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JP2018077311A - Measurement device, exposure device, and article production method - Google Patents

Measurement device, exposure device, and article production method Download PDF

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JP2018077311A
JP2018077311A JP2016218265A JP2016218265A JP2018077311A JP 2018077311 A JP2018077311 A JP 2018077311A JP 2016218265 A JP2016218265 A JP 2016218265A JP 2016218265 A JP2016218265 A JP 2016218265A JP 2018077311 A JP2018077311 A JP 2018077311A
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JP
Japan
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measurement
measuring
light
wafer
measuring instrument
Prior art date
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Pending
Application number
JP2016218265A
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Japanese (ja)
Inventor
憲稔 坂本
Noritoshi Sakamoto
憲稔 坂本
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

【課題】計測対象物の面位置の計測精度の点で有利な技術を提供する。【解決手段】計測装置は、計測光を対象物の第1計測点に所定の入射角で入射させ、対象物で反射された計測光を受光することにより対象物の面位置を計測する第1計測器と、計測光を対象物の第2計測点に所定の入射角で入射させ、対象物で反射された計測光を受光することにより対象物の面位置を計測する第2計測器とを含む。第2計測器は、第1計測点とは異なる第2計測点に、第1計測器が第1計測点に計測光を入射させる方位とは異なる方位から計測光を入射させるように配置される。【選択図】 図3A technique advantageous in terms of measurement accuracy of a surface position of a measurement object is provided. A measuring apparatus causes a measurement light to be incident on a first measurement point of an object at a predetermined incident angle, and receives a measurement light reflected by the object to measure a surface position of the object. A measuring instrument and a second measuring instrument that measures the surface position of the object by causing the measuring light to enter the second measurement point of the object at a predetermined incident angle and receiving the measurement light reflected by the object. Including. The second measuring instrument is arranged at a second measuring point different from the first measuring point so that the measuring light is incident from a direction different from the direction in which the first measuring instrument enters the first measuring point. . [Selection] Figure 3

Description

本発明は、計測装置、露光装置、及び物品製造方法に関する。   The present invention relates to a measurement apparatus, an exposure apparatus, and an article manufacturing method.

近年、半導体デバイスの実装として、フリップチップによる実装が採用されるケースが増えてきている。フリップチップ実装に対応した半導体デバイスの製造工程には、はんだボールをデバイス上に形成する工程が含まれる。はんだボールを形成する方法の1つとしてメッキによる形成法がある。メッキによってはんだボールを形成するためには、基板(ウエハ)上に形成された導電性膜とメッキ装置の電極を接触させて導通をとる必要がある。   In recent years, flip chip mounting is increasingly used as semiconductor device mounting. The manufacturing process of a semiconductor device corresponding to flip chip mounting includes a process of forming solder balls on the device. One method for forming solder balls is a plating method. In order to form a solder ball by plating, it is necessary to bring the conductive film formed on the substrate (wafer) into contact with the electrode of the plating apparatus.

特許文献1は、導電性膜の上に形成されているレジスト膜の電極を接触させる部分を剥離する方法を開示している。レジストがネガレジストの場合には、露光中にウエハ周辺部に光が当たらないようにすればよい。これに関し、特許文献2は、露光中に、ウエハ上に遮光板を配置する方法を開示している。   Patent Document 1 discloses a method of peeling a portion of a resist film that is formed on a conductive film in contact with an electrode. When the resist is a negative resist, it is only necessary to prevent light from being applied to the periphery of the wafer during exposure. In this regard, Patent Document 2 discloses a method of arranging a light shielding plate on a wafer during exposure.

特公平2−51254号公報Japanese Examined Patent Publication No. 2-51254 米国特許第6680774号明細書US Pat. No. 6,680,774

特許文献2に記載されているように、ウエハ露光時には、ウエハ周辺部を遮光した状態で露光を実施するため、露光時にはウエハ上に遮光物を配置した状態となる。ウエハを露光する際には、光斜入射系の計測装置でウエハの所定位置における表面位置を計測し、ウエハ表面を最適な露光結像位置に合わせ込む補正を行う必要がある。しかし、ウエハ周辺部では、遮光物により斜入射光の光線が蹴られて計測できず、フォーカス精度が低下しうる。これはウエハ周辺部に関わらず、斜入射光で計測する領域の周辺部に遮光物があれば発生しうる課題である。   As described in Patent Document 2, since exposure is performed with the wafer peripheral portion shielded from light at the time of wafer exposure, a light shielding object is disposed on the wafer at the time of exposure. When exposing a wafer, it is necessary to measure the surface position of the wafer at a predetermined position with a light oblique incidence type measuring device and to correct the wafer surface to the optimum exposure image formation position. However, at the wafer peripheral portion, the light of the oblique incident light is kicked by the light shielding member and cannot be measured, and the focus accuracy can be lowered. This is a problem that may occur if there is a light-shielding object in the peripheral part of the region measured by obliquely incident light regardless of the peripheral part of the wafer.

本発明は、計測対象物の表面位置の計測精度の点で有利な技術を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the technique advantageous at the point of the measurement precision of the surface position of a measurement object.

本発明の一側面によれば、対象物の面位置を計測する複数の計測器を有する計測装置であって、前記複数の計測器は、計測光を前記対象物の計測領域における複数の計測点のうちの第1計測点に所定の入射角で入射させ、前記対象物で反射された前記計測光を受光することにより前記対象物の面位置を計測する、第1計測器と、計測光を前記複数の計測点のうち前記第1計測点とは異なる第2計測点に所定の入射角で入射させ、前記対象物で反射された前記計測光を受光することにより前記対象物の面位置を計測する、第2計測器とを含み、前記第2計測器は、前記第2計測点に、前記第1計測器が前記第1計測点に前記計測光を入射させる方位とは異なる方位から前記計測光を入射させるように配置されていることを特徴とする計測装置が提供される。   According to one aspect of the present invention, a measuring apparatus having a plurality of measuring devices for measuring a surface position of an object, wherein the plurality of measuring devices emit a plurality of measurement points in a measurement region of the object. A first measuring instrument for measuring the surface position of the object by receiving the measurement light reflected by the object and receiving the measurement light reflected by the object; The surface position of the object is determined by entering the second measurement point different from the first measurement point among the plurality of measurement points at a predetermined incident angle and receiving the measurement light reflected by the object. A second measuring device that measures the second measuring device from an orientation different from the orientation in which the first measuring device enters the first measuring point at the second measuring point. A measuring device characterized by being arranged to allow measurement light to enter. It is subjected.

本発明によれば、計測対象物の面位置の計測精度の点で有利な技術が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the technique advantageous at the point of the measurement precision of the surface position of a measurement object is provided.

実施形態に係る露光装置の構成を示す図。1 is a diagram showing a configuration of an exposure apparatus according to an embodiment. 実施形態におけるウエハ上のショットレイアウトとアライメントマークの例を示す図。FIG. 5 is a view showing an example of a shot layout and alignment marks on a wafer in the embodiment. 実施形態における計測装置の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the measuring device in embodiment. 実施形態における計測器の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the measuring device in embodiment. 実施形態におけるウエハの平面図および側面図。The top view and side view of a wafer in an embodiment. 従来の計測装置を説明する図。The figure explaining the conventional measuring device. 遮光物によるウエハの計測限界を説明する図。The figure explaining the measurement limit of the wafer by a light-shielding object. 各計測器を用いた場合における遮光物による遮光領域について説明する図。The figure explaining the light-shielding area | region by the light-shielding object at the time of using each measuring device. 実施形態における計測器の選択について説明する図。The figure explaining selection of the measuring device in an embodiment. 実施形態における計測装置の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the measuring device in embodiment. 実施形態における計測器の選択について説明する図。The figure explaining selection of the measuring device in an embodiment. 実施形態におけるシフトフォーカスを説明する図。The figure explaining the shift focus in embodiment. 実施形態における計測装置による計測方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the measuring method by the measuring device in embodiment. 実施形態における露光装置による露光方法を示すフローチャート。6 is a flowchart showing an exposure method by the exposure apparatus in the embodiment.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、以下の実施形態は本発明の実施の具体例を示すにすぎない。また、以下の実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の課題解決のために必須のものであるとは限らない。各図において同一の部材については同一の参照番号を付す。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, The following embodiment shows only the specific example of implementation of this invention. Moreover, not all combinations of features described in the following embodiments are indispensable for solving the problems of the present invention. In each figure, the same reference numerals are assigned to the same members.

<第1実施形態>
図1は、本発明の計測装置が適用される、実施形態に係る露光装置100の構成を示す図である。図2には、基板であるウエハ3のショットレイアウトとアライメントマークを例示する図である。図1において、露光装置100は、原版であるレチクル1を保持するレチクルステージ2と、基板であるウエハ3を保持して移動可能なウエハステージ4と、レチクルステージ2に保持されているレチクル1を露光光で照明する照明光学系5とを備える。ウエハ3の周辺部には、ウエハ外周部に遮光物501が配置されている。露光装置100は更に、露光光で照明されたレチクル1のレチクルパターン像をウエハステージ4に保持されたウエハ3に投影して露光する投影光学系6と、露光装置全体の動作を統括して制御する制御部20とを備える。制御部20は、例えばCPU21及びメモリ22を含みうる。メモリ22には、各種制御データや、CPU21によって実行される露光装置の制御プログラム等が記憶されている。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a view showing the arrangement of an exposure apparatus 100 according to an embodiment to which the measurement apparatus of the present invention is applied. FIG. 2 is a diagram illustrating a shot layout and alignment marks of the wafer 3 as a substrate. In FIG. 1, an exposure apparatus 100 includes a reticle stage 2 that holds a reticle 1 that is an original, a wafer stage 4 that is movable while holding a wafer 3 that is a substrate, and a reticle 1 that is held on the reticle stage 2. And an illumination optical system 5 that illuminates with exposure light. In the periphery of the wafer 3, a light shield 501 is disposed on the outer periphery of the wafer. The exposure apparatus 100 further controls the projection optical system 6 that projects and exposes the reticle pattern image of the reticle 1 illuminated with exposure light onto the wafer 3 held on the wafer stage 4 and the overall operation of the exposure apparatus. And a control unit 20 that performs. The control unit 20 can include, for example, a CPU 21 and a memory 22. The memory 22 stores various control data, an exposure apparatus control program executed by the CPU 21, and the like.

露光装置100は例えば、レチクル1とウエハ3とを走査方向に互いに同期して移動させつつレチクル1に形成されたレチクルパターンをウエハ3に露光する走査型露光装置(スキャニングステッパー)でありうる。なお露光装置100は、レチクル1を固定しレチクルパターンをウエハ3に露光するタイプの露光装置(ステッパー)であってもよいが、本実施形態では、露光装置100は走査型露光装置であるとして説明する。   The exposure apparatus 100 can be, for example, a scanning exposure apparatus (scanning stepper) that exposes the reticle pattern formed on the reticle 1 onto the wafer 3 while moving the reticle 1 and the wafer 3 in synchronization with each other in the scanning direction. The exposure apparatus 100 may be an exposure apparatus (stepper) of a type that fixes the reticle 1 and exposes the reticle pattern onto the wafer 3, but in the present embodiment, the exposure apparatus 100 is described as a scanning exposure apparatus. To do.

以下の説明において、投影光学系6の光軸方向をZ軸方向とし、Z軸方向に垂直な平面内においてレチクル1及びウエハ3の移動方向(走査方向)をY軸方向とし、Z軸方向及びY軸方向に垂直な方向をX軸方向とする。また、X軸、Y軸及びZ軸まわりの回転方向をそれぞれ、θX、θY及びθZ方向とする。   In the following description, the optical axis direction of the projection optical system 6 is the Z-axis direction, and the moving direction (scanning direction) of the reticle 1 and the wafer 3 in the plane perpendicular to the Z-axis direction is the Y-axis direction. A direction perpendicular to the Y-axis direction is taken as an X-axis direction. The rotation directions around the X, Y, and Z axes are the θX, θY, and θZ directions, respectively.

レチクル1上の所定の照明領域は、照明光学系5により均一な照度分布の露光光で照明される。照明光学系5における光源には、水銀ランプ、KrFエキシマレーザ、ArFエキシマレーザ、F2レーザ等を用いることができる。あるいは、より微細な半導体素子等を製造するために、照明光学系5は、波長が数nm〜百nmの極端紫外光(Extreme Ultra Violet:EUV光)を発するものであってもよい。   A predetermined illumination area on the reticle 1 is illuminated with exposure light having a uniform illuminance distribution by the illumination optical system 5. As the light source in the illumination optical system 5, a mercury lamp, a KrF excimer laser, an ArF excimer laser, an F2 laser, or the like can be used. Alternatively, in order to manufacture a finer semiconductor element or the like, the illumination optical system 5 may emit extreme ultraviolet light (Extreme Ultra Violet: EUV light) having a wavelength of several nm to hundred nm.

レチクルステージ2は、投影光学系6の光軸に垂直な平面内、すなわちXY平面内で2次元移動可能及びθZ方向に微小回転可能である。本実施形態では3軸駆動を示しているが、1軸駆動から6軸駆動のうちのいずれでもよい。レチクルステージ2はリニアモータ等のレチクルステージ駆動装置(不図示)により駆動され、レチクルステージ駆動装置は制御部20により制御される。レチクルステージ2上にはミラー7が設けられている。また、このミラー7に対向する位置にはこのミラー7の位置を計測するためのXY方向用のレーザ干渉計9が設けられている。レチクルステージ2上のレチクル1の2次元方向の位置及び回転角はこのレーザ干渉計9によりリアルタイムで計測され、計測結果は制御部20に出力される。制御部20はこのレーザ干渉計9の計測結果に基づいてレチクルステージ駆動装置を駆動することでレチクルステージ2に支持されているレチクル1の位置決めを行う。   The reticle stage 2 can be two-dimensionally moved in a plane perpendicular to the optical axis of the projection optical system 6, that is, an XY plane, and can be slightly rotated in the θZ direction. In the present embodiment, three-axis driving is shown, but any of one-axis driving to six-axis driving may be used. The reticle stage 2 is driven by a reticle stage driving device (not shown) such as a linear motor, and the reticle stage driving device is controlled by the control unit 20. A mirror 7 is provided on the reticle stage 2. Further, an XY-direction laser interferometer 9 for measuring the position of the mirror 7 is provided at a position facing the mirror 7. The two-dimensional position and rotation angle of the reticle 1 on the reticle stage 2 are measured in real time by the laser interferometer 9, and the measurement result is output to the control unit 20. The control unit 20 positions the reticle 1 supported by the reticle stage 2 by driving the reticle stage drive device based on the measurement result of the laser interferometer 9.

投影光学系6は、レチクル1のレチクルパターンを所定の投影倍率βでウエハ3に投影して露光するものであって、複数の光学素子で構成されている。本実施形態において、投影光学系6は、投影倍率βが例えば1/4あるいは1/5の縮小投影系である。   The projection optical system 6 projects and exposes the reticle pattern of the reticle 1 onto the wafer 3 at a predetermined projection magnification β, and is composed of a plurality of optical elements. In the present embodiment, the projection optical system 6 is a reduction projection system having a projection magnification β of, for example, 1/4 or 1/5.

ウエハステージ4は、ウエハ3を不図示のウエハチャックを介して保持するθZチルトステージと、θZチルトステージを支持する不図示のXYステージと、XYステージを支持する不図示のベースとを備えている。ウエハステージ4は、リニアモータ等のウエハステージ駆動装置(不図示)により駆動される。ウエハステージ駆動装置は制御部20により制御される。すなわち本実施形態においては、制御部20はウエハステージの駆動制御部としても機能しうる。また、ウエハステージ4上にはウエハステージ4とともに移動するミラー8が設けられている。また、このミラー8に対向する位置にはXY方向を計測するためのレーザ干渉計10とZ方向を計測するためのレーザ干渉計12が設けられている。ウエハステージ4のXY方向の位置及びθはレーザ干渉計10によりリアルタイムで計測され、計測結果は制御部20に出力される。また、ウエハステージ4のZ方向の位置、θX、θYについてはレーザ干渉計12によりリアルタイムで計測され、計測結果は制御部20に出力される。ウエハステージ4は、レーザ干渉計10及び12の計測結果に基づいてウエハステージ駆動装置を通してウエハステージ4を駆動することにより、ウエハステージ4に保持されているウエハ3の位置決めを行う。   The wafer stage 4 includes a θZ tilt stage that holds the wafer 3 via a wafer chuck (not shown), an XY stage (not shown) that supports the θZ tilt stage, and a base (not shown) that supports the XY stage. . The wafer stage 4 is driven by a wafer stage driving device (not shown) such as a linear motor. The wafer stage driving device is controlled by the control unit 20. That is, in the present embodiment, the control unit 20 can also function as a drive control unit for the wafer stage. A mirror 8 that moves with the wafer stage 4 is provided on the wafer stage 4. In addition, a laser interferometer 10 for measuring the XY direction and a laser interferometer 12 for measuring the Z direction are provided at positions facing the mirror 8. The position of the wafer stage 4 in the XY direction and θ are measured in real time by the laser interferometer 10, and the measurement result is output to the control unit 20. Further, the position of the wafer stage 4 in the Z direction, θX, θY is measured in real time by the laser interferometer 12, and the measurement result is output to the control unit 20. The wafer stage 4 positions the wafer 3 held on the wafer stage 4 by driving the wafer stage 4 through the wafer stage driving device based on the measurement results of the laser interferometers 10 and 12.

レチクルステージ2の近傍には、レチクルアライメント検出系13が設けられている。レチクルアライメント検出系13は、レチクルステージ上に配置されているレチクル1上の不図示のレチクル基準マークと、ウエハステージ4上のステージ基準プレート11にあるレチクルアライメント検出系用基準マーク17(図2参照)と、を検出する。そして、レチクルアライメント検出系13は、例えばCCDカメラなどの光電変換素子を搭載し、レチクル基準マークとレチクルアライメント検出系用基準マーク17からの反射光を検出する。この光電変換素子の信号に基づいて、レチクルとウエハの位置合わせが行われる。このとき、レチクル基準マークとレチクルアライメント検出系用基準マーク17の位置及びフォーカスを合わせることで、レチクルとウエハの相対位置関係(X,Y,Z)を合わせることができる。なお、レチクルアライメント検出系用基準マーク17は反射型でも透過型でもよい。ウエハステージ4のコーナーにあるステージ基準プレート11は、ウエハ3の表面とほぼ同じ高さに設置されている。   A reticle alignment detection system 13 is provided in the vicinity of the reticle stage 2. The reticle alignment detection system 13 includes a reticle reference mark (not shown) on the reticle 1 arranged on the reticle stage and a reticle alignment detection system reference mark 17 on the stage reference plate 11 on the wafer stage 4 (see FIG. 2). ) And are detected. The reticle alignment detection system 13 includes a photoelectric conversion element such as a CCD camera, for example, and detects reflected light from the reticle reference mark and the reticle alignment detection system reference mark 17. Based on the signal from the photoelectric conversion element, alignment between the reticle and the wafer is performed. At this time, the relative positional relationship (X, Y, Z) between the reticle and the wafer can be adjusted by adjusting the position and focus of the reticle reference mark and the reticle alignment detection system reference mark 17. The reticle alignment detection system reference mark 17 may be a reflection type or a transmission type. The stage reference plate 11 at the corner of the wafer stage 4 is installed at almost the same height as the surface of the wafer 3.

オフアクシス(OA)検出系16は、計測光を被検物体であるウエハ3上のウエハアライメントマーク19(図2参照)やステージ基準プレート11上のOA検出系用基準マーク18(図2参照)に照射する照射器を備える。OA検出系16は更に、これらのマークからの反射光を受光する受光器を内部に備え、ウエハアライメントマーク19とOA検出系用基準マーク18のマーク位置を検出する。   The off-axis (OA) detection system 16 uses measurement light as a wafer alignment mark 19 (see FIG. 2) on the wafer 3 as an object to be measured and an OA detection system reference mark 18 on the stage reference plate 11 (see FIG. 2). An irradiator for irradiating the The OA detection system 16 further includes a light receiver that receives reflected light from these marks, and detects the mark positions of the wafer alignment mark 19 and the OA detection system reference mark 18.

フォーカス・チルト検出系としての計測装置15は、計測の対象物であるウエハ3の表面に計測光を投光しウエハ3で反射された計測光を受光することによりウエハ3の高さ方向(Z方向)の位置(面位置)を計測する、複数の計測器を備える。図3は、そのような複数の計測器を備える計測装置15の構成例を示す図である。本実施形態において、計測領域に相当するショット領域505には複数の計測点が設定されている。つまり、これら複数の計測点は基板上の同じショット領域内にある。図3の例では、ショット領域505に3つの計測点505a,505b,505cが設定されている。計測装置15は、複数の計測点505a,505b,505cそれぞれに対する複数の計測器151,152,153を有する。複数の計測器151,152,153の計測結果は面形状データとして制御部20に出力される。ここでは、計測装置15も制御部20によって制御される構成としているが、計測装置15が専用の制御部を備えていてもよい。計測器151は、計測点505aに計測光を投光する投光器1511と、反射光を受光する受光器1512とを含む。計測器152は、計測点505bに計測光を投光する投光器1521と、反射光を受光する受光器1522とを含む。計測器153は、計測点505cに計測光を投光する投光器1531と、反射光を受光する受光器1532とを含む。複数の計測器151,152,153のそれぞれは、ショット領域505における複数の計測点のうち互いに異なる計測点に、他の計測器とは異なる方位から計測光を入射させるように配置されている。すなわち、複数の計測器151,152,153それぞれの、計測光の入射光と反射光とがなす平面は互いに交差している。制御部20は、これら複数の計測器151,152,153から計測に使用する計測器を選択を行う選択部として機能しうる。   The measuring device 15 as a focus / tilt detection system projects measurement light onto the surface of the wafer 3 that is the object of measurement, and receives the measurement light reflected by the wafer 3, thereby measuring the height direction (Z A plurality of measuring instruments for measuring the position (surface position) of the (direction). FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the measuring device 15 including such a plurality of measuring instruments. In the present embodiment, a plurality of measurement points are set in the shot area 505 corresponding to the measurement area. That is, the plurality of measurement points are in the same shot area on the substrate. In the example of FIG. 3, three measurement points 505 a, 505 b, and 505 c are set in the shot area 505. The measuring device 15 includes a plurality of measuring devices 151, 152, and 153 for a plurality of measuring points 505a, 505b, and 505c, respectively. The measurement results of the plurality of measuring instruments 151, 152, 153 are output to the control unit 20 as surface shape data. Here, the measurement device 15 is also controlled by the control unit 20, but the measurement device 15 may include a dedicated control unit. Measuring instrument 151 includes a projector 1511 that projects measurement light onto measurement point 505a, and a light receiver 1512 that receives reflected light. The measuring instrument 152 includes a projector 1521 that projects measurement light onto the measurement point 505b and a light receiver 1522 that receives reflected light. Measuring instrument 153 includes a projector 1531 that projects measurement light onto measurement point 505c, and a light receiver 1532 that receives reflected light. Each of the plurality of measuring instruments 151, 152, and 153 is arranged so that the measurement light is incident on a different measurement point in the shot region 505 from a different direction from the other measurement instruments. That is, the planes formed by the incident light and the reflected light of the measurement light of each of the plurality of measuring instruments 151, 152, and 153 intersect each other. The control unit 20 can function as a selection unit that selects a measuring instrument to be used for measurement from the plurality of measuring instruments 151, 152, and 153.

次に、計測器151の詳細を図4を用いて説明する。投光器1511は、コンデンサレンズ402、パターン板403、レンズ404、及びミラー405を含みうる。また、受光器1522は、ミラー406、レンズ407、及びCCD408を含みうる。光源401から出射した計測光は、コンデンサレンズ402により集光され、パターン板403を照明する。パターン板403のスリットを透過した光はレンズ404、ミラー405を介してウエハ3上に所定の入射角で照射される。パターン板403とウエハ3はレンズ404に関して結像関係をなし、パターン板403のスリットの空中像がウエハ3上に形成される。ウエハ3で反射されたスリット像は、ミラー406、レンズ407によりCCD408上に再結像され、403iのようなパターン板403の各スリットに対応したスリット像からなる信号が得られる。この信号のCCD上での位置ずれを検出することにより、ウエハ3のZ方向の位置が測定される。   Next, details of the measuring instrument 151 will be described with reference to FIG. The projector 1511 can include a condenser lens 402, a pattern plate 403, a lens 404, and a mirror 405. The light receiver 1522 can include a mirror 406, a lens 407, and a CCD 408. The measurement light emitted from the light source 401 is condensed by the condenser lens 402 and illuminates the pattern plate 403. The light transmitted through the slit of the pattern plate 403 is irradiated onto the wafer 3 through the lens 404 and the mirror 405 at a predetermined incident angle. The pattern plate 403 and the wafer 3 form an imaging relationship with respect to the lens 404, and an aerial image of the slit of the pattern plate 403 is formed on the wafer 3. The slit image reflected by the wafer 3 is re-imaged on the CCD 408 by the mirror 406 and the lens 407, and a signal composed of a slit image corresponding to each slit of the pattern plate 403 such as 403i is obtained. By detecting the positional shift of this signal on the CCD, the position of the wafer 3 in the Z direction is measured.

他の計測器152,153の構成も計測器151と同様でありうる。本実施形態では、パターン板403のスリットを用いて計測する構成を示したが、スリットを構成せず、直接計測光をウエハ3に照射して、ウエハ3のZ方向の位置を測定するようにしてもよい。制御部20は、複数の計測器151,152,153の計測結果に基づいてZステージを駆動し、Zステージに保持されているウエハ3のZ軸方向における位置(フォーカス位置)及び傾斜角を調整することが可能である。   The configuration of the other measuring instruments 152 and 153 can be the same as that of the measuring instrument 151. In the present embodiment, the configuration in which measurement is performed using the slit of the pattern plate 403 is shown. However, the slit 3 is not configured, and the wafer 3 is directly irradiated with measurement light to measure the position of the wafer 3 in the Z direction. May be. The control unit 20 drives the Z stage based on the measurement results of the plurality of measuring instruments 151, 152, and 153, and adjusts the position (focus position) and tilt angle of the wafer 3 held on the Z stage in the Z-axis direction. Is possible.

なお、図3では計測装置15が3つの計測器を有する例を示したが、計測器の数は3つに限定されない。また、各計測器が計測光を入射させる方位も任意に設定できる。図3の例では、複数の計測器それぞれが他の計測器とは異なる方位から計測光を入射させるように配置されていたが、全ての計測器が互いに違う方位を向いている構成に限定されない。同じ方位を向く計測器が含まれていてもよい。すなわち、複数の計測器の少なくとも1つが、他の計測器とは異なる方位から計測光を入射させるように配置されていればよい。また、各計測器において、ウエハ3への入射角も各計測器共通にしてもよいし、それぞれ個別に設定してもよい。さらに、複数の計測器の計測点の位置、間隔も任意に設定できる。計測対象に合わせて、条件にあった計測器を選択し計測することが可能である。   Although FIG. 3 shows an example in which the measuring device 15 has three measuring instruments, the number of measuring instruments is not limited to three. Further, the direction in which each measuring instrument enters the measurement light can be arbitrarily set. In the example of FIG. 3, each of the plurality of measuring devices is arranged so that the measurement light is incident from a different direction from the other measuring devices, but is not limited to a configuration in which all the measuring devices are directed in different directions. . Measuring instruments facing the same direction may be included. That is, it is only necessary that at least one of the plurality of measuring instruments is arranged so that the measuring light is incident from a different direction from the other measuring instruments. In each measuring instrument, the incident angle on the wafer 3 may be common to each measuring instrument or may be set individually. Furthermore, the positions and intervals of measurement points of a plurality of measuring instruments can be set arbitrarily. It is possible to select and measure a measuring device that meets the conditions according to the measurement target.

以上をまとめると、本実施形態における計測装置15は、次のような構成を備えているといえる。すなわち、計測装置15は、少なくとも第1計測器と第2計測器とを含む複数の計測器を備える。第1計測器は、計測光を対象物(ウエハ3)の第1計測点に所定の入射角で入射させ、当該対象物で反射された計測光を受光することにより当該対象物の面位置を計測する。また、第2計測器は、計測光を対象物の上記第1計測点とは異なる第2計測点に所定の入射角で入射させ、当該対象物で反射された計測光を受光することにより当該対象物の面位置を計測する。ここで、第2計測器は、第2計測点に、第1計測器が第1計測点に計測光を入射させる方位とは異なる方位から、計測光を入射させるように配置されている。   Summarizing the above, it can be said that the measuring device 15 in the present embodiment has the following configuration. That is, the measuring device 15 includes a plurality of measuring instruments including at least a first measuring instrument and a second measuring instrument. The first measuring instrument causes measurement light to enter the first measurement point of the object (wafer 3) at a predetermined incident angle, and receives the measurement light reflected by the object, thereby determining the surface position of the object. measure. Further, the second measuring instrument makes the measurement light incident on a second measurement point different from the first measurement point of the target object at a predetermined incident angle, and receives the measurement light reflected by the target object. Measure the surface position of the object. Here, the second measuring instrument is arranged so that the measuring light is incident on the second measuring point from a direction different from the direction in which the first measuring instrument enters the measuring light at the first measuring point.

次に、本実施形態における計測装置15の制御について説明する。   Next, control of the measuring device 15 in this embodiment is demonstrated.

図5に、ウエハ3の平面図と側面図を示す。図5に示されるように、ウエハ3の外周部には遮光物501が搭載されている。従来、フォーカス・チルト検出系としての計測装置は、図6に示されるように、ショット領域505内の複数の計測点504に対しすべて同じ方向(例えばZX平面に沿う方向)から計測光503を照射していた。この場合、図5の平面図に示されるように、ウエハ上の一部は遮光物501付近で光線が蹴られてしまう。図5の側面図には、計測光503で遮光物501付近のウエハ3を計測する状況が示されている。計測光503は、ウエハ上に入射角度αで入射し、反射する。図5の側面図において、測定点は、遮光物501の存在により計測光503で測定できる限界位置である。そのため、この測定点より外側は計測することはできない。図5において、遮光領域502は、計測光503が遮光物501により遮光され計測できない領域を示している。計測光503は全てZX面に平行であるため、遮光領域502は図示のような領域となる。図6において、計測光503は5つ光束として示されているが、ZX平面に対して平行であれば1光束でも遮光される遮光領域502は同じになる。なお、計測装置が配置される位置により遮光領域502は変化しうる。   FIG. 5 shows a plan view and a side view of the wafer 3. As shown in FIG. 5, a light shield 501 is mounted on the outer periphery of the wafer 3. Conventionally, a measuring apparatus as a focus / tilt detection system irradiates a plurality of measurement points 504 in a shot area 505 with measurement light 503 from the same direction (for example, a direction along the ZX plane) as shown in FIG. Was. In this case, as shown in the plan view of FIG. 5, a part of the light on the wafer is kicked near the shade 501. The side view of FIG. 5 shows a situation in which the wafer 3 near the light shield 501 is measured with the measurement light 503. The measurement light 503 is incident on the wafer at an incident angle α and reflected. In the side view of FIG. 5, the measurement point is a limit position that can be measured with the measurement light 503 due to the presence of the light shield 501. Therefore, it is not possible to measure outside this measurement point. In FIG. 5, a light shielding region 502 indicates a region where the measurement light 503 is shielded by the light shielding object 501 and cannot be measured. Since all the measurement light 503 is parallel to the ZX plane, the light shielding region 502 is a region as illustrated. In FIG. 6, the measurement light 503 is shown as five light beams. However, if the measurement light 503 is parallel to the ZX plane, the light shielding region 502 that is shielded by one light beam is the same. Note that the light-shielding region 502 can change depending on the position where the measurement device is arranged.

上記した遮光物501による計測限界について、具体的に説明する。Y=0の座標を計測する場合を考える。ZX平面に平行に入射する計測器151とZX平面に対し角度を持って入射する計測器153を比較する。図7はウエハ3の第1象限を示しており、ウエハ周辺部には遮光物501が配置されている。計測器151、153はどちらもウエハ3への入射角および反射角はαとする(図5参照)。   The measurement limit by the above-described light shield 501 will be specifically described. Consider the case where the coordinates of Y = 0 are measured. A measuring instrument 151 that enters parallel to the ZX plane is compared with a measuring instrument 153 that enters the ZX plane at an angle. FIG. 7 shows the first quadrant of the wafer 3, and a light shielding object 501 is arranged around the wafer. In each of the measuring instruments 151 and 153, the incident angle and the reflection angle to the wafer 3 are set to α (see FIG. 5).

ウエハ3の中心から遮光物501までの半径をRとし、ZX平面に対し角度を持ち入射する計測器153において、ZX面とのなす角をθとする。また、計測器151において、XY平面内で、遮光物501からの計測限界をLとする。ここで、
L’={R2−(Lsinθ)21/2 ・・・(1)
とする。
Let R be the radius from the center of the wafer 3 to the light shield 501, and θ be the angle between the ZX plane and the measuring instrument 153 incident at an angle with respect to the ZX plane. In the measuring instrument 151, the measurement limit from the light shielding object 501 is set to L in the XY plane. here,
L ′ = {R 2 − (L sin θ) 2 } 1/2 (1)
And

現状より計測範囲が広がる領域Δは次式で表される。
Δ=L−{Lcosθ+(R−L’)} ・・・(2)
ZX平面に平行に入射する計測器151では、測定点701までしか計測できない。一方、ZX平面に対し角度を持って入射する計測器153では、測定点702まで計測することが可能となる。ZX平面に対し角度を持って入射することで、これまで計測できなかった領域がウエハ3の半径方向でΔだけ広がることになる。具体的には、例えばθ=60°、L=26mmとすると、Δ=11.3mmとなるため、現状より、半径方向で11.3mm外側まで計測できることになる。
The region Δ where the measurement range is wider than the current state is expressed by the following equation.
Δ = L− {Lcos θ + (R−L ′)} (2)
The measuring device 151 that enters parallel to the ZX plane can measure only up to the measuring point 701. On the other hand, it is possible to measure up to the measurement point 702 with the measuring instrument 153 that enters the ZX plane with an angle. By entering with an angle with respect to the ZX plane, a region that could not be measured so far spreads by Δ in the radial direction of the wafer 3. Specifically, for example, if θ = 60 ° and L = 26 mm, Δ = 11.3 mm, so that it is possible to measure up to 11.3 mm outside in the radial direction.

次に、計測装置15における各計測器を用いた場合における、ウエハ3上の遮光物501による遮光領域について、図8(a),(b)を用いて説明する。図8(a)において、領域801は、計測器152を使用してウエハ3を計測した場合に、遮光物501によって遮光される領域である。また、図8(b)において、領域802は、計測器153を使用してウエハ3を計測した場合に、遮光物501によって遮光される領域である。なお、計測器151を使用してウエハ3を計測した場合に、遮光物501によって遮光される領域は、図5に遮光領域502として示したとおりである。   Next, the light shielding area by the light shielding object 501 on the wafer 3 when each measuring instrument in the measuring device 15 is used will be described with reference to FIGS. In FIG. 8A, a region 801 is a region that is shielded by the light shield 501 when the wafer 3 is measured using the measuring instrument 152. In FIG. 8B, a region 802 is a region that is shielded by the light shield 501 when the wafer 3 is measured using the measuring instrument 153. Note that, when the wafer 3 is measured using the measuring instrument 151, the area shielded by the light shielding object 501 is as shown as the light shielding area 502 in FIG.

このように、図5、図8(a),(b)に示されるように、ZX平面に対し角度を持って計測光を入射させる計測器を配置することで、遮光物501により遮光される領域が変わる。遮光領域は、計測器のZX面とのなす角をθとすると、ZX平面とθ+90°の面に対して対称の領域となる。   As described above, as shown in FIGS. 5, 8A, and 8B, the light shielding object 501 is shielded by arranging the measuring instrument that makes the measuring light incident at an angle with respect to the ZX plane. The area changes. The light shielding region is a symmetric region with respect to the ZX plane and a plane of θ + 90 °, where θ is an angle formed with the ZX plane of the measuring instrument.

図9を参照して、本実施形態における計測器の選択について説明する。図9には、図5と同様の、計測器151を使用した場合の遮光領域502が示されている。従来のように計測器151だけを使用した場合には、遮光領域502内にある計測点の計測はできなかった。これに対し本実施形態では、計測領域であるショット領域における計測点の位置に応じて複数の計測器151,152,153のうち使用する計測器を選択することにより、遮光領域502内にある計測点の計測も可能にする。本実施形態において、ショット領域の左上方に位置する計測点111,113,114,116,119は、計測器152を選択して計測する。ショット領域の右上方に位置する計測点112,115,117,118,120は、計測器153を選択して計測する。   With reference to FIG. 9, the selection of the measuring instrument in this embodiment is demonstrated. FIG. 9 shows a light shielding area 502 when the measuring instrument 151 is used, similar to FIG. When only the measuring instrument 151 is used as in the prior art, the measurement points in the light shielding area 502 cannot be measured. On the other hand, in the present embodiment, the measurement in the light shielding area 502 is selected by selecting a measuring instrument to be used from the plurality of measuring instruments 151, 152, 153 according to the position of the measurement point in the shot area that is the measurement area. Point measurement is also possible. In the present embodiment, the measurement points 111, 113, 114, 116, and 119 located at the upper left of the shot area are measured by selecting the measuring instrument 152. Measurement points 112, 115, 117, 118 and 120 located on the upper right side of the shot area are measured by selecting the measuring instrument 153.

以下、計測装置15による基板の面位置計測方法(S10)を、図13のフローチャートを参照して説明する。なお、このフローチャートに対応するプログラムはメモリ22に記憶され、CPU21によって実行される。   Hereinafter, the substrate surface position measuring method (S10) by the measuring device 15 will be described with reference to the flowchart of FIG. The program corresponding to this flowchart is stored in the memory 22 and executed by the CPU 21.

まず、S11で、計測対象の計測点の、対象ショット領域における位置に応じて、複数の計測器151,152,153のうちから使用する計測器を選択する。この選択は例えば、ウエハの各ショット領域の各計測点と使用すべき計測器の識別情報との対応関係を規定する情報であるルックアップテーブル(LUT)を予め取得しておき、このLUTを参照することにより行われる。次に、S12で、対象ショット領域の対象計測点の位置が計測装置15の計測位置に来るよう、ウエハ3をウエハステージ4によって駆動する。次に、S13で、当該計測点におけるウエハ3の面位置(高さ)を計測する。その後、S14で、当該ショット領域内に計測すべき次の計測点があるかを判断する。当該ショット領域内に計測すべき次の計測点がある場合には、S11に戻って、次の計測点に対して処理を繰り返す。例えば、1ショット領域内の計測点が3点設定されている場合には、それら3点の計測点の計測が行われるよう、S11で3つの計測器が順次に選択される。当該ショット領域の全ての計測点の計測が終わった場合には処理はS15に進む。   First, in S11, a measuring instrument to be used is selected from a plurality of measuring instruments 151, 152, and 153 according to the position of the measurement point to be measured in the target shot area. For this selection, for example, a lookup table (LUT), which is information defining the correspondence between each measurement point in each shot area of the wafer and the identification information of the measuring instrument to be used, is acquired in advance, and this LUT is referred to. Is done. Next, in step S <b> 12, the wafer 3 is driven by the wafer stage 4 so that the position of the target measurement point in the target shot area comes to the measurement position of the measurement device 15. Next, in S13, the surface position (height) of the wafer 3 at the measurement point is measured. Thereafter, in S14, it is determined whether there is a next measurement point to be measured in the shot area. If there is a next measurement point to be measured in the shot area, the process returns to S11 and the process is repeated for the next measurement point. For example, when three measurement points in one shot area are set, three measuring devices are sequentially selected in S11 so that measurement of these three measurement points is performed. If all the measurement points in the shot area have been measured, the process proceeds to S15.

なお、例えば1ショット領域内の計測点が5点設定されている場合で、例えばそのうち3点の計測点で首尾よく計測が行われた場合には、S14において、当該ショット領域の計測は完了したとしてS15に進むようにしてもよい。1ショット領域内で少なくとも3点の計測が行われればチルトの計算を行うことができる。   For example, when five measurement points in one shot area are set and, for example, when measurement is successfully performed at three measurement points, measurement of the shot area is completed in S14. The process may proceed to S15. Tilt can be calculated if at least three points are measured within one shot area.

あるいは、S13で得られた1つの計測点での反射光が遮光物によって蹴られた場合、反射光が受光器に十分に届かない。例えば、受光器で受光された計測光の光量が閾値以下である場合、制御部20は、反射光が遮光物によって蹴られたことによる検出エラーと判定する。このような検出エラーが生じた場合、S14で、(全ての計測点の計測が終了した場合を除き)他の計測点を他の計測器で計測するためにS11に戻るようにしてもよい。   Alternatively, when the reflected light at one measurement point obtained in S13 is kicked by the light blocking object, the reflected light does not reach the light receiver sufficiently. For example, when the light amount of the measurement light received by the light receiver is equal to or less than the threshold value, the control unit 20 determines that the detection error is caused by the reflected light being kicked by the light shielding object. If such a detection error occurs, the process may return to S11 in order to measure other measurement points with other measuring instruments (except when measurement of all measurement points is completed) in S14.

S15において、未計測のショット領域がある場合(S15でYES)、S11に戻って、次のショット領域に対して処理を繰り返す。全てのショット領域について処理が終わると、計測を終了し、計測結果を面形状データとしてメモリ22に記憶する。   If there is an unmeasured shot area in S15 (YES in S15), the process returns to S11 and the process is repeated for the next shot area. When the processing is completed for all shot areas, the measurement is terminated, and the measurement result is stored in the memory 22 as surface shape data.

このように、計測装置は、それぞれ計測光を照射する方位が異なる複数の計測部を備え、計測点の位置に応じた計測部を選択することで、計測する方位を変更することができる。本実施形態によれば、計測対象物(基板)の周辺部に遮光物が設けられていても、遮光物による遮光領域における計測点を計測することができ、基板表面の面位置の計測精度を向上させることができる。これにより、かかる面位置計測装置を用いた露光装置においては、より高いフォーカス精度が実現され、歩留まりの向上を達成することができる。   As described above, the measurement apparatus includes a plurality of measurement units each having different azimuths for irradiating measurement light, and the measurement direction can be changed by selecting a measurement unit according to the position of the measurement point. According to this embodiment, even if a light shielding object is provided around the measurement object (substrate), measurement points in the light shielding region by the light shielding object can be measured, and the measurement accuracy of the surface position of the substrate surface can be improved. Can be improved. Thereby, in an exposure apparatus using such a surface position measuring apparatus, higher focus accuracy is realized, and an improvement in yield can be achieved.

<第2実施形態>
第2実施形態の計測装置における各計測器の配置例を図10(a),(b)に示す。図3では、1ショット領域内における計測点数を3点とした例を示したが、図10(a),(b)においては、図6に示した従来例と同条件にするため、計測点数は5点としている。図10(a)において、各計測点に対する計測光の入射方位はそれぞれ異なっている。計測装置は、それぞれ独立に制御されうる複数の計測器601〜605を有する。各計測器からの計測光は、ウエハ上に角度αにて入射し、反射する。図10(b)に、各計測器601〜605の詳細配置例を示す。計測器601は、投光器6011および受光器6012を有する。計測器602は、投光器6021および受光器6022を有する。計測器603は、投光器6031および受光器6032を有する。計測器604は、投光器6041および受光器6042を有する。計測器605は、投光器6051および受光器6052を有する。各計測器601〜605は、それぞれ独立しているが、共通の光学系に構成されていてもよいし、それぞれ異なる光学系に構成されていてもよい。
Second Embodiment
An example of arrangement of each measuring instrument in the measuring apparatus according to the second embodiment is shown in FIGS. FIG. 3 shows an example in which the number of measurement points in one shot area is three. However, in FIGS. 10A and 10B, the number of measurement points is set to the same conditions as in the conventional example shown in FIG. Has 5 points. In FIG. 10A, the incident azimuths of the measurement light with respect to each measurement point are different. The measuring device includes a plurality of measuring devices 601 to 605 that can be controlled independently. Measurement light from each measuring instrument is incident on the wafer at an angle α and reflected. FIG. 10B shows a detailed arrangement example of the measuring instruments 601 to 605. The measuring instrument 601 includes a projector 6011 and a light receiver 6012. The measuring instrument 602 includes a projector 6021 and a light receiver 6022. The measuring device 603 includes a projector 6031 and a light receiver 6032. The measuring instrument 604 includes a projector 6041 and a light receiver 6042. The measuring instrument 605 includes a projector 6051 and a light receiver 6052. The measuring instruments 601 to 605 are independent of each other, but may be configured in a common optical system or may be configured in different optical systems.

図11は、図10に示した計測器601〜605の選択について説明する図である。図11においては、説明のため、ウエハ3の第1象限のみが示されている。第1実施形態と同様、ウエハ外周部には遮光物501が搭載されている。図11において、計測器601のみを用いた場合は遮光領域502内の計測点71〜77は全て計測不可であった。これに対し、図10に示された計測器601〜605を選択的に使用することにより、計測点71〜77を計測することが可能となる。各計測器の計測領域は、実施形態1で説明した内容と同じであるため省略する。   FIG. 11 is a diagram for explaining selection of the measuring instruments 601 to 605 shown in FIG. In FIG. 11, only the first quadrant of the wafer 3 is shown for explanation. As in the first embodiment, a light shield 501 is mounted on the outer periphery of the wafer. In FIG. 11, when only the measuring instrument 601 is used, all the measurement points 71 to 77 in the light shielding area 502 cannot be measured. On the other hand, the measurement points 71 to 77 can be measured by selectively using the measuring instruments 601 to 605 shown in FIG. Since the measurement area of each measuring instrument is the same as that described in the first embodiment, a description thereof will be omitted.

具体的には、ショット領域の右下方に位置する計測点71、73、74は、計測器605を選択して計測する。ショット領域の左上方に位置する計測点72、75、77は、計測器603を選択して計測する。ショット領域の左下方に位置する計測点76は、計測器604を選択して計測する。ショット領域の右上方に位置する計測点78は、計測器602を選択して計測する。このように、各計測点のショット領域における位置に応じて、複数の計測器のうち使用する計測器を選択する。これにより、ウエハ上に遮光物があったとしても、複数の計測器の中から遮光物に蹴られることなく計測点に計測光を当てることができ、計測精度を向上させることができる。   Specifically, the measurement points 71, 73, and 74 located on the lower right side of the shot area are measured by selecting the measuring device 605. The measurement points 72, 75, and 77 located in the upper left of the shot area are measured by selecting the measuring device 603. The measurement point 76 located at the lower left of the shot area is measured by selecting the measuring device 604. The measurement point 78 located on the upper right side of the shot area is measured by selecting the measuring device 602. As described above, a measuring instrument to be used is selected from a plurality of measuring instruments according to the position of each measuring point in the shot region. Thereby, even if there is a light blocking object on the wafer, the measurement light can be applied to the measurement point without being kicked by the light blocking object from the plurality of measuring instruments, and the measurement accuracy can be improved.

なお、図11はウエハの第1象限のみを記載したが、第2〜第4象限についても同様である。また、第1、第2実施形態では、1つ計測器が計測する計測点を1点としたが、これに限定されず、1つの計測器が計測する計測点を複数としてもよい。   Although FIG. 11 shows only the first quadrant of the wafer, the same applies to the second to fourth quadrants. In the first and second embodiments, one measurement point is measured by one measuring instrument. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of measuring points measured by one measuring instrument may be used.

<第3実施形態>
図12は、計測器601〜605を用いてシフトフォーカスを実施する実施形態を示している。本実施形態の方法によれば、図11で説明した方法に対してさらに計測精度を高めることができる。図12において、ショット領域82を計測するためには、まずショット領域82を計測器601〜605の下に移動させる。この状態で、計測器605を選択することによりショット領域82の右下方に位置する計測点74のみ計測することが可能である。この状態だと、計測点79の位置にある計測器602では計測できない。しかし、ウエハ3を移動させ、計測点79を計測器603や計測器605の位置まで移動させるシフトフォーカスを行うと、計測器603や計測器605によって計測を行うことが可能となる。こうしてシフトフォーカスを行うことにより、計測精度を更に高めることが可能となる。本方法によれば、ショット領域81の計測点78と、ショット領域83の計測点80および85、ショット領域86の計測点84は、計測器603又は計測器605を選択すれば計測可能となる。
<Third Embodiment>
FIG. 12 shows an embodiment in which shift focus is performed using the measuring instruments 601 to 605. According to the method of the present embodiment, the measurement accuracy can be further increased with respect to the method described in FIG. In FIG. 12, in order to measure the shot area 82, first, the shot area 82 is moved below the measuring instruments 601 to 605. In this state, by selecting the measuring instrument 605, it is possible to measure only the measurement point 74 located at the lower right of the shot area 82. In this state, measurement cannot be performed by the measuring instrument 602 at the measurement point 79. However, if the wafer 3 is moved and shift focus is performed to move the measurement point 79 to the position of the measuring instrument 603 or measuring instrument 605, the measuring instrument 603 or the measuring instrument 605 can perform measurement. By performing the shift focus in this way, it is possible to further improve the measurement accuracy. According to this method, the measurement point 78 of the shot area 81, the measurement points 80 and 85 of the shot area 83, and the measurement point 84 of the shot area 86 can be measured by selecting the measuring instrument 603 or the measuring instrument 605.

計測時間の短縮の観点からは、シフトフォーカスによるウエハ3の移動量が小さくなるよう、使用する計測器を選択することが望ましい。そこで本実施形態では、例えば計測点79を計測する場合、次のような制御が行われる。まず、計測器601の位置にショット領域82の中心が来るようにウエハステージ4を駆動し、ショット領域82の中心に位置する計測点の計測を実施する。その後、計測点79の計測のためのシフトフォーカスにおける移動先を決定する。移動先の候補は、上記したとおり計測器603または計測器605の位置である。このとき、現在位置(ショット領域82の中心)から計測器603までの距離と計測器605までの距離とで近い方の計測器が選択される。図12の例では、ショット領域82の形状からしてショット領域の中心からは計測器605より計測器603の方が近いので、計測器603が選択されることになる。したがって、制御部20は、複数の計測点のうちウエハ3の移動量が小さい計測点を選択し、該選択した計測点が、選択された計測部によって計測光が入射する位置に位置するよう、ウエハ3(すなわちウエハステージ4)を移動させる。なお、この方法はシフトフォーカスを実施する場合に限らず、ウエハステージ4の移動量を小さくするよう計測器を選択して計測すればよい。   From the viewpoint of shortening the measurement time, it is desirable to select a measuring instrument to be used so that the movement amount of the wafer 3 by the shift focus becomes small. Therefore, in the present embodiment, for example, when measuring the measurement point 79, the following control is performed. First, the wafer stage 4 is driven so that the center of the shot area 82 comes to the position of the measuring instrument 601, and measurement of the measurement point located at the center of the shot area 82 is performed. Then, the movement destination in the shift focus for measuring the measurement point 79 is determined. The destination candidate is the position of the measuring instrument 603 or measuring instrument 605 as described above. At this time, the measuring instrument closer to the distance from the current position (center of the shot area 82) to the measuring instrument 603 and the distance to the measuring instrument 605 is selected. In the example of FIG. 12, the measuring instrument 603 is selected because the measuring instrument 603 is closer to the center of the shot area than the measuring instrument 605 from the shape of the shot area 82. Therefore, the control unit 20 selects a measurement point where the movement amount of the wafer 3 is small among the plurality of measurement points, and the selected measurement point is positioned at a position where measurement light is incident by the selected measurement unit. The wafer 3 (that is, the wafer stage 4) is moved. Note that this method is not limited to the case of performing the shift focus, and the measurement may be performed by selecting a measuring instrument so as to reduce the moving amount of the wafer stage 4.

なお、図12ではウエハの第1象限のみを記載して本方法を説明したが、本方法は第2〜第4象限においても同様に適用できる。その際、選択する計測器は変わることに留意されたい。   In FIG. 12, only the first quadrant of the wafer is described to describe the present method. However, the present method can be similarly applied to the second to fourth quadrants. Note that the instrument you choose will change.

次に、図14のフローチャートを参照して、露光装置100による基板の露光方法を説明する。なお、このフローチャートに対応するプログラムはメモリ22に記憶され、CPU21によって実行される。   Next, a substrate exposure method by the exposure apparatus 100 will be described with reference to the flowchart of FIG. The program corresponding to this flowchart is stored in the memory 22 and executed by the CPU 21.

まず、S21で、ウエハ3が露光装置100に搬入され、S22で、OA検出系16によりウエハ3のアライメントが行われる。次に、S10で、計測装置15により図13で説明したウエハの面位置計測が行われ、計測結果である面形状データがメモリ22に記憶される。次に、S23で、ウエハ3は、ウエハステージ4により、露光対象のショット領域の走査を開始するための位置に位置決めされる。その際、ウエハステージ4により、ウエハ3の面形状データに基づいて、投影光学系6の像面からのウエハ3の面位置のずれ量が低減されるようにウエハ3のZ方向の位置(フォーカス)および傾き(チルト)が制御される。S24では、露光対象のショット領域が走査露光される。この走査露光において、制御部20は、像面からのずれ量が低減されるようにウエハ3のZ方向の位置(フォーカス)および傾き(チルト)をウエハステージ4に制御させる。これにより、各ショット領域の走査露光において、ウエハ3の走査と同期してウエハ3の表面を投影光学系6の像面に一致させることができる。S25では、制御部20は、未露光のショット領域があるかを判断する。ここで未露光のショット領域がある場合、S10に戻って次のショット領域に対して処理を繰り返す。全てのショット領域の露光が終了したら、S26で、ウエハ3が露光装置100から搬出される。   First, in S21, the wafer 3 is carried into the exposure apparatus 100, and in S22, the wafer 3 is aligned by the OA detection system 16. Next, in step S <b> 10, the wafer surface position measurement described with reference to FIG. 13 is performed by the measurement device 15, and surface shape data as a measurement result is stored in the memory 22. Next, in S <b> 23, the wafer 3 is positioned by the wafer stage 4 at a position for starting scanning of the shot area to be exposed. At that time, the position (focus) of the wafer 3 in the Z direction is reduced by the wafer stage 4 based on the surface shape data of the wafer 3 so that the amount of deviation of the surface position of the wafer 3 from the image plane of the projection optical system 6 is reduced. ) And tilt (tilt) are controlled. In S24, the shot area to be exposed is subjected to scanning exposure. In this scanning exposure, the control unit 20 controls the wafer stage 4 to control the position (focus) and tilt (tilt) of the wafer 3 in the Z direction so that the amount of deviation from the image plane is reduced. Thereby, in the scanning exposure of each shot area, the surface of the wafer 3 can coincide with the image plane of the projection optical system 6 in synchronization with the scanning of the wafer 3. In S25, the control unit 20 determines whether there is an unexposed shot area. If there is an unexposed shot area, the process returns to S10 and the process is repeated for the next shot area. When the exposure of all the shot areas is completed, the wafer 3 is unloaded from the exposure apparatus 100 in S26.

<物品製造方法の実施形態>
本発明の実施形態に係る物品製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品製造方法は、基板に塗布された感光剤に上記の露光装置を用いて潜像パターンを形成する工程(基板を露光する工程)と、かかる工程で潜像パターンが形成された基板を現像する工程とを含む。更に、かかる製造方法は、他の周知の工程(酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等)を含む。本実施形態の物品製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも1つにおいて有利である。
<Embodiment of article manufacturing method>
The article manufacturing method according to the embodiment of the present invention is suitable for manufacturing an article such as a micro device such as a semiconductor device or an element having a fine structure. In the article manufacturing method of the present embodiment, a latent image pattern is formed on the photosensitive agent applied to the substrate using the above-described exposure apparatus (a step of exposing the substrate), and the latent image pattern is formed in this step. Developing the substrate. Further, the manufacturing method includes other well-known steps (oxidation, film formation, vapor deposition, doping, planarization, etching, resist stripping, dicing, bonding, packaging, and the like). The article manufacturing method of this embodiment is advantageous in at least one of the performance, quality, productivity, and production cost of the article as compared with the conventional method.

15:計測装置、151,152,153:計測器、1511,1521,1531:投光器、1512,1522,1532:受光器 15: Measuring device, 151, 152, 153: Measuring instrument, 1511, 1521, 1531: Light projector, 1512, 1522, 1532: Light receiver

Claims (11)

対象物の面位置を計測する複数の計測器を有する計測装置であって、
前記複数の計測器は、
計測光を前記対象物の計測領域における複数の計測点のうちの第1計測点に所定の入射角で入射させ、前記対象物で反射された前記計測光を受光することにより前記対象物の面位置を計測する、第1計測器と、
計測光を前記複数の計測点のうち前記第1計測点とは異なる第2計測点に所定の入射角で入射させ、前記対象物で反射された前記計測光を受光することにより前記対象物の面位置を計測する、第2計測器と、
を含み、
前記第2計測器は、前記第2計測点に、前記第1計測器が前記第1計測点に前記計測光を入射させる方位とは異なる方位から前記計測光を入射させるように配置されている
ことを特徴とする計測装置。
A measuring device having a plurality of measuring instruments for measuring the surface position of an object,
The plurality of measuring instruments are:
A surface of the object is obtained by causing measurement light to enter a first measurement point of a plurality of measurement points in the measurement region of the object at a predetermined incident angle and receiving the measurement light reflected by the object. A first measuring instrument for measuring the position;
The measurement light is incident on a second measurement point different from the first measurement point among the plurality of measurement points at a predetermined incident angle, and the measurement light reflected by the object is received to receive the measurement light of the object. A second measuring instrument for measuring the surface position;
Including
The second measuring device is disposed at the second measurement point so that the measurement light is incident from a different direction from the direction in which the first measuring device is incident on the first measurement point. A measuring device characterized by that.
前記複数の計測器のうち使用する計測器を選択する選択部を更に有することを特徴とする請求項1に記載の計測装置。   The measuring apparatus according to claim 1, further comprising a selection unit that selects a measuring instrument to be used among the plurality of measuring instruments. 前記選択部は、前記対象物の計測領域における前記複数の計測点のうち計測対象とする計測点の前記計測領域における位置に応じて、前記使用する計測器を選択することを特徴とする請求項2に記載の計測装置。   The said selection part selects the measuring instrument to be used according to the position in the said measurement area | region of the measurement point made into a measurement object among the said several measurement points in the measurement area | region of the said object. 2. The measuring device according to 2. 前記選択部は、前記複数の計測点のそれぞれと前記複数の計測器のうち使用すべき計測器との対応関係を規定する情報に基づいて、前記使用する計測器を選択することを特徴とする請求項2に記載の計測装置。   The selection unit selects the measuring instrument to be used based on information defining a correspondence relationship between each of the plurality of measuring points and a measuring instrument to be used among the plurality of measuring instruments. The measuring device according to claim 2. 前記複数の計測器は少なくとも3つの計測器を含み、
前記複数の計測点は、前記少なくとも3つの計測器に対応して少なくとも3点の計測点を含み、
前記選択部は、前記少なくとも3点の計測点の計測が行われるよう、前記少なくとも3つの計測器を順次に選択する
ことを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の計測装置。
The plurality of measuring instruments includes at least three measuring instruments;
The plurality of measurement points include at least three measurement points corresponding to the at least three measuring instruments,
5. The measuring device according to claim 2, wherein the selection unit sequentially selects the at least three measuring devices so that the measurement of the at least three measuring points is performed. .
前記選択部は更に、前記選択した計測部において、受光した前記計測光の光量が閾値以下であることにより検出エラーが生じた場合に、他の計測部を選択することを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の計測装置。   The selection unit further selects another measurement unit in the selected measurement unit when a detection error occurs due to a light amount of the received measurement light being equal to or less than a threshold value. 5. The measuring device according to any one of items 4 to 4. 前記選択部により選択された計測部によって前記計測光が入射する位置に前記複数の計測点のうちの1つが位置するよう前記対象物を移動させる駆動制御部を更に有することを特徴とする請求項2乃至6のいずれか1項に記載の計測装置。   The drive control unit for moving the object so that one of the plurality of measurement points is positioned at a position where the measurement light is incident by the measurement unit selected by the selection unit. The measuring device according to any one of 2 to 6. 前記駆動制御部は、前記複数の計測点のうち、前記対象物の計測のために移動させるべき量が小さい計測点を選択し、該選択した計測点が前記選択部により選択された計測部によって前記計測光が入射する位置に位置するよう前記対象物を移動させることを特徴とする請求項7に記載の計測装置。   The drive control unit selects a measurement point having a small amount to be moved for measurement of the object from the plurality of measurement points, and the selected measurement point is selected by the measurement unit selected by the selection unit. The measurement apparatus according to claim 7, wherein the object is moved so as to be located at a position where the measurement light is incident. 原版のパターンを投影光学系によって基板に投影し該基板を露光する露光装置であって、
前記基板の面位置を計測するように配置された請求項1乃至8のいずれか1項に記載の計測装置と、
前記計測装置によって計測された結果に基づいて、前記投影光学系の像面からの前記面位置のずれ量が低減されるように前記基板の位置を制御する制御部と、
を有することを特徴とする露光装置。
An exposure apparatus that projects an original pattern onto a substrate by a projection optical system and exposes the substrate,
The measurement apparatus according to any one of claims 1 to 8, which is arranged to measure a surface position of the substrate;
A control unit that controls the position of the substrate based on the result of measurement by the measurement device so that the amount of deviation of the surface position from the image plane of the projection optical system is reduced;
An exposure apparatus comprising:
前記第1計測点と前記第2計測点は、前記基板上の同じショット領域内にあることを特徴とする請求項9に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 9, wherein the first measurement point and the second measurement point are in the same shot area on the substrate. 請求項9又は10に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
前記露光された基板を現像する工程と、
を有することを特徴とする物品製造方法。
A step of exposing the substrate using the exposure apparatus according to claim 9 or 10;
Developing the exposed substrate;
A method for producing an article, comprising:
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