JP2015081995A

JP2015081995A - 露光装置

Info

Publication number: JP2015081995A
Application number: JP2013219312A
Authority: JP
Inventors: 篤史滝口; Atsushi Takiguchi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2013-10-22
Filing date: 2013-10-22
Publication date: 2015-04-27

Abstract

【課題】ガラスプレートにすでに転写された回路パターンとフォトマスクの回路パターンの位置合わせ精度の劣化を最小限に抑えつつ、位置合わせのための計測時間を短縮させる露光装置を提供すること。
【解決手段】投影光学系を介し、原版となるフォトマスクの回路パターンとプレートステージ上に搭載された、すでに回路パターンが転写されたガラスプレートの位置合わせを行なう際、ガラスプレート上の代表的な位置でフォトマスク上のアライメントマークとガラスプレート上のアライメントマークを同時に計測して、それぞれのアライメントスコープに対する位置を求め、それ以外の位置ではガラスプレート上のアライメントマークとアライメントスコープの相対位置のみを計測し、その結果とガラスプレート上の代表的な位置で計測したアライメントスコープに対するフォトマスク上のアライメントマークの相対位置の結果から、それ以外の位置でのガラスプレート上のアライメントマークとフォトマスク上のアライメントマークの相対位置を算出する。
【選択図】図１

Description

この発明は、半導体集積回路や液晶表示素子などの製造工程において、マスク等の原版（フォトマスクやレチクルなど）のパターンを基板（ウエハやガラスプレートなど）に露光する露光装置に関するものである。

従来の露光装置において、第1の回路パターンが転写されたガラスプレートに対して、第2の回路パターンを第1の回路パターンに位置合わせを行って露光する場合、フォトマスク上に第2の回路パターンの周辺に描画されたアライメントマークと、ガラスプレート上に第1の回路パターンの周辺に描画されたアライメントマークとの位置ずれ量を計測し、フォトマスクとガラスプレートとの位置合わせを行っている（特許文献１参照）。位置ずれ量計測は、両マークをアライメントスコープで同時に同視野内で観察し、フォトマスク側マークに対するガラスプレート側マークの相対位置を画像処理装置によって計測している。これを挟み込み計測と呼ぶ。

また、フォトマスクに描画された回路パターンをなるべく多く一枚のガラスプレートに露光する為に、同一の回路パターンを一ショットとして一括露光するようにし、一枚のガラスプレート上に複数のショットを露光している。

特開２００３−２０３８４８号公報

本発明が解決しようとする課題を図１（１−１）に示し説明する。

毎ショット、フォトマスクとガラスプレートのマークを挟み込んで計測する場合、転写されるマスクパターンと、ガラスプレート上の各ショットの方向は一致させてアライメント計測をする必要がある。そこで、アライメントスコープ位置を固定した状態で、ショット内はマスクステージとプレートステージを縦（Y）方向に同期させ同方向に駆動させる。ショット1→ショット2のように横(X)方向にステップする場合は、プレートステージのみX方向に駆動する。ショットが2行にわたって露光される必要がある場合には、ショット3→ショット4のようにY方向にステップする際はプレートステージのみY方向に駆動する。このとき、ショット3のアライメント計測完了時に既にマスクステージが奥方向(図１（１−１）の上方向)に駆動してしまっているので、次ショットであるショット4上部をアライメントするには、プレートステージはさらに奥方向奥方向(図１（１−１）の上方向)に一ショットのYレンジ以上の距離にわたってステップ駆動を行う必要があり、これが原因でタクトタイムを大きくロスし、結果的にスループットが低下してしまう。

そこで本発明は、第１のレイヤのショットが2行にわたって露光される場合のスループットを向上させることを目的とする。

その目的を達成するために、ショット１のアライメントの際にフォトマスク側のマーク位置を記憶する手段を露光装置に構成する。

そして次ショット以降については、ガラスプレート側マーク位置のみを計測し、既に記憶したフォトマスク側マークとからの相対位置を計算で求め、位置合わせを行い露光を行う。このことで、第２のショット以降はマスクステージの位置に依存せずにプレートステージを駆動しスループットを最適化することができるようになる。

図１(１−２)に示す例について説明すると、ショット1はマスクステージとプレートステージを同期駆動しアライメント計測を行うが、次ショット以降はプレートステージのみショット6→ショット5→ショット2→ショット3→ショット4の順に駆動しアライメント計測を実施することができる。その結果、駆動距離を大幅に削減できることになり、スループットを向上させることができる。

図１（１−１）に示すようにショット内においてY方向に近接するアライメントマーク間のY方向距離をa、隣り合うショットにおいてショット中心間のX方向距離をb、隣り合うショットにまたがってY方向に近接するマーク間のY方向距離をｃとすると、従来の位置合わせ方式でショット１からショット６までをアライメントした場合、
総駆動距離dは、
d＝ 15a + 4b + c
となる。

それに対し、本発明の位置合わせ方式でショット１からショット６までをアライメントした場合、
総駆動距離eは、
e ＝ 13a + 2b + 4c
となる。

したがって、駆動距離は
d−e ＝ 2a + 2b−3c
だけ短くなり、この分タクトタイムが短縮するので、結果としてスループットを向上させることができる。

本発明が解決する課題を説明する図である。本発明のSystem構成を説明する図である。本発明の概念を説明する図である。

以下に、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。

〔第1実施形態〕
本発明のSystem構成を図２に示し説明する。

プレートステージ１上にガラスプレート２が置かれている。マスクステージ３上にフォトマスク４が置かれている。

ガラスプレート２上には第１レイヤの回路パターンがショット1(５)〜ショット6(１０)まで露光されており、ショット1（５）の6点(１１〜１６)にアライメントマークが露光されている。ここで、(１１)と(１２)をP1(S1)、(１３)と(１４)をP2(S1)、(１５)と(１６)をP3(S1)と呼ぶことにする。また、フォトマスク３上にも6点(４７〜５２)のアライメントマークが描画されている。(４７)と(４８)をP1(M)、(４９)と(５０)をP2(M)、(５１)と(５２)をP3(M)と呼ぶことにする。アライメント計測を行う際は、アライメントスコープ５３の位置は固定し、マスクステージ３とプレートステージ１を同期駆動させて、P2(S1)とP2(M)のアライメントスコープ(５３)に対する相対位置を同時に計測する。

次にマスクステージ３とプレートステージ１を同期駆動させてP1(S1)とP1(M)のアライメントスコープに対する相対位置を同時に計測する。さらにマスクステージ３とプレートステージ１を同期駆動させてP3(S1)とP3(M)のアライメントスコープ５３に対する相対位置を同時に計測する。それぞれの計測結果から求まる、P1(M)に対するP1(S1)の相対位置と、P2(M)に対するP2(S1)の相対位置と、P3(M)に対するP3(S1)の相対位置を用いれば、フォトマスクの回路パターンとショット1（５）の回路パターンの位置ずれ量がわかり、これらの値を元に位置合わせを行なって転写露光を行なうことが可能になる。

また、このときP1(M)、P2(M)、P3(M)のフォトマスク側アライメントマークのアライメントスコープ５３に対する相対位置の値を記憶装置で記憶するようにする。

次に、プレートステージ(１)のみを縦（Y）方向に駆動させ、ショット6（１０）のP1(S6)のアライメントスコープ(５３)に対する相対位置を計測する。ショット1のアライメント計測時にP1(M)のフォトマスク側アライメントマークの位置を記憶している為、アライメントスコープ位置を介してP1(M)とP1(S6)の相対位置が算出できる。同様にしてプレートステージ(１)のみ駆動させて各ショット各アライメントマークのアライメントスコープ(５３)に対する相対位置を計測することで、フォトマスク側アライメントマークとショット６のガラスプレート側アライメントマークの相対位置が算出できる。

同様にして、ショット5→ショット2→ショット3→ショット4の順番で、フォトマスクの回路パターンとガラスプレート上の回路パターンの相対位置ずれ量を算出し、位置合わせを行ないながら、転写露光を行なう。

〔第2実施形態〕
本発明の位置合わせ精度の劣化を最小限にする方法を図２および図４に示し説明する。

第1の実施形態ではマスクステージ３とアライメントスコープ５３が停止している状態では、フォトマスク４のアライメントマークとアライメントスコープ５３の相対位置は変化しない前提であった。しかしアライメントスコープ５３が可動式である場合、アライメントスコープが物理的に停止することが難しく、実際には若干振動している場合が多い。より高い位置合わせ精度が要求される場合、このアライメントスコープ５３の振動による誤差が許されない場合がある。

そこで、始めにショット1（５）のP2(S1)とフォトマスク４上のP2(M)をアライメントスコープ５３で計測する際、マスクステージ３とプレートステージ１を同期制御させて、P2(S1)とP2(M)の位置関係を維持させる。次にマスクステージ３のみStep駆動させ、マスクステージ３とプレートステージ１を同期制御させてP2(S1)とP1(M)を計測する。同様にしてP2(S1)とP3(M)も計測する。以上の結果からP2(S1)に対するP1(M)、P2(M)、P3(M)の位置関係が求まり、さらにP1(M)/P2(M)/P3(M)それぞれの位置関係も求まる(詳細：図４（４−１））。

後は第1の実施形態と同様にプレートステージ１のみ駆動させて各ショット各アライメントマークの計測を行なうが、計測の際はマスクステージ３とプレートステージ１を同期制御させてP3(M)との位置関係を求めるようにする。

例えばショット6（１０）の計測の場合、P3(M)とP1(S6)の相対位置計測を行なえば、P1(M)とP3(M)の位置関係が求まっているため、P1(M)とP1(S6)の位置関係が算出できる。同様にP3(M)とP2(S6)の相対位置計測結果から、先に求めたP2(M)とP3(M)の相対位置を用いてP2(M) とP2(S6)の位置関係が求まり、ショット6（１０）の回路パターンとフォトマスク４の回路パターンの位置合わせを行なって露光動作をすることが可能になる。

１プレートステージ
２ガラスプレート
３マスクステージ
４フォトマスク

Claims

投影光学系を介し、原版となるフォトマスクの回路パターンとプレートステージ上に搭載された、すでに回路パターンが転写されたガラスプレートの位置合わせを行なう際、ガラスプレート上の代表的な位置でフォトマスク上のアライメントマークとガラスプレート上のアライメントマークを同時に計測して、それぞれのアライメントスコープに対する位置を求め、それ以外の位置ではガラスプレート上のアライメントマークとアライメントスコープの相対位置のみを計測し、その結果とガラスプレート上の代表的な位置で計測したアライメントスコープに対するフォトマスク上のアライメントマークの相対位置の結果から、それ以外の位置でのガラスプレート上のアライメントマークとフォトマスク上のアライメントマークの相対位置を算出することを特徴とする露光装置。
フォトマスクの回路パターンとガラスプレート上の回路パターンの位置合わせを行なう際、ガラスプレート上のアライメントマークとフォトマスク上の複数ある各アライメントマークの相対位置を計測し、その結果からフォトマスク上の複数ある各アライメントマーク間の相対位置を算出することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。