JP2011238788A - 位置計測装置及び方法、露光装置並びにデバイス製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】位置計測装置の制御部は、撮像系のテレセントリシティに関する情報を予め記憶し、基板に形成された複数のアライメントマークのうち少なくとも1つに関して、ステージの位置制御により撮像系に対するフォーカス調整を行って撮像系に撮像を行わせ、撮像によるアライメントマークの信号に基づいてX−Y平面に平行な面における位置を求め、フォーカス調整のなされた少なくとも1つのアライメントマークに関して、基板表面の第1の位置を検出系に検出させ、他のアライメントマークに関して、フォーカス調整を行わずに、撮像系に撮像を行わせ、かつ基板表面の第2の位置を検出系に検出させ、撮像によるアライメントマークの信号と第1の位置と第2の位置とテレセントリシティに関する情報とに基づいて、X−Y平面に平行な面における位置を求める。
【選択図】図5
Description
まず、本発明の位置計測装置(方法)を適用する露光装置の構成について説明する。図1は、本発明の露光装置の構成を示す図である。本実施形態における露光装置は、半導体デバイス製造工程に使用され、被処理基板であるウエハに対して露光処理を施す装置であり、ステップ・アンド・スキャン方式を採用した走査露光装置である。なお、本発明を適用する露光装置は、これに限らず、ステップ・アンド・リピート方式を採用した露光装置であってもよい。以下の図において、投影光学系の光軸に平行にZ軸を取り、Z軸に垂直な平面内で走査露光をするためのウエハの走査方向にY軸を取り、Z軸及びY軸に直交する方向にX軸をとって説明する。露光装置1は、照明光学系2と、レチクル3を保持するレチクルステージ4と、投影光学系5と、ウエハ6を保持するウエハステージ7と、露光装置1の各構成要素を制御する制御系(制御部)8とを備える。
次に、第2実施形態に係る位置計測装置(方法)について説明する。本実施形態の計測装置は、OA検出系21を使用し、チャック22の表面の傾き(形状)も考慮して、アライメントマークの位置計測値を補正するものである。図7は、本実施形態に係るアライメントマークAMが形成されたウエハ6の状態を示す図である。なお、図7において、図1と同一構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。本実施形態においても、ウエハ6は、図7に示すように、ウエハステージ7上のチャック22に載置(保持)され、表面には、ウエハ中心を挟んで間隔Lで第1及び第2アライメントマークAM21・AM22が形成されている。また、ウエハ6の表面にはレジスト70が塗布されており、第1実施形態と同様に、レジスト70の表面には一定の傾き(膜厚分布)を有しているものとする。更に、本実施形態では、チャック22の表面は、ウエハステージ7の走査面(X−Y平面に平行な平面)に対して角度βだけ傾きを有すると仮定する。この場合、第1実施形態で示した方法を用いて第1アライメントマークAM21の計測に続いて第2アライメントマークAM22の計測を実施すると、チャック22の表面(ウエハ吸着面)の傾きに起因して、更なる基板表面位置の差が発生する。即ち、第1アライメントマークAM21と第2アライメントマークAM22との間のX軸方向の間隔をLとすると、第2アライメントマークAM22を計測する場合のレジスト70の厚みは、L×sinβだけ長くなる。
次に、第3実施形態に係る位置計測装置(方法)について説明する。本実施形態の計測装置は、OA検出系21を使用し、ウエハ6の裏面側に形成されたアライメントマークAMを計測するものである。特に、本実施形態では、ウエハ6のシリコン層の厚みが変化している場合、即ち、複数のアライメントマークを被覆するレジストの厚みが、その位置により互いに異なる場合について説明する。図8は、本実施形態に係るアライメントマークAMが形成されたウエハ6の構成を示す図である。ウエハ6は、シリコン層6aとガラス層6bとで構成され、該シリコン層6aとガラス層6bとは、接着剤又はオプティカルコンタクト等により互いに接着されている。シリコン層6aの表面には、レジスト70が塗布されている。また、シリコン層6aの裏面には、4カ所にアライメントマークAM31〜34が形成されている。これらのアライメントマークAMは、金属等の物質で構成されており、シリコン層6aとガラス層6bとの間に閉じ込められた状態で配置される。OA検出系21は、このアライメントマークAMに対して赤外光を照射し、アライメントマークAMからの反射光を検出することで位置を計測する。また、チャック22は、ウエハ6を真空吸着にて保持する基板保持装置を構成し、本実施形態では、ウエハ6と接する面に赤外光を反射しない反射防止膜22aを備えた2層構造とする。反射防止膜22aは、チャック22の表面で反射した赤外光が迷光となってアライメントマークAMの画像の画質を劣化させることのないようにするための膜である。この場合、反射防止膜22aは、チャック22と一体に形成してもよい。また、チャック22の赤外光による温度上昇を抑えるための冷却器や温度センサを備え、チャックの熱膨脹を介してウエハ6が熱膨張しないようにする構成としてもよい。
続いて、本発明の一実施形態のデバイス(液晶表示デバイス、光学素子、リソグラフィー装置(露光装置)用マスク、等)の製造方法について半導体デバイスを例にして説明する。半導体デバイスは、ウエハ(基板)に集積回路を形成する前工程と、前工程でウエハに形成された集積回路を製品として完成させる後工程とを経ることにより製造される。前工程は、前述の露光装置を使用して、レジスト(感光剤)が塗布されたウエハを露光する工程と、当該露光工程で露光されたウエハを現像する工程とを含む。後工程は、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)と、パッケージング工程(封入)とを含む。本実施形態の物デバイス製造方法は、従来の方法と比較して、物品の性能・品質・生産性・製造コストの少なくとも一つの点で有利である。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
7 ウエハステージ
8 制御系
21 OA検出系
32 AF系
AM アライメントマーク
Claims (10)
- 基板を保持してX−Y−Z直交座標系のX軸・Y軸・Z軸それぞれの方向に可動のステージと、前記基板に形成されたアライメントマークを撮像する撮像系と、前記基板の表面のZ軸方向における位置を検出する検出系と、前記ステージと前記撮像系と前記検出系とを制御して前記アライメントマークのX−Y平面に平行な面における位置を求める制御部とを有する位置計測装置であって、
前記制御部は、
前記撮像系のテレセントリシティに関する情報を予め記憶し、
前記基板に形成された複数のアライメントマークのうち少なくとも1つのアライメントマークに関して、前記ステージの位置の制御により前記撮像系に対するフォーカス調整を行って前記撮像系に撮像を行わせ、該撮像により得られた前記アライメントマークの信号に基づいてX−Y平面に平行な面における位置を求め、
前記フォーカス調整のなされた前記少なくとも1つのアライメントマークに関して、前記基板の表面の位置(第1の位置)を前記検出系に検出させ、
前記複数のアライメントマークのうち他のアライメントマークに関して、前記フォーカス調整を行わずに、前記撮像系に撮像を行わせ、かつ前記基板の表面の位置(第2の位置)を前記検出系に検出させ、該撮像により得られた前記アライメントマークの信号と前記第1の位置と前記第2の位置と前記テレセントリシティに関する情報とに基づいて、X−Y平面に平行な面における位置を求める、
ことを特徴とする位置計測装置。 - 前記制御部は、前記少なくとも1つのアライメントマークを複数のアライメントマークとし、該複数のアライメントマークに関してなされた前記フォーカス調整の結果に基づいて該複数のアライメントマークを含む面の形状を求め、前記他のアライメントマークに関して、前記面の形状にも基づいてX−Y平面に平行な面における位置を求める、ことを特徴とする請求項1に記載の位置計測装置。
- 前記制御部は、前記ステージに設けられた基準マークのZ軸方向の位置を変化させて該基準マークを前記撮像系に撮像させることにより、前記テレセントリシティに関する情報を得る、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の位置計測装置。
- 前記制御部は、被覆するレジストの厚みが互いに異なる複数のアライメントマークを前記撮像系に撮像させることにより、前記テレセントリシティに関する情報を得る、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の位置計測装置。
- 前記検出系は、前記基板の表面に斜入射する光のパターンを投影し、該表面における前記パターンの位置を検出する、ことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の位置計測装置。
- 前記制御部は、前記他のアライメントマークに関して、前記第1の位置と前記第2の位置との差に基づいてX−Y平面に平行な面における位置を求める、ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の位置計測装置。
- 基板を保持してX−Y−Z直交座標系のX軸・Y軸・Z軸それぞれの方向に可動のステージと、前記基板に形成されたアライメントマークを撮像する撮像系と、前記基板の表面のZ軸方向における位置を検出する検出系とを制御して前記アライメントマークのX−Y平面に平行な面における位置を求める位置計測方法であって、
前記基板に形成された複数のアライメントマークのうち少なくとも1つのアライメントマークに関して、前記ステージの位置の制御により前記撮像系に対するフォーカス調整を行って前記撮像系に撮像を行わせ、該撮像により得られた前記アライメントマークの信号に基づいてX−Y平面に平行な面における位置を求め、
前記フォーカス調整のなされた前記少なくとも1つのアライメントマークに関して、前記基板の表面の位置(第1の位置)を前記検出系に検出させ、
前記複数のアライメントマークのうち他のアライメントマークに関して、前記フォーカス調整を行わずに、前記撮像系に撮像を行わせ且つ前記基板の表面の位置(第2の位置)を前記検出系に検出させ、該撮像により得られた前記アライメントマークの信号と前記第1の位置と前記第2の位置と前記撮像系のテレセントリシティに関する情報とに基づいてX−Y平面に平行な面における位置を求める、
ことを特徴とする位置計測方法。 - 基板を露光する露光装置であって、
前記基板に形成されたアライメントマークの位置を求める請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の位置計測装置を有する、ことを特徴とする露光装置。 - 請求項9に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
前記工程で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デバイス製造方法。
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US11260577B2 (en) | 2018-02-19 | 2022-03-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Imprint apparatus, planarized layer forming apparatus, forming apparatus, control method, and method of manufacturing article |
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