-axis direction). An exposure pattern is exemplified. When the single measurement light LB2 is irradiated to the measurement target region where such a regular exposure pattern is formed, the measurement light LB2 scattered or reflected in the measurement target region interferes with each other. The interference light LB3 generated in this way is highly likely to be regarded as being regularly diffracted light. Therefore, for example, even when the shape of the pattern region 111PA is changed, there is a possibility that no substantial change is observed in the obtained interference light LB3. As a result, even when the shape of the pattern region 111PA is changing, the fluctuation amounts ΔX and ΔY may not be measured (for example, measured as zero). However, in the first embodiment, since the plurality of measurement lights LB2 are irradiated, the plurality of measurement lights LB2 scattered or reflected in the measurement target region where the regular exposure pattern is formed are generated by interference with each other. The interference light LB3 is highly likely to be speckled interference light. Therefore, even when the region where the regular exposure pattern is formed is set as the measurement target region, the
更に、第1実施形態では、スペックル受光光学系の光軸AX2は、スペックル照射光学系の光軸AX1とは異なる。従って、受光素子156が受光する干渉光LB3には、0次光が含まれなくなる。或いは、スペックル受光光学系の光軸AX2とスペックル照射光学系の光軸AX1とが一致する場合と比較して、受光素子156が受光する干渉光LB3には、計測光LB2そのものとしての性質を相対的に強く呈する(言い換えれば、スペックルとしての性質を相対的に強く呈しにくい)0次光が含まれにくくなる。このため、主制御装置16は、スペックル情報を好適に取得することができ且つ変動量ΔX及びΔYを好適に計測することができる。
Furthermore, in the first embodiment, the optical axis AX2 of the speckle light receiving optical system is different from the optical axis AX1 of the speckle irradiation optical system. Accordingly, the interference light LB3 received by the
更に、主制御装置16は、上述の如く計測したパターン領域111PAの2次元的な歪み(例えば、変動量ΔX及びΔY)に基づいて、レチクルステージ駆動系112、ウェハステージ駆動系142及び結像特性補正コントローラ131の少なくとも一つを制御する。このため、主制御装置16は、パターン領域111PAに2次元的な歪みが生じている場合であっても、当該歪みの影響を殆ど又は全く受けることなく、ウェハ141上の各ショット領域とレチクル111上の露光用パターンとを高精度に重ね合わせることができる。
Further,
尚、図1から図8を用いて説明したスペックル計測装置15の構成及び当該スペックル計測装置15を用いた計測動作(特に、パターン領域111PAの経時的な変動量の計測動作)は一例である。従って、スペックル計測装置15の構成及び当該スペックル計測装置15を用いた計測動作の少なくとも一部が適宜改変されてもよい。以下、スペックル計測装置15の構成及び当該スペックル計測装置15を用いた計測動作の少なくとも一部の改変の例について説明する。
The configuration of the
露光装置1は、4つ以下又は6つ以上のスペックル計測装置15を備えていてもよい。この場合、計測ターゲットには、4つ以下又は6つ以上のスペックル計測装置15が計測光LB2を夫々照射する4つ以下又は6つ以上の計測対象領域が位置していてもよい。少なくとも一つのスペックル計測装置15は、レチクルステージ定盤113上に配置されていてもよい。少なくとも一つのスペックル計測装置15は、レチクルステージ定盤113とは異なる構造体内又は構造体上に配置されていてもよい。
The
複数のスペックル計測装置15の全てがX軸方向に沿って並んでいなくてもよい。複数のスペックル計測装置15のうちの少なくとも一部のY軸方向の位置は、複数のスペックル計測装置15のうちの少なくとも他の一部のY軸方向の位置と異なっていてもよい。複数のスペックル計測装置15は、Y軸方向に交わる方向に沿って並んでいてもよい。X軸方向に沿った両端に位置するスペックル計測装置15L2及び15R2の少なくとも一方は、Y軸方向に沿って並ぶ一対のレチクルアライメントマーク111RAと、Z軸方向に沿って重ならない位置に配置されていてもよい。尚、パターン領域111PAの変動量ΔX及びΔYを計測するためには、複数のスペックル計測装置15は、レチクルステージ11の移動に合わせて、パターン領域111PA及びレチクルフィデュシャル板115の夫々の少なくとも一部を含む領域内を移動可能な計測対象領域に対して計測光LB2を照射可能な位置に配置されている。
All of the plurality of
少なくとも一つのスペックル計測装置15は、露光光ELの光路内に向けて計測光LB2を照射してもよい。少なくとも一つのスペックル計測装置15の計測対象領域は、露光光ELの光路内に位置していてもよい。少なくとも一つのスペックル計測装置15の計測対象領域は、照明領域IRの少なくとも一部と重複していてもよい。
At least one
少なくとも一つのスペックル計測装置15の計測対象領域が露光光ELの光路内に位置する場合には、計測光LB2が露光用パターンに照射されるがゆえに、主制御装置16は、露光用パターンそのものの位置を直接的に計測していると言える。この場合、露光用パターンそのものの位置に基づいて各ショット領域と露光用パターンとを高精度に重ね合わせるようにレチクルステージ駆動系112を制御するという動作は、露光用パターンそのものの位置に基づいてレチクルステージ11の位置決めを行うという動作に相当する。その結果、主制御装置16は、相対的に簡便な処理を用いて、各ショット領域と露光用パターンとをより一層高精度に重ね合わせることができる。更に、この場合、格子部をターゲットとするヘッドを含むエンコーダシステムを用いてレチクルステージ11の位置を計測する場合とは異なり、格子部の変動等に起因するレチクルステージ11の座標系の変動が露光用パターンの位置の計測に影響を与えることが殆ど又は全くなくなる。この意味においても、主制御装置16は、各ショット領域と露光用パターンとをより一層高精度に重ね合わせることができる。但し、露光用パターンそのものの位置に基づいて各ショット領域と露光用パターンとを高精度に重ね合わせる場合であっても、各ショット領域と露光用パターンとがより一層高精度に重ね合わせるために、主制御装置16は、各スペックル計測装置15のドリフトに起因した計測誤差を除去してもよい。
When the measurement target region of at least one
少なくとも一つのスペックル計測装置15は、集光レンズ153、投影レンズ154及びピンホール板155の少なくとも一つを備えていなくてもよい。少なくとも一つのスペックル計測装置15が備える光源151、光学部材152、集光レンズ153、集光レンズ154、ピンホール板155及び受光素子156の少なくとも一部は、筐体158内に収容されていなくてもよい。少なくとも一つのスペックル計測装置15は、筐体158を備えていなくてもよい。
The at least one
光源151は、光学部材152に向けて基準光LB1を出射することに加えて又は代えて、計測ターゲットに向けて計測光LB2として用いられる基準光LB1を出射してもよい。光源151は、計測対象領域に含まれる露光用パターンに応じて、光学部材152及び計測ターゲットのいずれかに向けて基準光LB1を出射してもよい。例えば、計測対象領域に含まれる露光用パターンが規則的な又は周期的なパターン(特に、レチクルステージ11の移動方向に沿って並ぶ規則的な又は周期的なパターン)である場合には、光源151は、光学部材152に向けて基準光LB1を出射してもよい。例えば、計測対象領域に含まれる露光用パターンが規則的な又は周期的なパターンでない(例えば、不規則的な、非周期的な又はランダムなパターンである)場合には、光源151は、計測ターゲットに向けて計測光LB2として用いられる基準光LB1を出射してもよい。
The
光学部材152は、平面視において任意の形状(例えば、板状)の部材であってもよい。光学部材152が備える光学粗面152aは、基準光LB1を反射することに加えて又は代えて、基準光LB1を散乱してもよい。光学粗面152aは、基準光LB1を反射することに加えて又は代えて、基準光LB1を散乱することで、複数の計測光LB2を生成する面であってもよい。光学粗面152aは、基準光LB1を複数の計測光LB2として反射又は散乱する面であってもよい。この場合、光学粗面152aが基準光LB1を散乱することで複数の計測光LB2を生成する場合には、光学粗面152aの反射率は、光所定量よりも小さくてもよい。
The
光学粗面152aに形成されている凸部パターン152bの大きさh1は、基準光LB1の波長と同一であってもよい。凸部パターン152bの大きさh1は、基準光LB1の波長よりも小さくてもよい。光学粗面152aに形成されている凹部パターン152cの大きさh2は、基準光LB1の波長と同一であってもよい。凹部パターン152cの大きさh2は、基準光LB1の波長よりも小さくてもよい。
The size h1 of the
複数のスペックル計測装置15のうちの一のスペックル計測装置15の計測対象領域の少なくとも一部は、複数のスペックル計測装置15のうちの他のスペックル計測装置15の計測対象領域の少なくとも一部と重複していてもよい。例えば、スペックル計測装置15R1の計測対象領域SAR1の少なくとも一部は、スペックル計測装置15R2の計測対象領域SAR2の少なくとも一部と重複していてもよい。
At least a part of the measurement target region of one
主制御装置16は、光源15が出射する基準光LB1のビーム径を変更してもよい。主制御装置16は、取得したスペックル情報に応じて、光源15が出射する基準光LB1のビーム径を変更してもよい。例えば、主制御装置16は、取得したスペックル情報がパターン領域111PAの経時的な変動量を計測することが困難なスペックル情報である場合には、基準光LB1のビーム径を変更してもよい(例えば、大きく又は小さくしてもよい)。基準光LB1のビーム径が変更されると、基準光LB1が照射される領域である計測対象領域の大きさもまた変更される。例えば、基準光LB1のビーム径が大きくなると、基準光LB1が照射される領域である計測対象領域の大きさも大きくなる。その結果、主制御装置16は、パターン領域111PAの経時的な変動量を相対的に計測しやすいスペックル情報を取得しやすくなる。
The
少なくとも一つのスペックル計測装置15は、複数の計測光LB2を計測対象領域に対して照射しなくてもよい。少なくとも一つのスペックル計測装置15は、光学部材152及び集光レンズ153を備えていなくてもよい。この場合、少なくとも一つのスペックル計測装置15は、光源151が出射する基準光LB1を、計測光LB2として計測対象領域に対して照射してもよい。
The at least one
主制御装置16は、レチクルステージ11が移動していない期間の少なくとも一部に第1スペックル取得動作を行ってもよい。主制御装置16は、レチクルステージ11が停止している期間の少なくとも一部に第1スペックル取得動作を行ってもよい。この場合には、主制御装置16は、相互に異なる位置でレチクルステージ11が停止している複数のタイミングの夫々において、第1スペックル取得動作を行ってもよい。言い換えれば、主制御装置16は、レチクルステージ11の移動方向に沿って計測ターゲット上で断続的に分布する複数の領域の夫々に対して第1スペックル取得動作を行ってもよい。その結果、主制御装置16は、レチクルステージ11が移動している期間の少なくとも一部に第1スペックル取得動作を行う場合と同様に、レチクルステージ11のY座標に対応付けられているスペックル情報を取得することができる。更には、レチクルステージ11が移動している期間の少なくとも一部に第1スペックル取得動作が行われる場合と比較して、メモリ17に格納されるスペックル情報の情報量が削減される。つまり、レチクルステージ11の移動方向に沿って計測ターゲット上で連続的に分布する一連の領域に対して第1スペックル取得動作が行われる場合と比較して、メモリ17に格納されるスペックル情報の情報量が削減される。第2スペックル取得動作についても同様である。
主制御装置16は、レチクルアライメント動作が行われる期間とは異なる他の期間の少なくとも一部に第2スペックル取得動作を行ってもよい。その結果、主制御装置16は、レチクルアライメント動作を行う際に合わせて第2スペックル取得動作を行わなくてもよくなるがゆえに、場合によっては、露光装置1のスループットが向上する。
例えば、主制御装置16は、レチクル111に対して露光光ELが照射されていない期間の少なくとも一部に第2スペックル取得動作を行ってもよい。主制御装置16は、露光用パターンがウェハ141に転写されていない期間の少なくとも一部に第2スペックル取得動作を行ってもよい。主制御装置16は、ウェハステージ14が保持するウェハ141が交換されている期間の少なくとも一部に第2スペックル取得動作を行ってもよい。主制御装置16は、露光装置1の状態(例えば、露光光ELに対する透過率や露光光ELのパワー等)を計測する期間の少なくとも一部に第2スペックル取得動作を行ってもよい。主制御装置16は、ウェハステージ14に代えて露光装置1が備える不図示の計測ステージが投影光学系13の下方に位置する(言い換えれば、光軸AX上に位置する)期間の少なくとも一部に第2スペックル取得動作を行ってもよい。その結果、主制御装置16は、ウェハ141対する露光用パターンの転写に対して殆ど又は全く影響を与えることなく、スペックル情報を取得することができる。
For example, the
例えば、主制御装置16は、レチクル111に対して露光光ELが照射されている期間の少なくとも一部に第2スペックル取得動作を行ってもよい。主制御装置16は、露光用パターンがウェハ141に転写されている期間の少なくとも一部に第2スペックル取得動作を行ってもよい。つまり、主制御装置16は、露光用パターンの露光と並行して、パターン領域111PAの変動量ΔX及びΔYを計測してもよい。その結果、主制御装置16は、スペックル情報をより高頻度に取得することができ且つ変動量ΔX及びΔYをより高頻度に計測することができる。このため、主制御装置16は、ウェハ141上の各ショット領域とレチクル111上の露光用パターンとをより一層高精度に重ね合わせることができる。
For example, the
但し、レチクル111に対して露光光ELが照射されている期間の少なくとも一部に第2スペックル取得動作が行われる場合には、第2スペックル取得動作は、レチクルステージ11が等速移動している場合のみならず、レチクルステージ11が加減速している場合にも行われる可能性がある。レチクルステージ11の加減速は、レチクル111の一時的な変形を引き起こしかねない。従って、この場合には、主制御装置16は、第1状態のスペックル情報(例えば、初期状態のパターン領域111PA)を基準としてレチクルステージ11の加減速によるレチクル111の一時的な変形の影響を排除してもよい。
However, when the second speckle acquisition operation is performed during at least a part of the period in which the exposure light EL is applied to the
レチクル111に対して露光光ELが照射されている期間の少なくとも一部に第2スペックル取得動作を行う場合には、主制御装置16は、レチクルステージ11が等速移動している期間の少なくとも一部に第2スペックル取得動作を行う一方で、レチクルステージ11が加減速している期間に第2スペックル取得動作を行わなくてもよい。その結果、主制御装置16による特段の信号処理を必要とすることなく、レチクルステージ11の加減速によるレチクル111の一時的な変形の影響が好適に除去される。
When the second speckle acquisition operation is performed during at least a part of the period during which the exposure light EL is applied to the
尚、計測対象領域が露光光ELの光路内に位置する(つまり、照明領域IRの少なくとも一部と重複する)場合には、主制御装置16は、比較的容易に、レチクルステージ11が加減速している期間に第2スペックル取得動作を行うことなく、レチクルステージ11が等速移動している期間の少なくとも一部に第2スペックル取得動作を行うことができる。
When the measurement target region is located in the optical path of the exposure light EL (that is, overlaps at least a part of the illumination region IR), the
主制御装置16は、レチクルアライメント動作が行われる周期よりも短い周期で、第2スペックル取得動作を繰り返し行ってもよい。その結果、主制御装置16は、スペックル情報をより高頻度に取得することができ且つ変動量ΔX及びΔYをより高頻度に計測することができる。このため、主制御装置16は、ウェハ141上の各ショット領域とレチクル111上の露光用パターンとをより一層高精度に重ね合わせることができる。
主制御装置16は、スペックル情報に基づいて、パターン領域111PAの二次元的な歪み(つまり、変動量ΔX及びΔY)を計測することに加えて又は代えて、パターン領域111PAのZ軸方向の変動量ΔZを計測してもよい。この場合、例えば、スペックル計測装置15として、特開2006−184091号公報等に開示されている画像相関変位計(具体的には、三角測量の原理で測定対象面の高さ方向の位置を計測する変位計)が採用されてもよい。
Based on the speckle information,
上述した説明では、主制御装置16は、スペックル情報に基づいてパターン領域111PAの二次元的な歪みを計測している。しかしながら、本発明はスペックル情報に基づくものには限定されない。例えば主制御装置16は、スペックル情報に加えて又は代えて、計測ターゲットで散乱又は反射した計測光LB2(つまり、干渉光LB3)から得られる任意の情報に基づいて、パターン領域111PAの二次元的な歪みを計測してもよい。例えば、露光装置1は、少なくとも一つのスペックル計測装置15に加えて又は代えて、少なくとも一つの光検出装置を備えていてもよい。光計測装置は、計測ターゲットで反射した計測光LB2(つまり、干渉光LB3)を検出可能な装置である。主制御装置16は、スペックル計測装置15の検出結果に相当するスペックル情報を比較することに加えて又は代えて、光計測装置の検出結果を比較することで、パターン領域111PAの二次元的な歪み(つまり、変動量ΔX及びΔY)を計測してもよい。例えば、主制御装置16は、あるレチクル111が初めて使用されるタイミングでの光計測装置の検出結果に相当する第1状態の光検出情報と、レチクルアライメント動作が行われる期間の少なくとも一部での光計測装置の検出結果に相当する第2状態の光検出情報とを比較することで、パターン領域111PAの二次元的な歪みを計測してもよい。
In the above description,
但し、主制御装置16は、計測ターゲットで散乱又は反射した計測光LB2(つまり、干渉光LB3)から得られる任意の情報に基づくことなく、パターン領域111PAの二次元的な歪みを計測してもよい。つまり、主制御装置16は、計測光LB2が計測ターゲットに対して照射されていない場合であっても、何らかの手法を用いてパターン領域111PAの二次元的な歪みを計測してもよい。例えば、露光装置1は、少なくとも一つのスペックル計測装置15に加えて又は代えて、少なくとも一つのパターン計測装置を備えていてもよい。パターン計測装置は、レチクル111のパターン領域111PAに形成されている露光用パターンを計測可能な装置である。このようなパターン計測装置として、例えば、パターン領域111PAを撮像することで当該パターン領域111PAの画像を取得する画像センサ(例えば、上述したFIA系と同様の画像処理方式の画像センサ)が例示される。主制御装置16は、スペックル計測装置15の検出結果に相当するスペックル情報を比較することに加えて又は代えて、パターン計測装置の検出結果に相当するパターン情報を比較することで、パターン領域111PAの二次元的な歪み(つまり、変動量ΔX及びΔY)を計測してもよい。例えば、主制御装置16は、あるレチクル111が初めて使用されるタイミングでのパターン計測装置の検出結果に相当する第1状態のパターン情報と、レチクルアライメント動作が行われる期間の少なくとも一部でのパターン計測装置の検出結果に相当する第2状態のパターン情報とを比較することで、パターン領域111PAの二次元的な歪みを計測してもよい。
However, the
上述した説明では、パターン領域111PAに形成される露光用パターン及びレチクルアライメントマーク111RAを形成する電子線露光装置の形成誤差はゼロである。しかしながら、電子線露光装置の形成誤差はゼロでない場合であっても、主制御装置16は、上述したスペックル情報に基づいて、電子線露光装置の形成誤差を計測することができる。例えば、主制御装置16は、形成誤差がゼロである露光用パターンが形成された基準となるレチクル111に対して上述した第1スペックル取得動作と同様の動作を行うと共に、取得したスペックル情報を基準となるスペックル情報としてメモリ17に格納する。更に、主制御装置16は、形成誤差がゼロでない露光用パターンが形成された基準となるレチクル111に対して上述した第1スペックル取得動作と同様の動作を行うと共に、取得したスペックル情報を計測誤差の測定対象となるスペックル情報としてメモリ17に格納する。その後、主制御装置16は、基準となるスペックル情報と計測誤差の測定対象となるスペックル情報との差分に対応する形成誤差を計測することができる。
In the above description, the formation error of the electron beam exposure apparatus for forming the exposure pattern and reticle alignment mark 111RA formed in the pattern area 111PA is zero. However, even if the formation error of the electron beam exposure apparatus is not zero, the
(1−4)変形例
続いて、図9から図12を参照しながら、第1実施形態の露光装置1の各種変形例について説明する。尚、以下では、第1実施形態の露光装置1と各種変形例との間の相違点に着目して説明を進める。従って、第1実施形態の露光装置1と同一の構成要素については、同一の参照符号を付することでその詳細な説明を省略する。また、以下に説明する各種変形例の各種構成要素少なくとも一部は、互いに組み合わせることが可能である。
(1-4) Modified Examples Next, various modified examples of the
(1−4−1)第1変形例
初めに、図9を参照しながら、第1変形例の露光装置1−1について説明する。尚、第1変形例の露光装置1−1は、第1実施形態の露光装置1と比較して、各スペックル計測装置15−1の構成の一部が上述したスペックル計測装置15の構成の一部とは異なる。従って、以下では、第1変形例の露光装置1−1が備える各スペックル計測装置15−1の構成に着目して説明を進める。図9は、第1変形例の露光装置1−1が備える各スペックル計測装置15−1の構成の一例を示すブロック図である。
(1-4-1) First Modification First , an exposure apparatus 1-1 according to a first modification will be described with reference to FIG. Note that, in the exposure apparatus 1-1 of the first modification, a part of the configuration of each speckle measurement apparatus 15-1 is the configuration of the
図9に示すように、第1変形例のスペックル計測装置15−1は、第1実施形態のスペックル計測装置15と比較して、光学部材152及び集光レンズ153を備えていない一方で、複数の光源151を備えていると言う点で異なっている。図9に示す例では、スペックル計測装置15−1は、4つの光源151(具体的には、光源151(1)、光源151(1)、光源151(1)及び光源151(4))を備えている。第1変形例のスペックル計測装置15−1のその他の構成要素は、第1実施形態のスペックル計測装置15のその他の構成要素と同一であってもよい。
As shown in FIG. 9, the speckle measurement device 15-1 of the first modified example does not include the
複数の光源151は、夫々、計測ターゲットに対する入射角度が互いに異なる複数の計測光LB2を出射する。例えば、光源151(1)は、計測ターゲットに対する入射角度が第1角度となる計測光LB2(1)を出射する。例えば、光源151(2)は、計測ターゲットに対する入射角度が第2角度となる計測光LB2(2)を出射する。例えば、光源151(3)は、計測ターゲットに対する入射角度が第3角度となる計測光LB2(3)を出射する。例えば、光源151(4)は、計測ターゲットに対する入射角度が第4角度となる計測光LB2(4)を出射する。
The plurality of
複数の光源151は、夫々、計測ターゲット上での照射位置が同一となる複数の計測光LB2を出射する。複数の光源151は、夫々、同一の計測対象領域に照射される複数の計測光LB2を出射する。複数の光源151は、夫々、計測対象領域が同一となる複数の計測光LB2を出射する。複数の光源151が夫々出射する複数の計測光LB2の特性は、計測ターゲットに対する入射角度を除いて同一である。
Each of the plurality of
このような第1変形例の露光装置1−1においても、上述した第1実施形態の露光装置1において享受可能な各種効果が享受される。例えば、主制御装置16は、パターン領域111PAの2次元的な歪みを計測することができ、且つ、当該歪みの影響を殆ど又は全く受けることなく、ウェハ141上の各ショット領域とレチクル111上の露光用パターンとを高精度に重ね合わせることができる。
Also in the exposure apparatus 1-1 of such a 1st modification, the various effects which can be enjoyed in the
尚、スペックル計測装置15−1は、3つ以下又は5つ以上の光源151を備えていてもよい。複数の光源151が出射する複数の計測光LB2の少なくとも一部は、第1実施形態の光学部材152によって反射された後に計測ターゲットに照射されてもよい。少なくとも一つのスペックル計測装置15−1は、計測光LB2を計測ターゲットに対して直接照射する一又は複数の第1光源151と、第1実施形態の光学部材152に対して基準光LB1を照射する一又は複数の第2光源151とを備えていてもよい。複数の光源151が夫々出射する複数の計測光LB2の特性の少なくとも一部は、同一でなくてもよい。
Note that the speckle measurement device 15-1 may include three or less
(1−4−2)第2変形例
続いて、図10を参照しながら、第2変形例の露光装置1−2について説明する。尚、第2変形例の露光装置1−2は、第1実施形態の露光装置1と比較して、各スペックル計測装置15−2の構成の一部が上述したスペックル計測装置15の構成の一部とは異なる。従って、以下では、第2変形例の露光装置1−1が備える各スペックル計測装置15−2の構成に着目して説明を進める。図10は、第2変形例の露光装置1−2が備える各スペックル計測装置15−2の構成の一例を示すブロック図である。
(1-4-2) Second Modification Next, an exposure apparatus 1-2 of a second modification will be described with reference to FIG. Note that, in the exposure apparatus 1-2 of the second modification, a part of the configuration of each speckle measurement apparatus 15-2 is the configuration of the
図10に示すように、第2変形例のスペックル計測装置15−2は、第1実施形態のスペックル計測装置15と比較して、光学部材152及び集光レンズ153を備えていない一方で、光分岐部材157−2を備えていると言う点で異なっている。第2変形例のスペックル計測装置15−2のその他の構成要素は、第1実施形態のスペックル計測装置15のその他の構成要素と同一であってもよい。
As shown in FIG. 10, the speckle measuring device 15-2 of the second modified example does not include the
光分岐部材157−2は、光学部材152と同様に、計測ターゲットに対する入射角度が互いに異なる複数の計測光LB2を生成する部材である。光分岐部材157−2は、光学部材152と同様に、光分岐部材157−2からの出射角度が互いに異なる複数の計測光LB2を生成する部材である。光分岐部材157−2は、光学部材152と同様に、基準光LB1をスペックル化する部材である。光分岐部材157−2は、光学部材152と同様に、スペックル化された複数の計測光LB2を生成する部材である。
Similar to the
光分岐部材157−2は、例えば、ハーフミラー157−2(1)と、ハーフミラー157−2(2)と、ハーフミラー157−2(3)と、ミラー157−2(4)とを備えている。 The light branching member 157-2 includes, for example, a half mirror 157-2 (1), a half mirror 157-2 (2), a half mirror 157-2 (3), and a mirror 157-2 (4). ing.
ハーフミラー157−2(1)は、光源151が出射する基準光LB1の一部を透過すると共に、光源151から出射する基準光LB1の他の一部を、計測光LB2(1)として計測ターゲットに向かって反射する。ハーフミラー157−2(2)は、ハーフミラー157−2(1)を透過してきた基準光LB1の一部を透過すると共に、ハーフミラー157−2(1)を透過してきた基準光LB1の他の一部を、計測光LB2(2)として計測ターゲットに向かって反射する。ハーフミラー157−2(3)は、ハーフミラー157−2(2)を透過してきた基準光LB1の一部を透過すると共に、ハーフミラー157−2(2)を透過してきた基準光LB1の他の一部を、計測光LB2(2)として計測ターゲットに向かって反射する。ミラー157−2(4)は、ハーフミラー157−2(3)を透過してきた基準光LB1を、計測光LB2(4)として計測ターゲットに向かって反射する。この場合、光分岐部材157−2は、計測ターゲットに対する入射角度が第1角度となる計測光LB2(1)と、計測ターゲットに対する入射角度が第2角度となる計測光LB2(2)と、計測ターゲットに対する入射角度が第3角度となる計測光LB2(3)と、計測ターゲットに対する入射角度が第4角度となる計測光LB2(4)とを生成している。
The half mirror 157-2 (1) transmits a part of the reference light LB1 emitted from the
但し、光分岐部材157−2は、計測ターゲットに対する入射角度が互いに異なる任意の数の計測光LB2を生成してもよい。この場合、光分岐部材157−2は、更に多くのハーフミラー等を備えていてもよい。 However, the light branching member 157-2 may generate an arbitrary number of measurement lights LB2 having different incident angles with respect to the measurement target. In this case, the light branching member 157-2 may include more half mirrors and the like.
光分岐部材157−2は、計測ターゲット上での照射位置が同一となる複数の計測光LB2を生成する。光分岐部材157−2は、夫々、同一の計測対象領域に照射される複数の計測光LB2を生成する。光分岐部材157−2は、夫々、計測対象領域が同一となる複数の計測光LB2を生成する。光分岐部材157−2が生成する複数の計測光LB2の特性は、計測ターゲットに対する入射角度を除いて同一である。 The light branching member 157-2 generates a plurality of measurement lights LB2 having the same irradiation position on the measurement target. Each of the light branching members 157-2 generates a plurality of measurement lights LB2 that are irradiated onto the same measurement target region. The light branching member 157-2 generates a plurality of measurement lights LB2 having the same measurement target region. The characteristics of the plurality of measurement lights LB2 generated by the light branching member 157-2 are the same except for the incident angle with respect to the measurement target.
このような第2変形例の露光装置1−2においても、上述した第1実施形態の露光装置1において享受可能な各種効果が享受される。例えば、主制御装置16は、パターン領域111PAの2次元的な歪みを計測することができ、且つ、当該歪みの影響を殆ど又は全く受けることなく、ウェハ141上の各ショット領域とレチクル111上の露光用パターンとを高精度に重ね合わせることができる。
In the exposure apparatus 1-2 of the second modification example as described above, various effects that can be enjoyed in the
尚、光分岐部材157−2は、ハーフミラー及びミラーの少なくとも一方に加えて又は代えて、ハーフミラー及びミラーとは異なる光学素子を備えていてもよい。例えば、光分岐部材157−2は、ビームスプリッタを備えていてもよい。 The light branching member 157-2 may include an optical element different from the half mirror and the mirror in addition to or instead of at least one of the half mirror and the mirror. For example, the light branching member 157-2 may include a beam splitter.
(1−4−3)第3変形例
続いて、図11を参照しながら、第3変形例の露光装置1−3について説明する。尚、第3変形例の露光装置1−3は、第1実施形態の露光装置1と比較して、各スペックル計測装置15−3の構成の一部が上述したスペックル計測装置15の構成の一部とは異なる。従って、以下では、第3変形例の露光装置1−3が備える各スペックル計測装置15−3の構成に着目して説明を進める。図11は、第3変形例の露光装置1−3が備える各スペックル計測装置15−3の構成の一例を示すブロック図である。
(1-4-3) Third Modification Next, an exposure apparatus 1-3 according to a third modification will be described with reference to FIG. Note that, in the exposure apparatus 1-3 of the third modification, compared to the
図11に示すように、第3変形例のスペックル計測装置15−3は、第1実施形態のスペックル計測装置15と比較して、スペックル受光系15−3bの配置位置が異なると言う点で異なっている。図11に示す例では、筐体158−3bに収容されているスペックル受光系15−3bは、レチクル111の上方(つまり、レチクル111よりも+Z側)に位置している。この場合、筐体158−3bは、露光装置3−3のフレームに固定されていてもよいし、レチクルステージ11に固定されていてもよい。一方で、筐体158−3aに収容されているスペックル照射系15−3aは、レチクル111の下方(つまり、レチクル111よりも−Z側)に位置している。この場合、筐体158−3aは、レチクルステージ定盤113に固定されていてもよい。第3変形例のスペックル計測装置15−3のその他の構成要素は、第1実施形態のスペックル計測装置15のその他の構成要素と同一であってもよい。
As shown in FIG. 11, the speckle measuring device 15-3 of the third modified example is different from the
このような第3変形例の露光装置1−3においても、上述した第1実施形態の露光装置1において享受可能な各種効果が享受される。例えば、主制御装置16は、パターン領域111PAの2次元的な歪みを計測することができ、且つ、当該歪みの影響を殆ど又は全く受けることなく、ウェハ141上の各ショット領域とレチクル111上の露光用パターンとを高精度に重ね合わせることができる。
In the exposure apparatus 1-3 of the third modified example, various effects that can be enjoyed in the
尚、スペックル照射系15−3aは、レチクル111の上方に位置していてもよい。スペックル受光系15−3bは、レチクル111の下方に位置していてもよい。
The speckle irradiation system 15-3a may be located above the
少なくとも一つのスペックル計測装置15−3は、複数のスペックル受光系15−3bを備えていてもよい。この場合、複数のスペックル受光系15−3bの一部がレチクル111の上方(つまり、レチクル111よりも+Z側)に位置し、複数のスペックル受光系15−3bの他の一部がレチクル111の下方(つまり、レチクル111よりも−Z側)に位置していてもよい。 At least one speckle measuring device 15-3 may include a plurality of speckle light receiving systems 15-3b. In this case, a part of the plurality of speckle light receiving systems 15-3b is located above the reticle 111 (that is, + Z side from the reticle 111), and the other part of the plurality of speckle light receiving systems 15-3b is the reticle. It may be located below 111 (that is, on the −Z side with respect to reticle 111).
(1−4−4)第4変形例
続いて、図12を参照しながら、第4変形例の露光装置1−4について説明する。尚、第4変形例の露光装置1−4は、第1実施形態の露光装置1と比較して、各スペックル計測装置15−4の構成の一部が上述したスペックル計測装置15の構成の一部とは異なる。従って、以下では、第4変形例の露光装置1−4が備える各スペックル計測装置15−4の構成に着目して説明を進める。図12は、第4変形例の露光装置1−4が備える各スペックル計測装置15−4の構成の一例を示すブロック図である。
(1-4-4) Fourth Modification Next, an exposure apparatus 1-4 according to a fourth modification will be described with reference to FIG. Note that, in the exposure apparatus 1-4 of the fourth modification, a part of the configuration of each speckle measurement apparatus 15-4 is the configuration of the
図12に示すように、第4変形例のスペックル計測装置15−4は、第1実施形態のスペックル計測装置15と比較して、光学部材152、集光レンズ153、投影レンズ154、ピンホール板155及び受光素子156がレチクルステージ11のスライダ114SL上に配置されているという点で異なっている。図12に示す例では、筐体158に収容されている光学部材152、集光レンズ153、投影レンズ154、ピンホール板155及び受光素子156は、スライダ114SLとレチクル111との間に位置するように、スライダ114SL上に配置されている。更に、筐体158には、スライダ定盤113内に配置されている光源151から出射される基準光LB1を光学部材152に導くための導光部材(例えば、ミラー)159が更に収容されている。尚、レチクル111は、スライダ114SLの上面に形成された吸着部114bを介してスライダ114SL(つまり、レチクルステージ11)に真空吸着されている。第4変形例のスペックル計測装置15−4のその他の構成要素は、第1実施形態のスペックル計測装置15のその他の構成要素と同一であってもよい。
As shown in FIG. 12, the speckle measuring device 15-4 of the fourth modified example has an
このような第4変形例の露光装置1−4においても、上述した第1実施形態の露光装置1において享受可能な各種効果が享受される。例えば、主制御装置16は、パターン領域111PAの2次元的な歪みを計測することができ、且つ、当該歪みの影響を殆ど又は全く受けることなく、ウェハ141上の各ショット領域とレチクル111上の露光用パターンとを高精度に重ね合わせることができる。
Also in the exposure apparatus 1-4 of the fourth modified example, various effects that can be enjoyed in the
加えて、第4変形例では、光源151が、光源151以外の構成要素(つまり、光学部材152、集光レンズ153、投影レンズ154、ピンホール板155及び受光素子156)と分離される。このため、光源151が発する熱の影響が光源以外の構成要素に及ぶことが殆ど又は全くない。従って、高出力な光源151を採用することができる。その結果、主制御装置16は、パターン領域111PAの2次元的な歪みをより高精度に計測することができる。
In addition, in the fourth modification, the
尚、光学部材152、集光レンズ153、投影レンズ154、ピンホール板155及び受光素子156の一部がスライダ114SL上に配置される一方で、集光レンズ153、投影レンズ154、ピンホール板155及び受光素子156の他の一部がスライダ114SL上に配置されていなくてもよい。
The
また、第4変形例では、筐体158がスライダ114SL上に固定された上でレチクル111に形成されたパターンの一部からスペックル情報が取得されている。しかしながら、特にこの態様に限定されることはない。例えば、レチクル111毎に検出信号(例えば、スペックルを含むレチクル111のパターンからの情報)のピーク数やコントラスト高さが計測され、この計測結果に基づいてレチクル111の計測位置を最適化するためにレチクルステージ11の位置が調整されてもよい。あるいは、筐体158を可動式にしてレチクル111毎に最適な位置へ筐体158を移動してもよい。
In the fourth modification, speckle information is acquired from a part of the pattern formed on the
(2)第2実施形態の露光装置2
続いて、図13及び図14を参照しながら、第2実施形態の露光装置2について説明する。尚、第2実施形態の露光装置2は、第1実施形態の露光装置1と比較して、各スペックル計測装置15が移動可能であると言う点で異なる。従って、以下では、第2実施形態の露光装置2が備える各スペックル計測装置15を移動させるための構成要件に着目して説明を進める。図13は、第2実施形態の露光装置2が備えるレチクルステージ11の周辺の構成を示す上面図である。図14は、スペックル計測装置15の移動態様の一例を示す上面図である。尚、第1実施形態の露光装置1と同一の構成要素については、同一の参照符号を付することでその詳細な説明を省略する。
(2)
Subsequently, the
図13に示すように、第2実施形態の露光装置2は、各スペックル計測装置15が移動可能であるという点で異なっている。第2実施形態の露光装置2のその他の構成要素は、第1実施形態の露光装置1のその他の構成要素と同一であってもよい。
As shown in FIG. 13, the
各スペックル計測装置15は、レチクルステージ11の移動方向に交わる方向に沿って移動可能である。各スペックル計測装置15は、Y軸方向に交わる方向に沿って移動可能である。各スペックル計測装置15は、X軸方向に沿って移動可能である。各スペックル計測装置15は、XY平面に沿って移動可能である。各スペックル装置15は、センチメートル又はミリメートルのオーダーで移動可能である。
Each
各スペックル計測装置15が移動する結果、各スペックル計測装置15の計測対象領域もまた、各スペックル計測装置15の移動方向に沿って移動する。つまり、計測対象領域は、レチクルステージ11の移動方向に交わる方向に沿って移動可能である。計測対象領域は、Y軸方向に交わる方向に沿って移動可能である。計測対象領域は、X軸方向に沿って移動可能である。計測対象領域は、XY平面に沿って移動可能である。
As a result of the movement of each
各スペックル計測装置15を移動させるために、露光装置2は、複数のスペックル計測装置15を夫々移動させる複数の駆動機構25を更に備える。例えば、図13に示す例では、露光装置2は、スペックル計測装置15R2を移動させる駆動機構25R2と、スペックル計測装置15R1を移動させる駆動機構25R1と、スペックル計測装置15Cを移動させる駆動機構25Cと、スペックル計測装置15L1を移動させる駆動機構25L1と、スペックル計測装置15L2を移動させる駆動機構25L2とを更に備える。尚、5つの駆動機構25は、移動対象が異なると言う点を除いて同一である。
In order to move each
各駆動機構25は、例えば任意のモータ(例えば、平面モータやリニアモータ等)を含む。この場合、各スペックル計測装置15は、モータの駆動力を動力源として移動する。但し、各駆動機構25は、任意のモータに加えて又は代えて、各スペックル計測装置15が移動する際の動力を生成又は供給することが可能な任意の動力源を含んでいてもよい。
Each drive mechanism 25 includes, for example, an arbitrary motor (for example, a planar motor or a linear motor). In this case, each
例えば、各駆動機構25は、互いに対向するように配置された一対の電極を含んでいてもよい。この場合、一対の電極に電圧が印加されると、当該一対の電極に静電力が生ずる。その結果、各スペックル計測装置15が移動する際の動力として、静電力が採用される。
For example, each drive mechanism 25 may include a pair of electrodes arranged to face each other. In this case, when a voltage is applied to the pair of electrodes, an electrostatic force is generated in the pair of electrodes. As a result, electrostatic force is adopted as power when each
例えば、各駆動機構25は、磁極と、当該磁極が生成する磁界内に配置されるコイルとを含んでいてもよい。この場合、コイルに電流が供給されると、当該コイルに電磁力が生ずる。その結果、各スペックル計測装置15が移動する際の動力として、例えば電磁力が採用される。
For example, each drive mechanism 25 may include a magnetic pole and a coil disposed in a magnetic field generated by the magnetic pole. In this case, when a current is supplied to the coil, an electromagnetic force is generated in the coil. As a result, for example, electromagnetic force is employed as power when each
例えば、各駆動機構25は、圧電素子を含んでいてもよい。この場合、圧電素子に電流が供給されると、当該圧電素子は歪む。その結果、各スペックル計測装置15が移動する際の動力として、例えば圧電素子の歪みに起因した力が採用される。
For example, each drive mechanism 25 may include a piezoelectric element. In this case, when a current is supplied to the piezoelectric element, the piezoelectric element is distorted. As a result, for example, a force resulting from distortion of the piezoelectric element is employed as power when each
主制御装置16は、上述した態様で各スペックル計測装置15が移動するように、各駆動機構25を制御する。主制御装置16は、パターン領域111PAに形成されている露光用パターンに応じて、各駆動機構25を制御する。主制御装置16は、パターン領域111PAに形成されている露光用パターンの状態に応じて、各駆動機構25を制御する。
The
例えば、主制御装置16は、パターン領域111PAのうち実際にウェハ141に転写される露光用パターンが形成されている一部の領域部分のパターン領域111PA内での相対的な位置に基づいて、各駆動機構25を制御する。具体的には、主制御装置16は、実際にウェハ141に転写される露光用パターンにできるだけ多くの計測対象領域が重なるように、各駆動機構25を制御する。主制御装置16は、パターン領域111PAのうち実際にウェハ141に転写される露光用パターンが形成されている一部の領域部分にできるだけ多くの計測対象領域が重なるように、各駆動機構25を制御する。例えば、図14(a)に示すように、パターン領域111PAに形成されている露光用パターンの全てが実際にウェハ141に転写される場合には、主制御装置16は、5つのスペックル計測装置15がX軸方向に沿って等間隔に並ぶように、各駆動機構25を制御してもよい。つまり、主制御装置16は、5つのスペックル計測装置15がパターン領域111PAに対して概ね均等に配列するように、各駆動機構25を制御してもよい。一方で、例えば、図14(b)に示すように、パターン領域111PAのうちの一部の領域部分111PA−1に形成されている露光用パターンが実際にウェハ141に転写される場合には、主制御装置16は、5つのスペックル計測装置15の5つの計測対象領域が一部のパターン領域111PA−1と重なるように、各駆動機構25を制御してもよい。
For example, the
スペックル計測装置15が移動すると、計測光LB2が照射される計測対象領域もまた移動することになる。従って、スペックル計測装置15が移動する都度、主制御装置16は、新たに第1スペックル計測動作を行う。
When the
主制御装置16は、各駆動機構25の制御量に基づいて、各スペックル計測装置15の位置(例えば、X軸方向に沿った位置)を示す位置情報を取得してもよい。主制御装置16が取得した位置情報は、メモリ17に格納される。各駆動機構25が制御されることで各スペックル計測装置15が移動すると、位置情報もまた更新される。
The
但し、露光装置2は、各スペックル計測装置15の位置(例えば、各スペックル装置15が移動する方向であるX軸方向に沿った位置)を検出可能な位置センサを備えていてもよい。この場合、レチクルフィデュシャル板115のマーク領域115MAには、X軸方向の位置に応じて固有な特性(例えば、形状やパターン)を有する複数の位置マークがX軸方向に沿って形成されている。その結果、位置センサは、各スペックル計測装置15の位置を、レチクルフィデュシャル板115に形成されている位置マークに基づいて、検出することができる。
However, the
このような第2実施形態の露光装置2においても、上述した第1実施形態の露光装置1において享受可能な各種効果が享受される。例えば、主制御装置16は、パターン領域111PAの2次元的な歪みを計測することができ、且つ、当該歪みの影響を殆ど又は全く受けることなく、ウェハ141上の各ショット領域とレチクル111上の露光用パターンとを高精度に重ね合わせることができる。
Such an
更に、第2実施形態では、主制御装置16は、パターン領域111PAのうち実際にウェハ141に転写される露光用パターンが形成されている領域部分111PA−1のパターン領域111PA内での相対的な位置に基づいて、各駆動機構25を制御することができる。その結果、主制御装置16は、実際にウェハ141に転写される露光用パターンが形成されている領域部分111PA−1の二次元的な歪みを相対的に高精度に計測することができる。従って、主制御装置16は、ウェハ141上の各ショット領域とレチクル111上の露光用パターン(特に、実際にウェハ141に転写される露光用パターン)とを高精度に重ね合わせることができる。主制御装置16は、パターン領域111PAのうち実際にウェハ141に転写される露光用パターンが形成されている領域部分111PA−1に熱変形が生じている場合であっても、ウェハ141上の各ショット領域とレチクル111上の露光用パターンとを高精度に重ね合わせることができる。
Furthermore, in the second embodiment, the
尚、スペックル計測装置15は、移動可能であることに加えて又は代えて、計測光LB2の照射位置(つまり、計測対象領域)を移動可能であってもよい。例えば、スペックル計測装置15は、スペックル計測装置15を構成する各種構成要素(つまり、光源151、光学部材152、集光レンズ153、投影レンズ154、ピンホール板155及び受光素子156)のうちの少なくとも一部の配置位置若しくは配置角度又はこれら各種構成要素の少なくとも一部の状態を動的に変更することで、計測対象領域を移動してもよい。この場合であっても、スペックル計測装置15が移動可能である場合に享受可能な各種効果が好適に享受される。
The
第2実施形態の露光装置2では、少なくとも一つのスペックル計測装置15は、複数の計測光LB2を計測対象領域に対して照射しなくてもよい。少なくとも一つのスペックル計測装置15は、光学部材152及び集光レンズ153を備えていなくてもよい。この場合、少なくとも一つのスペックル計測装置15は、光源151が出射する基準光LB1を、計測光LB2として計測対象領域に対して照射してもよい。
In the
主制御装置16は、露光用パターンの粗密に基づいて、各駆動機構25を制御してもよい。具体的には、主制御装置16は、パターン領域111PAのうち露光用パターンの密度が相対的に高い領域部分に重なる計測対象領域の数が相対的に多くなるように、各駆動機構25を制御してもよい。主制御装置16は、パターン領域111PAのうち露光用パターンの密度が相対的に低い領域部分に重なる計測対象領域の数が相対的に少なくなるように、各駆動機構25を制御してもよい。主制御装置16は、パターン領域111PAのうち露光用パターンの密度が相対的に高い領域部分に重なる計測対象領域の数が、パターン領域111PAのうち露光用パターンの密度が相対的に低い領域部分に重なる計測対象領域の数よりも多くなるように、各駆動機構25を制御してもよい。その結果、主制御装置16は、パターン領域111PAのうち露光用パターンの密度が相対的に高いがゆえに熱変形に起因した露光用パターンの転写に対する影響が相対的に大きくなる領域部分の二次元的な歪みを相対的に高精度に計測することができる。従って、主制御装置16は、ウェハ141上の各ショット領域とレチクル111上の露光用パターン(特に、密度が相対的に高い露光用パターン)とを高精度に重ね合わせることができる。主制御装置16は、パターン領域111PAのうち密度が相対的に高い露光用パターンが形成されている領域部分に熱変形が生じている場合であっても、ウェハ141上の各ショット領域とレチクル111上の露光用パターンとを高精度に重ね合わせることができる。
The
主制御装置16は、露光用パターンがパターン領域111PAの熱変形に対して与える影響の大きさに基づいて、各駆動機構25を制御してもよい。具体的には、主制御装置16は、パターン領域111PAのうち熱変形を相対的に引き起こしやすい露光用パターンが形成されている領域部分に重なる計測対象領域の数が相対的に多くなるように、各駆動機構25を制御してもよい。主制御装置16は、パターン領域111PAのうち熱変形を相対的に引き起こしにくい露光用パターンが形成されている領域部分に重なる計測対象領域の数が相対的に少なくなるように、各駆動機構25を制御してもよい。主制御装置16は、パターン領域111PAのうち熱変形を相対的に引き起こしやすい露光用パターンが形成されている領域部分に重なる計測対象領域の数が、パターン領域111PAのうち熱変形を相対的に引き起こしにくい露光用パターンが形成されている領域部分に重なる計測対象領域の数よりも多くなるように、各駆動機構25を制御してもよい。その結果、主制御装置16は、パターン領域111PAのうち相対的に熱変形が発生しやすい領域部分の二次元的な歪みを相対的に高精度に計測することができる。従って、主制御装置16は、ウェハ141上の各ショット領域とレチクル111上の露光用パターン(特に、熱変形を相対的に引き起こしやすい露光用パターン)とを高精度に重ね合わせることができる。主制御装置16は、パターン領域111PAのうち熱変形を相対的に引き起こしやすい露光用パターンが形成されている領域部分に熱変形が生じている場合であっても、ウェハ141上の各ショット領域とレチクル111上の露光用パターンとを高精度に重ね合わせることができる。
The
第2実施形態の露光装置2においても、上述した第1実施形態の露光装置1が採用し得る各種態様の少なくとも一部が適宜採用されてもよい。例えば、第2実施形態の露光装置2においても、上述した第1変形例から第4変形例で採用されている各種態様の少なくとも一部が適宜採用されてもよい。
Also in the
尚、図1から図14を用いて説明した露光装置1及び2の構成及び動作は一例である。従って、露光装置1及び2の構成及び動作の少なくとも一部が適宜改変されてもよい。以下、露光装置1及び2の構成及び動作の少なくとも一部の改変の例について説明する。
The configurations and operations of the
露光装置1は、レチクル111とウェハ141とを移動させることでレチクル111に形成された露光用パターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置(いわゆる、スキャニングステッパ)であってもよい。露光装置1は、レチクル111とウェハ141とを静止させた状態でレチクル111に形成された露光用パターンを一括露光すると共に、当該一括露光が終了する毎にウェハ141をステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置(いわゆる、ステッパ)であってもよい。ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置は、第1のレチクル111とウェハ141とをほぼ静止させた状態で第1のレチクル111に形成された第1の露光用パターンの縮小像をウェハ141に露光した後に、第2のレチクル111とウェハ141とをほぼ静止させた状態で第2のレチクル111に形成された第2の露光用パターンの縮小像を、第1の露光用パターンの縮小像に重ねてウェハ141に露光する露光装置(いわゆる、スティッチ方式の露光装置)であってもよい。スティッチ方式の露光装置は、ウェハ141上で2つ以上の露光用パターンを部分的に重ねて露光すると共に、ウェハ141を順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置であってもよい。
The
露光装置1は、投影光学系13を介して2つのレチクル111の露光用パターンをウェハ141上で合成すると共に、1回の走査露光によってウェハ141上のショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置であってもよい。このような露光装置の一例は、例えば、米国特許第6,611,316号に開示されている。露光装置1は、投影光学系13を備えていないプロキシミティ方式の露光装置であってもよい。露光装置1は、ミラープロジェクションアライナー等であってもよい。
The
上述の説明では、露光装置1は、液体を介することなくウェハ141の露光を行うドライタイプの露光装置である。しかしながら、露光装置1は、露光装置1は、露光光ELの光路を含む液浸空間を投影光学系13とウェハ141との間に形成すると共に、投影光学系13及び液浸空間を介してウェハ141の露光を行う液浸露光装置であってもよい。尚、液浸露光装置の一例は、例えば、欧州特許出願公開第1,420,298号明細書、国際公開第2004/055803号及び米国特許第6,952,253号明細書等に開示されている。
In the above description, the
露光装置1は、複数のウェハステージ14を備えるツインステージ型又はマルチステージ型の露光装置であってもよい。露光装置1は、複数のウェハステージ14及び計測ステージを備えるツインステージ型又はマルチステージ型の露光装置であってもよい。ツインステージ型の露光装置の一例は、例えば、米国特許第6,341,007号、米国特許第6,208,407号及び米国特許第6,262,796号に開示されている。
The
投影光学系13は、等倍系又は拡大系であってもよい。投影光学系13は、屈折光学素子を含まない一方で反射光学素子を含む反射系であってもよい。投影光学系13は、屈折光学素子及び反射光学素子の双方を含む屈折反射系であってもよい。投影光学系13が投影する像は、倒立像であってもよいし、正立像であってもよい。照明領域IR及び投影領域PRの形状は、スリット状に限らず、任意の形状(例えば、円弧や、台形や、矩形等)であってもよい。
The projection
露光光ELは、例えば、水銀ランプから射出される輝線(例えば、g線、h線若しくはi線等)であってもよい。露光光ELは、KrFエキシマレーザ光(波長248nm)等の遠紫外光(DUV光:Deep Ultra Violet光)であってもよい。露光光ELは、F2レーザ光(波長157nm)等の真空紫外光(VUV光:Vacuum Ultra Violet光)であってもよい。露光光ELは、例えば、米国特許第7,023,610号明細書に開示されているように、DFB半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム(或いは、エルビウムとイットリウムの双方)がドープされたファイバアンプで増幅すると共に非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換することで得られる高調波であってもよい。 The exposure light EL may be, for example, a bright line (for example, g line, h line, or i line) emitted from a mercury lamp. The exposure light EL may be far ultraviolet light (DUV light: Deep Ultra Violet light) such as KrF excimer laser light (wavelength 248 nm). The exposure light EL may be vacuum ultraviolet light (VUV light: Vacuum Ultra Violet light) such as F 2 laser light (wavelength 157 nm). As the exposure light EL, for example, as disclosed in US Pat. No. 7,023,610, a single wavelength laser beam in an infrared region or a visible region oscillated from a DFB semiconductor laser or a fiber laser is used. It may be a harmonic obtained by amplifying with a fiber amplifier doped with erbium (or both erbium and yttrium) and converting the wavelength into ultraviolet light using a nonlinear optical crystal.
露光光ELとして、波長が100nm以上の光に限らず、波長が100nm未満の光が用いられてもよい。例えば、露光光ELは、軟X線領域(例えば、5から15nmの波長域)のEUV(Extreme Ultra Violet)光であってもよい。露光光ELに代えて、電子線又はイオンビーム等の荷電粒子線が、露光用パターンを露光するために用いられてもよい。 The exposure light EL is not limited to light having a wavelength of 100 nm or more, and light having a wavelength of less than 100 nm may be used. For example, the exposure light EL may be EUV (Extreme Ultra Violet) light in a soft X-ray region (for example, a wavelength region of 5 to 15 nm). Instead of the exposure light EL, a charged particle beam such as an electron beam or an ion beam may be used for exposing the exposure pattern.
露光用パターンが露光される(つまり、転写される)物体は、ウェハ141に限らず、ガラス板や、セラミック基板や、フィルム部材や、マスクブランクス等の任意の物体であってもよい。
The object to which the exposure pattern is exposed (that is, transferred) is not limited to the
レチクルステージ11のXY平面内での位置は、レチクルレーザ干渉計116に加えて又は代えて、エンコーダによって計測されてもよい。ウェハステージ14のXY平面内での位置は、ウェハレーザ干渉計146に加えて又は代えて、エンコーダによって計測されてもよい。
The position of the
露光装置1は、ウェハ141に半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置であってもよい。露光装置X1は、液晶表示素子製造用の又はディスプレイ製造用の露光装置であってもよい。露光装置1は、薄膜磁気ヘッド、撮像素子(例えば、CCD)、マイクロマシン、MEMS、DNAチップ及びレチクル111のうちの少なくとも一つを製造するための露光装置であってもよい。
The
レチクル111は、光透過性の透明板の上に所定の遮光パターン(或いは、移動パターン又は減光パターン)を形成した透過型レチクルであってもよい。レチクル111は、露光用パターンの電子データに基づいて透過パターン、反射パターン又は発光パターンを形成する可変成形マスク(いわゆる、電子マスク、アクティブマスク又はイメージジェネレータ)であってもよい。可変成形マスクの一例は、米国特許第6,778,257号に開示されている。レチクル111は、非発光型画像表示素子を備える可変成形マスクに代えて、自発光型画像表示素子を備えるパターン形成装置であってもよい。
The
露光装置1は、干渉縞をウェハ141に形成することでウェハ141にライン・アンド・スペースパターンを露光する露光装置(いわゆる、リソグラフィシステム)であってもよい。このような露光装置の一例は、例えば、国際公開第2001/035168号パンフレットに開示されている。
The
上述の露光装置1は、上述の各種構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度及び光学的精度を保つように組み合わせることで製造されてもよい。機械的精度を保つために、組み合わせの前後において、機械的精度を達成するための調整処理が各種機械系に行われてもよい。電気的精度を保つために、組み合わせの前後において、電気的精度を達成するための調整処理が各種電気系に行われてもよい。光学的精度を保つために、組み立ての前後において、光学的精度を達成するための調整処理が各種光学系に行われてもよい。各種サブシステムを組み合わせる工程は、各種サブシステムの間の機械的接続を行う工程を含んでいてもよい。各種サブシステムを組み合わせる工程は、各種サブシステムの間の電気回路の配線接続を行う工程を含んでいてもよい。各種サブシステムを組み合わせる工程は、各種サブシステムの間の気圧回路の配管接続を行う工程を含んでいてもよい。尚、各種サブシステムを組み合わせる工程の前に、各種サブシステムの夫々を組み立てる工程が行われる。各種サブシステムを組み合わせる工程が終了した後には、総合調整が行われることで露光装置1の全体としての各種精度が確保される。尚、露光装置1の製造は、温度及びクリーン度等が管理されたクリーンルームで行われてもよい。
The above-described
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図15に示す各ステップを経て製造されてもよい。マイクロデバイスを製造するためのステップは、マイクロデバイスの機能及び性能設計を行うステップS201、機能及び性能設計に基づいたレチクル111を製造するステップS202、デバイスの基材であるウェハ141を製造するステップS203、上述の実施形態に従って、レチクル111の露光用パターンからの露光光ELでウェハ141を露光し且つ露光されたウェハ141を現像するステップS204、デバイス組み立て処理(ダイシング処理、ボンディング処理、パッケージ処理等の加工処理)を含むステップS205及び検査ステップS206を含んでいてもよい。
A microdevice such as a semiconductor device may be manufactured through the steps shown in FIG. The steps for manufacturing the microdevice include: step S201 for performing the function and performance design of the microdevice; step S202 for manufacturing the
上述の各実施形態の構成要件の少なくとも一部は、上述の各実施形態の構成要件の少なくとも他の一部と適宜組み合わせることができる。上述の各実施形態の構成要件のうちの一部が用いられなくてもよい。また、法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態で引用した露光装置等に関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。 At least a part of the configuration requirements of each embodiment described above can be appropriately combined with at least another part of the configuration requirements of each embodiment described above. Some of the configuration requirements of the above-described embodiments may not be used. In addition, as long as it is permitted by law, the disclosure of all published publications and US patents related to the exposure apparatus and the like cited in each of the above-described embodiments is incorporated as part of the description of the text.
本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う露光装置及び露光方法並びにデバイス製造方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the spirit or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification. An exposure method and a device manufacturing method are also included in the technical scope of the present invention.
1 露光装置
11 レチクルステージ
111 レチクル
111PA パターン領域
111RA レチクルアライメントマーク
112 レチクルステージ駆動系
113 レチクルステージ定盤
113a 開口
114 凹部
114a 開口
114SL スライダ
115 レチクルフィデュシャル板
115FA アライメントマーク
115MA マーク領域
116 レチクルレーザ干渉計
116a 移動鏡
119 レチクルアライメント検出系
12 照明系
13 投影光学系
14 ウェハステージ
141 ウェハ
142 ウェハステージ駆動系
144 基準板
146 ウェハレーザ干渉計
146a 移動鏡
15 スペックル計測装置
151 光源
152 光学部材
153 集光レンズ
154 投影レンズ
155 ピンホール板
156 受光素子
16 主制御装置
17 メモリ
25 駆動機構
DESCRIPTION OF
Claims (42)
前記マスクの所定面に対して、前記所定面に対する入射角度が互いに異なる複数の計測光を照射する光照射部と、
前記所定面で反射又は散乱された前記複数の計測光の少なくとも一部を検出するセンサ部と
を備える露光装置。 An exposure apparatus that irradiates a mask with an energy beam and transfers a mask pattern formed on the pattern surface of the mask to an object,
A light irradiation unit configured to irradiate a plurality of measurement lights having different incidence angles with respect to the predetermined surface of the mask;
An exposure apparatus comprising: a sensor unit that detects at least some of the plurality of measurement lights reflected or scattered by the predetermined surface.
請求項1に記載の露光装置。 The exposure apparatus according to claim 1, wherein the light irradiation unit includes a light source that emits reference light, and an optical member that can generate the plurality of measurement lights from the reference light.
請求項2に記載の露光装置。 The exposure apparatus according to claim 2, wherein the optical member includes a first member that can generate the plurality of measurement lights by scattering or reflecting the reference light in a plurality of different directions.
請求項3に記載の露光装置。 The exposure according to claim 3, wherein the first member includes an irradiation surface that is irradiated with the reference light and can generate the plurality of measurement lights by scattering or reflecting the reference light toward a plurality of different directions. apparatus.
請求項4に記載の露光装置。 The exposure apparatus according to claim 4, wherein a random or irregular first uneven pattern is formed on the irradiation surface.
請求項5に記載の露光装置。 The exposure according to claim 5, wherein the first concavo-convex pattern includes at least one of a first convex pattern protruding from the periphery along a direction intersecting the irradiation surface and a first concave pattern recessed from the periphery. apparatus.
請求項6に記載の露光装置。 The exposure apparatus according to claim 6, wherein a size along a direction intersecting the irradiation surface of at least one of the first convex pattern and the first concave pattern is larger than a wavelength of the reference light.
請求項5から7のいずれか一項に記載の露光装置。 The exposure apparatus according to claim 5, wherein the first uneven pattern includes a second uneven pattern different from the mask pattern.
請求項4から8のいずれか一項に記載の露光装置。 The exposure apparatus according to any one of claims 4 to 8, wherein a reflectance of the irradiation surface with respect to the reference light is a predetermined value or more.
請求項2から9のいずれか一項に記載の露光装置。 The exposure apparatus according to claim 2, wherein the optical member includes a second member capable of branching the reference light into the plurality of measurement lights.
前記光学部材は、前記ステージ部に固定されている
請求項2から10のいずれか一項に記載の露光装置。 A movable stage part holding the mask;
The exposure apparatus according to claim 2, wherein the optical member is fixed to the stage unit.
請求項1から11のいずれか一項に記載の露光装置。 The exposure apparatus according to claim 1, wherein the light irradiation unit includes a plurality of light sources that respectively irradiate the plurality of measurement lights.
前記センサ部は、前記マスクの相対向する2つの表面のうちの他方側の表面から伝搬してくる前記複数の計測光の少なくとも一部を検出する
請求項1から12のいずれか一項に記載の露光装置。 The light irradiation unit irradiates the plurality of irradiation lights toward one of the two opposing surfaces of the mask,
The said sensor part detects at least one part of these measurement light which propagates from the surface of the other side of the two surfaces where the said mask mutually opposes. Exposure equipment.
前記センサ部は、前記マスクの相対向する2つの表面のうちの前記一方側の表面から伝搬してくる前記複数の計測光の少なくとも一部を検出する
請求項1から13のいずれか一項に記載の露光装置。 The light irradiation unit irradiates the plurality of irradiation lights toward one of the two opposing surfaces of the mask,
The said sensor part detects at least one part of these measurement light which propagates from the surface of the said one side of the two surfaces where the said mask mutually opposes. The exposure apparatus described.
請求項1から14のいずれか一項に記載の露光装置。 The exposure apparatus according to claim 1, wherein an optical axis of an irradiation optical system including the light irradiation unit is different from an optical axis of a sensor optical system including the sensor unit.
前記センサ部は、前記ステージ部に固定されている
請求項1から15のいずれか一項に記載の露光装置。 A movable stage part holding the mask;
The exposure apparatus according to any one of claims 1 to 15, wherein the sensor unit is fixed to the stage unit.
請求項1から16のいずれか一項に記載の露光装置。 2. The sensor unit acquires information on speckles generated by irradiating the predetermined surface with at least some of the plurality of measurement lights by detecting at least some of the plurality of measurement lights. The exposure apparatus according to any one of items 16 to 16.
前記光照射部は、前記第3凹凸パターンに対して、前記所定面に対する入射角度が異なる複数の計測光を照射する
請求項1から17のいずれか一項に記載の露光装置。 The predetermined surface is formed with a third concavo-convex pattern regularly arranged along the first direction,
The exposure apparatus according to claim 1, wherein the light irradiation unit irradiates the third uneven pattern with a plurality of measurement lights having different incident angles with respect to the predetermined surface.
請求項1から18のいずれか一項に記載の露光装置。 The exposure apparatus according to any one of claims 1 to 18, further comprising a moving unit that moves at least one of the light irradiation unit and the sensor unit.
前記マスクの所定面に対して計測光を照射する光照射部と、
前記所定面で反射又は散乱された前記計測光の少なくとも一部を検出するセンサ部と、
前記光照射部及び前記センサ部の少なくとも一方を移動させる移動部と
を備える露光装置。 An exposure apparatus that irradiates a mask with an energy beam and transfers a mask pattern formed on the pattern surface of the mask to an object,
A light irradiation unit for irradiating measurement light to a predetermined surface of the mask;
A sensor unit for detecting at least a part of the measurement light reflected or scattered by the predetermined surface;
An exposure apparatus comprising: a moving unit that moves at least one of the light irradiation unit and the sensor unit.
前記移動部は、前記光照射部及び前記センサ部の少なくとも一方を、前記パターン面に平行であって且つ前記ステージ部の移動方向に交わる方向に沿って移動させる
請求項19又は20に記載の露光装置。 A movable stage part holding the mask;
The exposure according to claim 19 or 20, wherein the moving unit moves at least one of the light irradiation unit and the sensor unit along a direction parallel to the pattern surface and intersecting a moving direction of the stage unit. apparatus.
前記移動部は、前記光照射部が前記計測光を照射する前記所定面が、前記パターン面に平行であって且つ前記ステージ部の移動方向に交わる方向に沿って移動するように、前記光照射部を移動させる
請求項19から21のいずれか一項に記載の露光装置。 A movable stage part holding the mask;
The moving unit is configured to irradiate the light such that the predetermined surface on which the light irradiating unit irradiates the measurement light moves in a direction parallel to the pattern surface and intersecting the moving direction of the stage unit. The exposure apparatus according to any one of claims 19 to 21, wherein the part is moved.
前記移動部は、前記センサ部が検出する前記計測光が反射又は散乱される前記所定面が、前記パターン面に平行であって且つ前記ステージ部の移動方向に交わる方向に沿って移動するように、前記センサ部を移動させる
請求項19から22のいずれか一項に記載の露光装置。 A movable stage part holding the mask;
The moving unit moves so that the predetermined surface on which the measurement light detected by the sensor unit is reflected or scattered is parallel to the pattern surface and intersects the moving direction of the stage unit. The exposure apparatus according to claim 19, wherein the sensor unit is moved.
請求項19から22のいずれか一項に記載の露光装置。 The moving unit includes the light irradiation unit and the sensor based on a position of a part of the pattern surface on which the part of the pattern surface actually used for the exposure is formed in the pattern surface. The exposure apparatus according to any one of claims 19 to 22, wherein at least one of the parts is moved.
請求項24に記載の露光装置。 The exposure apparatus according to claim 24, wherein the moving unit moves at least one of the light irradiation unit and the sensor unit such that the predetermined surface is included in the partial pattern surface.
前記移動部は、前記複数のセンサ部の夫々を移動させる
請求項19から25のいずれか一項に記載の露光装置。 A plurality of sensor units that detect measurement light reflected or scattered by the predetermined surfaces that are different from each other,
The exposure apparatus according to any one of claims 19 to 25, wherein the moving unit moves each of the plurality of sensor units.
前記センサ部は、前記第1のタイミングとは異なる第3のタイミングに、前記計測光の少なくとも一部を検出する
請求項1から25のいずれか一項に記載の露光装置。 The light irradiation unit irradiates the predetermined surface with the measurement light at a second timing different from the first timing at which the mask pattern is transferred to the object,
The exposure apparatus according to any one of claims 1 to 25, wherein the sensor unit detects at least a part of the measurement light at a third timing different from the first timing.
前記マスクパターンが前記物体に転写されている第1のタイミングとは異なる第2のタイミングに、前記マスクの所定面に対して計測光を照射する光照射部と、
前記第1のタイミングとは異なる第3のタイミングに、前記所定面で反射又は散乱された前記計測光の少なくとも一部を検出するセンサ部と
を備える露光装置。 An exposure apparatus that irradiates a mask with an energy beam and transfers a mask pattern formed on the pattern surface of the mask to an object,
A light irradiating unit that irradiates a predetermined surface of the mask with measurement light at a second timing different from the first timing at which the mask pattern is transferred to the object;
An exposure apparatus comprising: a sensor unit that detects at least a part of the measurement light reflected or scattered by the predetermined surface at a third timing different from the first timing.
前記第2のタイミング及び前記第3のタイミングの少なくとも一方は、前記物体ステージ部が保持する前記物体が交換されるタイミングの少なくとも一部を含む
請求項27又は28に記載の露光装置。 A movable object stage unit for holding the object;
The exposure apparatus according to claim 27 or 28, wherein at least one of the second timing and the third timing includes at least a part of a timing at which the object held by the object stage unit is replaced.
請求項27から29のいずれか一項に記載の露光装置。 30. The exposure apparatus according to any one of claims 27 to 29, wherein at least one of the second timing and the third timing includes at least a part of a timing for measuring an operation parameter or a state parameter of the exposure apparatus. .
請求項27から30のいずれか一項に記載の露光装置。 The exposure according to any one of claims 27 to 30, wherein at least one of the second timing and the third timing includes at least a part of a timing at which the predetermined surface is positioned outside an optical path of the energy beam. apparatus.
前記第2のタイミング及び前記第3のタイミングの少なくとも一方は、前記マスクアライメントマークを用いて前記第1計測部が前記マスクの位置を計測するタイミングの少なくとも一部を含む
請求項27から31のいずれか一項に記載の露光装置。 A first measurement unit that measures the position of the mask using a mask alignment mark formed on the mask;
32. At least one of the second timing and the third timing includes at least a part of timing at which the first measurement unit measures the position of the mask using the mask alignment mark. An exposure apparatus according to claim 1.
請求項27から32のいずれか一項に記載の露光装置。 The exposure apparatus according to any one of claims 27 to 32, wherein at least a part of the second timing overlaps at least a part of the third timing.
前記センサ部が検出した前記計測光の少なくとも一部であって且つ前記所定面で反射又は散乱された前記計測光の少なくとも一部に基づいて、前記パターン面における所定領域の変動量を算出する算出部と
を更に備え、
前記マスクステージ部には、基準パターンが形成された基準部材が設けられ、
前記光照射部は、前記第1のタイミングとは異なる第4のタイミングに、前記基準部材に対して前記計測光を照射し、
前記センサ部は、前記第1のタイミングとは異なる第5のタイミングに、前記基準部材で反射又は散乱された前記計測光の少なくとも一部を検出し、
前記算出部は、前記センサ部が検出した前記計測光の少なくとも一部であって且つ前記基準部材で反射又は散乱された前記計測光の少なくとも一部に基づいて、前記センサ部のドリフトに起因する前記変動量の計測誤差を算出する
請求項27から33のいずれか一項に記載の露光装置。 A movable mask stage portion for holding the mask;
Calculation for calculating a variation amount of a predetermined region on the pattern surface based on at least a part of the measurement light detected by the sensor unit and reflected or scattered by the predetermined surface And further comprising
The mask stage portion is provided with a reference member on which a reference pattern is formed,
The light irradiation unit irradiates the measurement light to the reference member at a fourth timing different from the first timing,
The sensor unit detects at least a part of the measurement light reflected or scattered by the reference member at a fifth timing different from the first timing,
The calculation unit is caused by a drift of the sensor unit based on at least a part of the measurement light detected by the sensor unit and reflected or scattered by the reference member. The exposure apparatus according to any one of claims 27 to 33, wherein a measurement error of the fluctuation amount is calculated.
前記第4のタイミング及び前記第5のタイミングの少なくとも一方は、前記物体ステージ部が保持する前記物体が交換されるタイミングの少なくとも一部を含む
請求項34に記載の露光装置。 A movable object stage unit for holding the object;
35. The exposure apparatus according to claim 34, wherein at least one of the fourth timing and the fifth timing includes at least a part of a timing at which the object held by the object stage unit is replaced.
請求項34又は35に記載の露光装置。 36. The exposure apparatus according to claim 34 or 35, wherein at least one of the fourth timing and the fifth timing includes at least a part of a timing for measuring an operation parameter or a state parameter of the exposure apparatus.
請求項34から36のいずれか一項に記載の露光装置。 37. The exposure according to any one of claims 34 to 36, wherein at least one of the fourth timing and the fifth timing includes at least a part of a timing at which the predetermined surface is located outside an optical path of the energy beam. apparatus.
前記第4のタイミング及び前記第5のタイミングの少なくとも一方は、前記マスクアライメントマークを用いて前記計測部が前記マスクの位置を計測するタイミングの少なくとも一部を含む
請求項34から37のいずれか一項に記載の露光装置。 A measuring unit that measures the position of the mask using a mask alignment mark formed on the mask;
38. At least one of the fourth timing and the fifth timing includes at least a part of timing at which the measurement unit measures the position of the mask using the mask alignment mark. The exposure apparatus according to item.
前記マスクの所定面に対して、前記所定面に対する入射角度が互いに異なる複数の計測光を照射し、
前記所定面で反射又は散乱された前記複数の計測光の少なくとも一部を検出する
露光方法。 An exposure method for irradiating a mask with an energy beam and transferring a mask pattern formed on the pattern surface of the mask to an object,
Irradiating a predetermined surface of the mask with a plurality of measurement lights having different incident angles with respect to the predetermined surface;
An exposure method for detecting at least a part of the plurality of measurement lights reflected or scattered by the predetermined surface.
光照射部を用いて、前記マスクの所定面に対して計測光を照射し、
センサ部を用いて、前記所定面で反射又は散乱された前記計測光の少なくとも一部を検出し、
前記光照射部及び前記センサ部の少なくとも一方を移動させる
露光方法。 An exposure method for irradiating a mask with an energy beam and transferring a mask pattern formed on the pattern surface of the mask to an object,
Using a light irradiation unit, irradiate measurement light to a predetermined surface of the mask,
Using a sensor unit, detect at least a part of the measurement light reflected or scattered by the predetermined surface,
An exposure method for moving at least one of the light irradiation unit and the sensor unit.
前記マスクパターンが前記物体に転写されている第1のタイミングとは異なる第2のタイミングに、前記マスクの所定面に対して計測光を照射し、
前記第1のタイミングとは異なる第3のタイミングに、前記所定面で反射又は散乱された前記計測光の少なくとも一部を検出する
露光方法。 An exposure method for irradiating a mask with an energy beam and transferring a mask pattern formed on the pattern surface of the mask to an object,
Irradiating the predetermined surface of the mask with measurement light at a second timing different from the first timing at which the mask pattern is transferred to the object;
An exposure method that detects at least a part of the measurement light reflected or scattered by the predetermined surface at a third timing different from the first timing.
前記マスクパターンが転写された前記感応基板を現像する
デバイス製造方法。 The mask pattern is transferred to a sensitive substrate by the exposure method according to any one of claims 39 to 41,
A device manufacturing method for developing the sensitive substrate to which the mask pattern is transferred.
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