JP2006128550A - Aligner and method for manufacturing micro device - Google Patents
Aligner and method for manufacturing micro device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006128550A JP2006128550A JP2004317785A JP2004317785A JP2006128550A JP 2006128550 A JP2006128550 A JP 2006128550A JP 2004317785 A JP2004317785 A JP 2004317785A JP 2004317785 A JP2004317785 A JP 2004317785A JP 2006128550 A JP2006128550 A JP 2006128550A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical system
- reticle
- exposure apparatus
- projection optical
- illumination optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
この発明は、半導体素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等のマイクロデバイスをリソグラフィー工程で製造するための露光装置、及び該露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法に関するものである。 The present invention relates to an exposure apparatus for manufacturing a microdevice such as a semiconductor element, a liquid crystal display element, and a thin film magnetic head in a lithography process, and a method of manufacturing a microdevice using the exposure apparatus.
露光波長が５０ｎｍより短い極端紫外線用の投影露光機（所謂、ＥＵＶ露光装置）は、所望の回路パターンを形成したレチクルに極端紫外線を照射する照明光学系と、該レチクルを保持するレチクルステージと、該回路パターンの像をウエハ上に縮小転写する投影光学系と、該ウエハを保持するウエハステージを備えている。この投影光学系は例えば６枚の非球面ミラーで構成されたリングフィールド光学系が使用される。リングフィールド光学系では30mm角程度のチップを一括で露光することはできないので、レチクルとウエハを同期スキャンさせる。 An extreme ultraviolet projection exposure apparatus (so-called EUV exposure apparatus) having an exposure wavelength shorter than 50 nm includes an illumination optical system that irradiates a reticle on which a desired circuit pattern is formed with extreme ultraviolet light, a reticle stage that holds the reticle, A projection optical system for reducing and transferring an image of the circuit pattern onto the wafer and a wafer stage for holding the wafer are provided. As this projection optical system, for example, a ring field optical system composed of six aspherical mirrors is used. Since the ring field optical system cannot expose a 30 mm square chip at a time, the reticle and wafer are scanned synchronously.
このとき、所望のレチクルパターンをウエハ上に形成するためには、照明光学系の空間コヒーレンシー(σ値)を所望の値に設定することが好ましい。σ値は０〜１の間の値をとるが、通常の露光においてはσ＝０.３〜０.８程度に設定する場合が多い。さらには、露光するパターンに最適なコヒーレンシーが選択できるように、照明光学系にコヒーレンシーの調整機構あるいは切替機構を具備することが望まれ、さらに、露光装置にコヒーレンシーを測定する機能があると、照明光学系を所望のコヒーレンシーに設定することが容易になり好ましい。 At this time, in order to form a desired reticle pattern on the wafer, it is preferable to set the spatial coherency (σ value) of the illumination optical system to a desired value. The σ value takes a value between 0 and 1, but in normal exposure, σ is often set to about 0.3 to 0.8. Furthermore, it is desirable that the illumination optical system has a coherency adjustment mechanism or a switching mechanism so that the optimum coherency for the pattern to be exposed can be selected. Further, if the exposure apparatus has a function of measuring coherency, It is preferable because the optical system can be easily set to a desired coherency.
従来の紫外線露光装置では、図７に示す如く、照明光学系１０の内部に配置された不図示のオプティカルインテグレータ（フライアイレンズ、ガラスロッド等）等にて2次光源を生成し、レチクルステージＲＳに載置されたレチクルＲを介して、その2次光源像を投影光学系２の入射瞳面に形成する。コヒーレンシーを測定する方法としては、図７に示すように、ウエハステージＷＳに設けられた検出装置３によって２次光源像を観察する手法が挙げられる。この検出装置３０は、光電検出器３２と、投影光学系２０の瞳Ｐと光電検出器３２の受光面とを光学的に共役にするレンズ３１とを備えている。なお、図７では、投影光学系２０の瞳Ｐとウエハ面との間の光学系をレンズ２２として示している。 In the conventional ultraviolet exposure apparatus, as shown in FIG. 7, a secondary light source is generated by an optical integrator (fly eye lens, glass rod, etc.) not shown disposed inside the illumination optical system 10, and the reticle stage RS. The secondary light source image is formed on the entrance pupil plane of the projection optical system 2 through the reticle R placed on the projection optical system 2. As a method for measuring the coherency, as shown in FIG. 7, a method of observing a secondary light source image with a detection device 3 provided on the wafer stage WS can be mentioned. The detection device 30 includes a photoelectric detector 32 and a lens 31 that optically conjugates the pupil P of the projection optical system 20 and the light receiving surface of the photoelectric detector 32. In FIG. 7, the optical system between the pupil P of the projection optical system 20 and the wafer surface is shown as a lens 22.
図８は、従来の紫外線露光装置の様子をさらに詳細に示す図である。図８に示す如く、照明光学系１０は、光源１１、この光源１からの光をコリメートするコリメートレンズ１２、コリメートレンズ１２からのコリメート光に基づき多数の光源像Ｓ（２次光源）を形成するフライアイレンズ等のオプティカルインテグレータ１３、および多数の光源像Ｓからの光を集光して重畳するようにレチクルＲを照明するコンデンサーレンズ１４を備えている。投影光学系２０はレンズ２１及び２２を備え、不図示のレチクルステージＷＳには、レンズ３１及び光電検出器３２を有する検出装置３０が設けれている。 FIG. 8 is a view showing the state of the conventional ultraviolet exposure apparatus in more detail. As shown in FIG. 8, the illumination optical system 10 forms a large number of light source images S (secondary light sources) based on a light source 11, a collimating lens 12 that collimates light from the light source 1, and collimated light from the collimating lens 12. An optical integrator 13 such as a fly-eye lens, and a condenser lens 14 that illuminates the reticle R so as to collect and superimpose light from a number of light source images S are provided. The projection optical system 20 includes lenses 21 and 22. A reticle stage WS (not shown) is provided with a detection device 30 having a lens 31 and a photoelectric detector 32.
以上の構成により、フライアイレンズ等のオプティカルインテグレータ１３のより、同一面内に配列した複数の点光源が形成され、ここには、実質的に２次光源Ｓが形成される。この２次光源Ｓの転写像が投影光学系の瞳面Ｐ上に投影するように照明光学系を設計されており、部分コヒーレント条件（０＜σ＜１）で露光が可能になる。ウエハ面（像面）Ｗの下流に配置された光学観察機構としての検出装置３０にて、投影光学系の瞳Ｐに形成された２次光源像を検出器３２の受光面に再結像させて、その像は、ＣＣＤ等の受光素子で構成される検出器３２で観察される。 With the above configuration, a plurality of point light sources arranged in the same plane are formed by the optical integrator 13 such as a fly-eye lens, and a secondary light source S is substantially formed here. The illumination optical system is designed so that the transfer image of the secondary light source S is projected onto the pupil plane P of the projection optical system, and exposure is possible under a partial coherent condition (0 <σ <1). The secondary light source image formed on the pupil P of the projection optical system is re-imaged on the light receiving surface of the detector 32 by the detection device 30 as an optical observation mechanism disposed downstream of the wafer surface (image surface) W. The image is observed by a detector 32 composed of a light receiving element such as a CCD.
ＥＵＶ露光装置に従来のコヒーレンシー検出手段を適応する場合、コヒーレンシー検出手段における光学観察機構をＥＵＶ光に適した光学系にする必要が生じる。ＥＵＶ光は物質による吸収が大きいため、従来のレンズが使用できない。代わりに反射光学系で光学系を構成することも可能であるが、ＥＵＶ光の強度ロスが大きい点や、光学系が大きくなるなど、現実困難な課題があった。しかも、例えば６枚程度のミラーを備えた投影光学系を介してコヒーレンシー検出することは、光量損失の点からより一層深刻である。
本発明の課題は、上記のような問題点を鑑みて、例えばＥＵＶ光に適したコヒーレンシー検出手段を備えた露光装置、及び該露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法を提供することである。
When the conventional coherency detection means is applied to the EUV exposure apparatus, the optical observation mechanism in the coherency detection means needs to be an optical system suitable for EUV light. Since EUV light is largely absorbed by a substance, a conventional lens cannot be used. Instead, it is possible to construct the optical system with a reflective optical system, but there are problems that are difficult to realize, such as a large intensity loss of EUV light and a large optical system. Moreover, for example, coherency detection via a projection optical system including about six mirrors is even more serious from the viewpoint of light loss.
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an exposure apparatus provided with coherency detection means suitable for, for example, EUV light, and a method of manufacturing a micro device using the exposure apparatus.
本発明に係る露光装置においては、所望の回路パターンが形成された反射型レチクルに極端紫外線を照射する照明光学系と、前記反射型レチクルを保持するレチクルステージと、前記反射型レチクルのパターンの像を感光性基板に縮小転写するために、前記反射型レチクル側が非テレセントリックな投影光学系と、前記感光性基板を保持する基板ステージと、前記投影光学系を介することなく前記照明光学系の瞳における光強度分布を検出する検出装置とを備えるようにしたものである。 In the exposure apparatus according to the present invention, an illumination optical system that irradiates extreme ultraviolet rays on a reflective reticle on which a desired circuit pattern is formed, a reticle stage that holds the reflective reticle, and an image of the pattern of the reflective reticle In the pupil of the illumination optical system without going through the projection optical system, the projection optical system whose reflection reticle side is non-telecentric, the substrate stage that holds the photosensitive substrate, and the like. And a detection device for detecting the light intensity distribution.
これにより、極端紫外線によってもσ値の計測が高照明効率のもとで実現できるため、精度良くσ値を検出することができる。
また、上記本発明の露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法によれば、極端紫外線によってもより微細なパターンが形成された良好なるマイクロデバイスを製造することができる。
As a result, the σ value can be measured with high illumination efficiency even with extreme ultraviolet rays, and the σ value can be detected with high accuracy.
Moreover, according to the microdevice manufacturing method using the exposure apparatus of the present invention, it is possible to manufacture a good microdevice in which a finer pattern is formed even by extreme ultraviolet rays.
本発明によれば、極端紫外線によってもσ値の計測が高照明効率のもとで実現できるため、精度良くσ値を検出することができる極めて優れた露光装置を実現することができる。さらに、この露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法によれば、極端紫外線によってもより微細なパターンが形成された良好なるマイクロデバイスを製造することができる。 According to the present invention, since the measurement of the σ value can be realized with high illumination efficiency even by extreme ultraviolet rays, an extremely excellent exposure apparatus that can detect the σ value with high accuracy can be realized. Furthermore, according to the microdevice manufacturing method using this exposure apparatus, it is possible to manufacture an excellent microdevice in which a finer pattern is formed even by extreme ultraviolet rays.
本発明によるＥＵＶ露光装置を図1に示す。図１に示す如く、本実施例によるＥＵＶ露光装置は、回路パターンが形成された反射型レチクルＲに極端紫外線を照射する照明光学系１０と、反射型レチクルＲを保持するレチクルステージＷＳと、反射型レチクルＲの回路パターンの像をウエハ（感光性基板）Ｗ上に縮小転写する投影光学系２０と、ウエハＷを保持するウエハステージ（基板ステージ）ＷＳと、照明光学系１０内部の図示のフライアイミラー等の反射型のオプティカルインテグレータで形成される２次光源像の光強度分布を検出する2次光源像検出機構（検出装置）３０を具備した。 An EUV exposure apparatus according to the present invention is shown in FIG. As shown in FIG. 1, the EUV exposure apparatus according to this embodiment includes an illumination optical system 10 that irradiates extreme ultraviolet rays onto a reflective reticle R on which a circuit pattern is formed, a reticle stage WS that holds the reflective reticle R, and a reflective A projection optical system 20 that reduces and transfers an image of a circuit pattern of the mold reticle R onto a wafer (photosensitive substrate) W, a wafer stage (substrate stage) WS that holds the wafer W, and an illustrated fly inside the illumination optical system 10. A secondary light source image detection mechanism (detection device) 30 for detecting the light intensity distribution of the secondary light source image formed by a reflective optical integrator such as an eye mirror is provided.
ここで、照明光学系１０は、反射型レチクルＲを照明する主光線がレチクルＲ面の法線に対して僅かに傾斜するように構成されており、それに対応して投影光学系２０は、レチクル面側では非テレセントリックとなるように構成されている。なお、投影光学系２０は、ウエハ面側ではテレセントリックとなるように構成されている。 Here, the illumination optical system 10 is configured such that the principal ray that illuminates the reflective reticle R is slightly inclined with respect to the normal line of the reticle R surface, and the projection optical system 20 correspondingly corresponds to the reticle optical system. The surface side is configured to be non-telecentric. The projection optical system 20 is configured to be telecentric on the wafer surface side.
以上のように、本実施例ではレチクルＲを反射型とした理由は、ＥＵＶ光の物質に対する吸収が大きいために、従来の透過型レチクルが適応できないためである。また、投影光学系２０を物体側が非テレセントリックな光学系とした理由は、このような投影光学系２０と反射型レチクルＲとを組み合わせて使用すると、レチクルＲに入射する光束と反射する光束を適切に分離することができる。 As described above, in the present embodiment, the reason why the reticle R is of the reflective type is that the conventional transmissive reticle cannot be applied because of the large absorption of the EUV light with respect to the substance. The reason why the projection optical system 20 is made non-telecentric on the object side is that when the projection optical system 20 and the reflective reticle R are used in combination, the light beam incident on the reticle R and the reflected light beam are appropriately Can be separated.
ここで、前述のい如く、照明光学系１０は、不図示であるが、フライアイミラー等の反射型のオプティカルインテグレータによって、光源から射出したＥＵＶ光を複数の光束に分割して２次光源を生成し、この２次光源の像を投影光学系の瞳面上に形成する機能を有している。このような照明光学系１０の機能によって、所望の照明コヒーレンシーのもとでレチクルＲのパターンをウエハＷに転写することができる。 Here, as described above, the illumination optical system 10 is not shown, but the EUV light emitted from the light source is divided into a plurality of light beams by a reflective optical integrator such as a fly-eye mirror, and a secondary light source is obtained. It has a function of generating and forming an image of this secondary light source on the pupil plane of the projection optical system. With such a function of the illumination optical system 10, the pattern of the reticle R can be transferred to the wafer W under a desired illumination coherency.
本実施の形態のＥＵＶ露光装置では、前記２次光源の像を投影光学系２０の瞳面Ｐ上と別の空間に形成して、その強度を２次光源検出機構（検出装置）３０で計測するように構成している。２次光源検出機構３０は、例えばＣＣＤ等の受光素子であり、ＣＣＤの受光面上に形成した２次光源像を計測する。あるいは、微小なフォトセンサを1列に並べた検出素子を用いて、これをセンサの配列と直交する方向に走査して、２次元情報を検出してもよい。 In the EUV exposure apparatus of the present embodiment, the image of the secondary light source is formed in a space different from the pupil plane P of the projection optical system 20 and the intensity thereof is measured by the secondary light source detection mechanism (detection device) 30. It is configured to do. The secondary light source detection mechanism 30 is a light receiving element such as a CCD, for example, and measures a secondary light source image formed on the light receiving surface of the CCD. Alternatively, two-dimensional information may be detected by using a detection element in which minute photosensors are arranged in a line and scanning this in a direction orthogonal to the sensor array.
図１を参照しながら本実施の形態にかかる２次光源像検出機構３０をより具体的に説明する。図１に示す如く、レチクルステージＲＳは、レチクルＲを保持するレチクル保持部と照明光学系１０からの極端紫外線を２次光源像検出機構３０へ導くための開口部（導光空間部）とを有し、反射レチクルＲを退避させると、照明光学系１０からの照明光は、開口部を通して、照明光学系１０の瞳Ｒにおける２次光源の光強度分布を検出する２次光源像検出機構３０へ導かれる。 The secondary light source image detection mechanism 30 according to the present embodiment will be described more specifically with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the reticle stage RS includes a reticle holding unit that holds the reticle R and an opening (light guide space) that guides extreme ultraviolet rays from the illumination optical system 10 to the secondary light source image detection mechanism 30. And when the reflective reticle R is retracted, the illumination light from the illumination optical system 10 passes through the aperture and the secondary light source image detection mechanism 30 detects the light intensity distribution of the secondary light source at the pupil R of the illumination optical system 10. Led to.
すなわち、本実施の形態では、前記投影光学系を含まない空間（投影光学系を介さない位置）に、２次光源像検出機構３０を配置した。図1は、実施の形態の内、最もシンプルな配置を記載したものである。２次光源像検出機構３０は、ＣＣＤ等の受光素子３２で構成し、これを照明光と投影光学系２０の光軸が交差する点の近傍に配置すると、適切な２次光源像を得ることができる。 That is, in the present embodiment, the secondary light source image detection mechanism 30 is disposed in a space that does not include the projection optical system (a position that does not include the projection optical system). FIG. 1 describes the simplest arrangement among the embodiments. The secondary light source image detection mechanism 30 includes a light receiving element 32 such as a CCD, and when this is disposed in the vicinity of the point where the illumination light and the optical axis of the projection optical system 20 intersect, an appropriate secondary light source image is obtained. Can do.
ここで、本実施の形態の場合、受光素子３２上に形成される２次光源像は、投影光学系２０の瞳面Ｐ上に形成される２次光源像と若干異なり、わずかにゆがんだ像として検出される。これはレチクルＲと瞳面の間に投影光学系２０を構成するミラーが存在し、そのミラーの影響が、本実施の形態の２次光源像検出において排除されているからである。このミラーによる２次光源像のゆがみ量は、あらかじめ光学計算によって容易に推測できるため、この計算結果に基づいて得られた２次光源像の歪み補正量を用いて、受光素子３２にて光電検出された２次光源の出力を補正手段によって補正してやれば、本実施の形態においても、照明コヒーレンシーを正確に把握することができる。 Here, in the case of the present embodiment, the secondary light source image formed on the light receiving element 32 is slightly different from the secondary light source image formed on the pupil plane P of the projection optical system 20 and is slightly distorted. Detected as This is because the mirror constituting the projection optical system 20 exists between the reticle R and the pupil plane, and the influence of the mirror is eliminated in the secondary light source image detection of the present embodiment. Since the amount of distortion of the secondary light source image by the mirror can be easily estimated in advance by optical calculation, photoelectric detection is performed by the light receiving element 32 using the distortion correction amount of the secondary light source image obtained based on the calculation result. If the output of the secondary light source is corrected by the correcting means, the illumination coherency can be accurately grasped also in the present embodiment.
次に、本発明による第２の実施の形態を図２に示す。本実施例は図1に示した実施例に対して、ＣＣＤ等の受光素子の上流に反射ミラー３１aを挿入した。そのミラー３１aは1つあるいは複数のミラーで構成してよいが、図2には1枚の場合を記載した。このミラー３１aに関しては投影光学系２０のうちレチクル面と瞳面との間に配置された光学系と同等の結像性能を与えることが好ましい。この結果、受光素子３２面上には投影光学系２０の瞳面Ｐ上と同等の２次光源像を形成することができる。 Next, a second embodiment according to the present invention is shown in FIG. In the present embodiment, a reflection mirror 31a is inserted upstream of a light receiving element such as a CCD with respect to the embodiment shown in FIG. The mirror 31a may be composed of one or a plurality of mirrors, but FIG. 2 shows the case of a single mirror. With respect to the mirror 31a, it is preferable to provide an imaging performance equivalent to that of the optical system disposed between the reticle plane and the pupil plane in the projection optical system 20. As a result, a secondary light source image equivalent to that on the pupil plane P of the projection optical system 20 can be formed on the surface of the light receiving element 32.
例えば、投影光学系２０の瞳面Ｐが上流から数えて２番目のミラー面上に形成される場合は、２次光源像検出機構３０の光学系も同様に1枚のミラー３１a で構成して、そのミラー３１aの曲率半径を投影光学系２０の上流から数えて1番目のミラー２１aの曲率半径と一致させるとよい。さらに、このミラーと３１aレチクルＲとの間の距離を、投影光学系２０の1番目のミラー２１aとレチクルＲの間隔と一致させることによって、ミラー３１aで反射した光束が投影光学系の光軸と交差する点近傍に２次光源像が形成される。ここに、受光素子３２を配置することによって、２次光源像を良好に検出することができる。 For example, when the pupil plane P of the projection optical system 20 is formed on the second mirror surface counted from the upstream side, the optical system of the secondary light source image detection mechanism 30 is similarly configured by a single mirror 31a. The radius of curvature of the mirror 31a is preferably matched with the radius of curvature of the first mirror 21a when counted from the upstream side of the projection optical system 20. Furthermore, by making the distance between this mirror and the 31a reticle R coincide with the distance between the first mirror 21a and the reticle R of the projection optical system 20, the light beam reflected by the mirror 31a is aligned with the optical axis of the projection optical system. A secondary light source image is formed in the vicinity of the intersecting point. By arranging the light receiving element 32 here, the secondary light source image can be detected satisfactorily.
この実施の形態においても、２次光源像を検出する際は、レチクルを退避させなければならないが、そのために図1の実施の形態と同様に、レチクルステージＲＳにて照明光学系１０からの極端紫外線を２次光源像検出機構３０へ導くための開口部（導光空間部）を設けるとよい。 In this embodiment as well, the reticle must be retracted when detecting the secondary light source image. For this reason, as in the embodiment of FIG. 1, the extreme from the illumination optical system 10 is detected by the reticle stage RS. An opening (light guide space) for guiding the ultraviolet light to the secondary light source image detection mechanism 30 may be provided.
次に、本発明による第３の実施の形態を図３に示す。第３の実施の形態では、レチクルＲと照明光学系１０の間に挿脱可能な反射ミラーＭ１を配置している。露光時には、不図示の駆動系を介して反射ミラーＭ１は照明光路から退避し、２次光源像検出時には反射ミラーＭ１は不図示の駆動系を介して照明光路に挿入され、２次光源像検出機構３０におけるＣＣＤ等の受光素子にて２次光源像が検出される。 Next, FIG. 3 shows a third embodiment according to the present invention. In the third embodiment, a reflection mirror M1 that can be inserted and removed is disposed between the reticle R and the illumination optical system 10. At the time of exposure, the reflection mirror M1 is retracted from the illumination light path via a drive system (not shown), and at the time of detecting a secondary light source image, the reflection mirror M1 is inserted into the illumination light path via a drive system (not shown). A secondary light source image is detected by a light receiving element such as a CCD in the mechanism 30.
また、次に、本発明による第４の実施の形態を図４に示す。第４の実施の形態では、レチクルＲと投影光学系２０との間に挿脱可能な反射ミラーＭ２を配置している。露光時には、不図示の駆動系を介して反射ミラーＭ２は照明光路から退避し、２次光源像検出時には反射ミラーＭ２は不図示の駆動系を介して照明光路に挿入され、２次光源像検出機構３０におけるＣＣＤ等の受光素子にて２次光源像が検出される。 Next, a fourth embodiment according to the present invention is shown in FIG. In the fourth embodiment, a reflection mirror M2 that can be inserted and removed is disposed between the reticle R and the projection optical system 20. At the time of exposure, the reflection mirror M2 is retracted from the illumination optical path via a drive system (not shown), and at the time of secondary light source image detection, the reflection mirror M2 is inserted into the illumination light path via a drive system (not shown). A secondary light source image is detected by a light receiving element such as a CCD in the mechanism 30.
以上の図３および図４に示した実施の形態によれば、図1および２に示した例に比べて、装置の高さを小さくできるという利点がある。また、図３および図４に示した実施の形態では、図1の例と同様に照明光学系１０と受光素子３２との間にリレー光学系を配置しない例を記載したが、これらの第３及び第４の実施の形態においても、図２の第２の実施の形態と同様に受光素子３２の上流にリレー光学系３１aを配置してもよい。 According to the embodiment shown in FIGS. 3 and 4 described above, there is an advantage that the height of the apparatus can be reduced as compared with the example shown in FIGS. Further, in the embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the example in which the relay optical system is not disposed between the illumination optical system 10 and the light receiving element 32 is described as in the example of FIG. Also in the fourth embodiment, the relay optical system 31a may be arranged upstream of the light receiving element 32 as in the second embodiment of FIG.
さらに、図３および図４に示した実施の形態では、図1の例と同様に照明光学系１０と受光素子３２との間にリレー光学系を配置しないことで２次光源像が歪む場合（または検出光が光学系の集光作用または発散作用を受けることなく２次光源像が歪む場合）には、これらの第３及び第４の実施の形態においても、図１の第１の実施の形態と同様に２次光源像が歪み量を予め求めておき、受光素子３２にて検出された出力を補正するようにしてもよい。 Further, in the embodiment shown in FIG. 3 and FIG. 4, the secondary light source image is distorted by not arranging the relay optical system between the illumination optical system 10 and the light receiving element 32 as in the example of FIG. (In the case where the secondary light source image is distorted without the detection light being subjected to the condensing action or the diverging action of the optical system), the first embodiment of FIG. 1 is also used in the third and fourth embodiments. Similarly to the embodiment, the amount of distortion of the secondary light source image may be obtained in advance, and the output detected by the light receiving element 32 may be corrected.
なお、以上の各実施に形態における投影光学系２０は輪帯状の視野を有するが、コヒーレンシーは視野の各点で異なる(分布をもつ)場合がある。このようなコヒーレンシー分布を評価したい場合は、物体面あるいはそれと光学的に等価な面に微小開口マスクを配置するとよい。該マスクを物体面に沿って走査することによって、コヒーレンシーの分布を計測することができる。この際、受光素子やその上流に配置した光学系も微小開口マスクと同様に位置を変えてやるとよい。 Although the projection optical system 20 in each of the above embodiments has an annular field of view, the coherency may be different (has a distribution) at each point of the field of view. When it is desired to evaluate such a coherency distribution, a fine aperture mask may be arranged on the object plane or an optically equivalent plane. By scanning the mask along the object plane, the coherency distribution can be measured. At this time, the position of the light receiving element and the optical system disposed upstream thereof may be changed as in the case of the fine aperture mask.
また、以上の各実施形態における照明光学系１０を構成する光学素子は、すべてミラーである場合が多い。これは露光に用いる波長に対して、屈折レンズが適応できないためである。ミラーは波長による結像性能の違いが実質的にないため、非露光光を用いても２次光源像を形成することが出来る。非露光光を照明光学系に入射して、形成された２次光源像の光強度分布を検出するようにしてもよい。例えば、照明系の上流に挿入ミラーを配置して、ＥＵＶ光源と別に用意した非露光光源から射出した光を照明系に導入するとよい。また、一般にＥＵＶ光源からはＥＵＶ波長以外の光も射出され、光源あるいは照明光学系に配置された波長選択フィルタで、不要な非露光光を除去する場合が多い。このような場合は、波長選択フィルタをはずすあるいは交換することによって、非露光光を照明光学系に導入してもよい。 In many cases, the optical elements constituting the illumination optical system 10 in each of the above embodiments are all mirrors. This is because the refractive lens cannot be adapted to the wavelength used for exposure. Since the mirror has substantially no difference in imaging performance depending on the wavelength, a secondary light source image can be formed even using non-exposure light. Non-exposure light may be incident on the illumination optical system to detect the light intensity distribution of the formed secondary light source image. For example, an insertion mirror may be disposed upstream of the illumination system, and light emitted from a non-exposure light source prepared separately from the EUV light source may be introduced into the illumination system. In general, light other than the EUV wavelength is also emitted from the EUV light source, and unnecessary non-exposure light is often removed by a wavelength selection filter disposed in the light source or the illumination optical system. In such a case, non-exposure light may be introduced into the illumination optical system by removing or replacing the wavelength selection filter.
上述の実施の形態にかかる露光装置では、照明光学系１０によってレチクル（マスク）を照明し、投影光学系２０を用いてマスクに形成された転写用のパターンを感光性基板（ウエハ）に露光する（露光工程）ことにより、マイクロデバイス（半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等）を製造することができる。以下、上述の実施の形態にかかる露光装置を用いて感光性基板としてのウエハ等に所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図５のフローチャートを参照して説明する。 In the exposure apparatus according to the above-described embodiment, the illumination optical system 10 illuminates the reticle (mask), and the projection optical system 20 exposes the transfer pattern formed on the mask onto the photosensitive substrate (wafer). By performing (exposure step), a micro device (semiconductor element, imaging element, liquid crystal display element, thin film magnetic head, etc.) can be manufactured. FIG. 5 is a flowchart of an example of a method for obtaining a semiconductor device as a micro device by forming a predetermined circuit pattern on a wafer or the like as a photosensitive substrate using the exposure apparatus according to the above-described embodiment. Will be described with reference to FIG.
先ず、図５のステップＳ３０１において、１ロットのウエハ上に金属膜が蒸着される。次のステップＳ３０２において、そのｌロットのウエハ上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップＳ３０３において、上述の実施の形態にかかる露光装置を用いて、マスク上のパターンの像がその投影光学系を介して、その１ロットのウエハ上の各ショット領域に順次露光転写される。その後、ステップＳ３０４において、その１ロットのウエハ上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップＳ３０５において、その１ロットのウエハ上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各ウエハ上の各ショット領域に形成される。 First, in step S301 in FIG. 5, a metal film is deposited on one lot of wafers. In the next step S302, a photoresist is applied on the metal film on the wafer of the l lot. Thereafter, in step S303, using the exposure apparatus according to the above-described embodiment, the image of the pattern on the mask is sequentially exposed and transferred to each shot area on the wafer of one lot via the projection optical system. . Thereafter, in step S304, the photoresist on the one lot of wafers is developed, and in step S305, the resist pattern is etched on the one lot of wafers to form a pattern on the mask. Corresponding circuit patterns are formed in each shot area on each wafer.
その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバイスが製造される。上述のマイクロデバイス製造方法によれば、上述の実施の形態にかかる露光装置を用いて露光を行うため、適切な波長の照明光によりマスクの照明を行うことができ、極めて微細な回路パターンを有するマイクロデバイスを精度良く得ることができる。なお、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０５では、ウエハ上に金属を蒸着し、その金属膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチングの各工程を行っているが、これらの工程に先立って、ウエハ上にシリコンの酸化膜を形成後、そのシリコンの酸化膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチング等の各工程を行っても良いことはいうまでもない。 Thereafter, a device pattern such as a semiconductor element is manufactured by forming a circuit pattern of an upper layer. According to the above-described microdevice manufacturing method, since exposure is performed using the exposure apparatus according to the above-described embodiment, the mask can be illuminated with illumination light having an appropriate wavelength, and an extremely fine circuit pattern is provided. A microdevice can be obtained with high accuracy. In steps S301 to S305, a metal is vapor-deposited on the wafer, a resist is applied on the metal film, and exposure, development, and etching processes are performed. Prior to these processes, on the wafer. It is needless to say that after forming a silicon oxide film, a resist may be applied on the silicon oxide film, and steps such as exposure, development, and etching may be performed.
また、上述の実施の形態にかかる露光装置では、プレート（ガラス基板）上に所定のパターン（回路パターン、電極パターン等）を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、図６のフローチャートを参照して、このときの手法の一例につき説明する。図７において、パターン形成工程Ｓ４０１では、上述の実施の形態にかかる露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板（レジストが塗布されたガラス基板等）に転写露光する、所謂光リソグラフィ工程が実行される。この光リソグラフィ工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の各工程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルター形成工程Ｓ４０２へ移行する。 In the exposure apparatus according to the above-described embodiment, a liquid crystal display element as a micro device can be obtained by forming a predetermined pattern (circuit pattern, electrode pattern, etc.) on a plate (glass substrate). Hereinafter, an example of the technique at this time will be described with reference to the flowchart of FIG. In FIG. 7, in the pattern forming step S401, a so-called photolithographic step is performed in which the exposure pattern according to the above-described embodiment is used to transfer and expose the mask pattern onto a photosensitive substrate (such as a glass substrate coated with a resist). Is done. By this photolithography process, a predetermined pattern including a large number of electrodes and the like is formed on the photosensitive substrate. Thereafter, the exposed substrate is subjected to various processes such as a developing process, an etching process, and a resist stripping process, whereby a predetermined pattern is formed on the substrate, and the process proceeds to the next color filter forming process S402.
次に、カラーフィルター形成工程Ｓ４０２では、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）に対応した３つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、またはＲ、Ｇ、Ｂの
３本のストライプのフィルターの組を複数水平走査線方向に配列されたりしたカラーフィルターを形成する。そして、カラーフィルター形成工程Ｓ４０２の後に、セル組み立て工程Ｓ４０３が実行される。セル組み立て工程Ｓ４０３では、パターン形成工程Ｓ４０１にて得られた所定パターンを有する基板、およびカラーフィルター形成工程Ｓ４０２にて得られたカラーフィルター等を用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。セル組み立て工程Ｓ４０３では、例えば、パターン形成工程Ｓ４０１にて得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルター形成工程Ｓ４０２にて得られたカラーフィルターとの間に液晶を注入して、液晶パネル（液晶セル）を製造する。
Next, in the color filter forming step S402, a large number of groups of three dots corresponding to R (Red), G (Green), and B (Blue) are arranged in a matrix, or three of R, G, and B are arranged. A color filter is formed by arranging a plurality of stripe filter sets in the horizontal scanning line direction. Then, after the color filter formation step S402, a cell assembly step S403 is executed. In the cell assembly step S403, a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is assembled using the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern formation step S401, the color filter obtained in the color filter formation step S402, and the like. In the cell assembling step S403, for example, liquid crystal is injected between the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern forming step S401 and the color filter obtained in the color filter forming step S402. ).
その後、モジュール組み立て工程Ｓ４０４にて、組み立てられた液晶パネル（液晶セル）の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、上述の実施の形態にかかる露光装置を用いて露光を行うため、適切な波長の照明光によりマスクの照明を行うことができ、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスを精度良く得ることができる。 Thereafter, in a module assembly step S404, components such as an electric circuit and a backlight for performing a display operation of the assembled liquid crystal panel (liquid crystal cell) are attached to complete a liquid crystal display element. According to the above-described method for manufacturing a liquid crystal display element, since exposure is performed using the exposure apparatus according to the above-described embodiment, the mask can be illuminated with illumination light having an appropriate wavelength, and an extremely fine circuit pattern can be obtained. Can be obtained with high accuracy.
１０…照明光学系、２０…投影光学系、３０…２次光源像検出機構、２１ａ、３１ａ…ミラー、３２…光電検出器、Ｒ…レチクル、ＲＳ…レチクルステージ、Ｗ…ウエハ、ＷＳ…ウエハステージ、Ｍ１、Ｍ２…折り曲げミラー、Ｐ…投影光学系の瞳面、Ｓ…２次光源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Illumination optical system, 20 ... Projection optical system, 30 ... Secondary light source image detection mechanism, 21a, 31a ... Mirror, 32 ... Photoelectric detector, R ... Reticle, RS ... Reticle stage, W ... Wafer, WS ... Wafer stage , M1, M2 ... bending mirror, P ... pupil plane of projection optical system, S ... secondary light source
Claims (14)
前記検出手段は、前記導光空間部を通して前記照明光学系の瞳における光強度分布を検出することを特徴とする請求項１乃至６の何れか1項に記載の露光装置。 The reticle stage includes a reticle holding unit that holds the reflective reticle, and a light guide space for guiding extreme ultraviolet rays from the illumination optical system to the detection unit,
The exposure apparatus according to claim 1, wherein the detection unit detects a light intensity distribution in a pupil of the illumination optical system through the light guide space.
前記検出手段は、前記挿脱可能なミラーを介して前記照明光学系の瞳における光強度分布を検出することを特徴とする請求項１または２に記載の露光装置。 The detection means further includes a detachable mirror that bends the illumination optical path in the optical path between the illumination optical system and the reticle surface or in the optical path between the reflective reticle surface and the projection optical system,
3. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the detection unit detects a light intensity distribution in a pupil of the illumination optical system via the detachable mirror.
前記光電検出器は、集光作用または発散作用を受けることなく前記照明光学系からの極端紫外光を受光することを特徴とする請求項1に記載の露光装置。 The detection means includes a photoelectric detector disposed on the opposite side of the projection optical system across the reflective reticle surface,
2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the photoelectric detector receives extreme ultraviolet light from the illumination optical system without receiving a condensing action or a diverging action.
A process for exposing the photosensitive substrate with the pattern of the reflective reticle using the exposure apparatus according to claim 1, and developing the photosensitive substrate exposed in the exposure process. A process for manufacturing a microdevice, comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004317785A JP2006128550A (en) | 2004-11-01 | 2004-11-01 | Aligner and method for manufacturing micro device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004317785A JP2006128550A (en) | 2004-11-01 | 2004-11-01 | Aligner and method for manufacturing micro device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006128550A true JP2006128550A (en) | 2006-05-18 |
Family
ID=36722887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004317785A Pending JP2006128550A (en) | 2004-11-01 | 2004-11-01 | Aligner and method for manufacturing micro device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2006128550A (en) |
-
2004
- 2004-11-01 JP JP2004317785A patent/JP2006128550A/en active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3610175B2 (en) | Projection exposure apparatus and semiconductor device manufacturing method using the same | |
| US7209215B2 (en) | Exposure apparatus and method | |
| US20060055915A1 (en) | Measuring apparatus, test reticle, exposure apparatus and device manufacturing method | |
| JP2007059510A (en) | Lighting optical device, aligner and manufacturing method of micro device | |
| JPH08162397A (en) | Projection light exposure device and manufacture of semiconductor device by use thereof | |
| JP2007173689A (en) | Optical characteristic measuring apparatus, exposure device, and device manufacturing method | |
| JP4581727B2 (en) | Exposure apparatus and microdevice manufacturing method | |
| JPH0729816A (en) | Projection aligner and fabrication of semiconductor element employing it | |
| WO2013168457A1 (en) | Surface position measurement device, surface position measurement method, exposure device, and device production method | |
| JP4055471B2 (en) | Optical apparatus, position detection apparatus, exposure apparatus, and microdevice manufacturing method | |
| JP2006128550A (en) | Aligner and method for manufacturing micro device | |
| JP2009041956A (en) | Pupil transmittance distribution measuring apparatus and method, projection exposure apparatus, and device manufacturing method | |
| WO2013168456A1 (en) | Surface position measurement device, exposure device, and device production method | |
| JP2007299891A (en) | Light source unit, illuminating optical system, aligner, and manufacturing method of device | |
| JP5303886B2 (en) | Optical characteristic measuring apparatus, optical characteristic measuring method, exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method | |
| JPH11233424A (en) | Projection optical device, aberration measuring method, projection method, and manufacture of device | |
| JP2006108465A (en) | Optical characteristic measurement equipment and exposure device | |
| KR20080080442A (en) | Measurement apparatus, exposure apparatus, and device fabrication method | |
| JP2003035511A (en) | Position detector and aligner equipped with it | |
| JPS6122626A (en) | Projecting exposure | |
| JP2006080109A (en) | Illumination device, exposure device and method of manufacturing micro device | |
| JP2000039505A (en) | Optical filter and exposure method for manufacturing it | |
| JP2002270491A (en) | Aligner, aligner manufacturing method, wave front aberration measuring apparatus and microdevice manufacturing method | |
| JP4581743B2 (en) | Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and microdevice manufacturing method | |
| JPH0922868A (en) | Projection exposure device and manufacturing method for semiconductor device using it |