JP2021110905A - 露光装置、および物品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明に係る第1実施形態の露光装置100について説明する。露光装置100は、半導体デバイスや液晶ディスプレイなどの製造に用いられるリソグラフィ装置である。本実施形態の露光装置100は、ステッパ方式またはスキャン方式により原版(マスク、レチクル)のパターン像を基板上に投影することで基板を露光し、原版のパターンを基板に転写する投影露光装置である。以下では、露光装置100として、スリット光により基板を走査露光するスキャン方式の露光装置を例示して説明する。
図1は、第1実施形態の露光装置100の構成を示す概略図である。本実施形態の露光装置100は、照明光学系10と、原版Mを保持して移動可能な原版ステージ20と、投影光学系30と、基板Wを保持して移動可能な基板ステージ40と、計測部50と、制御部60とを含みうる。制御部60は、例えばCPUやメモリなどを有するコンピュータによって構成され、基板Wの露光処理(露光装置100の各部)を制御する。原版Mは、基板W上に転写すべき微細なパターン(例えば回路パターン)がクロムなどの遮光材料で形成されたガラス製の原版である。また、基板Wとしては、半導体ウェハやガラスプレートなどが用いられうる。
X=kx{−(A−C)+(B−D)} ・・・(1)
Y=ky{−(A−C)−(B−D)} ・・・(2)
X=kx’{−(A−C)+(B−D)}/(A+B+C+D) ・・・(3)
Y=ky’{−(A−C)−(B−D)}/(A+B+C+D) ・・・(4)
投影光学系30の光学特性の変化、即ち、投影光学系30での露光光ELの位置変動は、例えば、投影光学系30の光学素子の振動、投影光学系30内の雰囲気ゆらぎ(空気ゆらぎ)によって引き起こされうる。露光光ELの位置変動が投影光学系30の光学素子(台形ミラー31、凹面ミラー32、凸面ミラー33)に起因する場合、制御部60は、アクチュエータ34〜36で光学素子を駆動することにより、基板上での露光光ELの照射位置の補正を行う。一方、露光光ELの位置変動が投影光学系30内の雰囲気ゆらぎに起因する場合、制御部60は、投影光学系30内の温度および/または圧力を調整することにより、基板上での露光光ELの照射位置の補正を行う。本実施形態の場合、図1に示すように、投影光学系30内の温度および/または圧力を調整するための調整部71が設けられうる。
次に、計測部50における受光素子52aの設置位置について説明する。投影光学系30から基板Wまでの露光光ELの光路長と、投影光学系30から受光素子52a(受光面53)までの計測光MLの光路長とが略同一である場合は、計測光MLの変動(振動)と露光光ELの変動(振動)とを略同一と考えてもよい。この場合には、制御部60は、受光素子52aで得られた計測光MLの変動(振動)と略同一の露光光ELの変動(振動)が発生しているとみなして、アクチュエータ34−36を制御することができる。しかしながら、投影光学系30と基板W(基板ステージ40)との間の領域には露光のためのさまざまな構成物が配置されており、受光素子52aを所望の場所に配置することが困難である場合がある。
計測部50において計測光MLの変動量の計測精度を向上させて、基板上における露光光ELの照射位置の補正をより高精度に行うためには、受光素子52aにおける計測光MLの検出分解能を高めるとよい。以下に、当該検出分解能を高めるための幾つかの方法について説明する。
本発明に係る第2実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態を基本的に引き継ぐものであるため、第1実施形態と異なる点について以下に説明する。第1実施形態では、アクチュエータ34〜36で投影光学系30の各光学素子を駆動することにより、および/または、調整部71で投影光学系30内の雰囲気(温度、圧力)を調整することにより、基板上での露光光ELの照射位置の補正を行った。本実施形態では、原版Mと基板Wとの相対位置を変更することにより、基板上での露光光ELの照射位置の補正を行う例を説明する。
本発明に係る第3実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態および/または第2実施形態を基本的に引き継ぐものであるため、それらの実施形態と異なる点について以下に説明する。
本発明に係る第4実施形態について説明する。本実施形態では、オフセット位置変動量を検出する検出部54を計測部50に設けた第3実施形態の変形例について説明する。本実施形態は、第3実施形態を基本的に引き継ぐものであるため、第3実施形態と異なる点について以下に説明する。
本発明に係る第5実施形態について説明する。本実施形態では、第1〜第4実施形態で説明した露光装置で行われる露光処理について説明する。図6は、露光処理を示すフローチャートである。図6に示すフローチャートの各工程は、制御部60によって制御されうる。
本発明の実施形態にかかる物品の製造方法は、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。本実施形態の物品の製造方法は、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(加工)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。本実施形態の物品の製造方法は、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。
Claims (17)
- 基板を露光する露光装置であって、
露光光により原版のパターン像を前記基板に投影する投影光学系と、
前記露光光が経由する前記投影光学系の光学素子を経由して前記投影光学系から射出された計測光を用いて、前記投影光学系の光学特性を計測する計測部と、
前記計測部での計測結果に基づいて、前記基板上での前記露光光の照射位置を補正する制御部と、
を含み、
前記計測部は、前記計測光を受光する受光素子を含み、
前記受光素子は、前記投影光学系に取り付けられている、ことを特徴とする露光装置。 - 前記受光素子は、前記計測光を受光する受光面を有し、
前記受光面は、前記投影光学系の結像位置とは異なる位置に配置されている、ことを特徴とする請求項1に記載の露光装置。 - 前記計測部は、前記投影光学系内に前記計測光を投光する投光部を更に含み、
前記投光部は、前記投影光学系に取り付けられている、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の露光装置。 - 前記投光部は、前記計測光を前記投影光学系の光軸に平行に投光する、ことを特徴とする請求項3に記載の露光装置。
- 前記投光部は、前記原版と前記投影光学系との間に配置されている、ことを特徴とする請求項3又は4に記載の露光装置。
- 前記投影光学系は、両側テレセントリック光学系で構成されている、ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の露光装置。
- 前記受光素子は、フォトダイオードを含む、ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の露光装置。
- 前記制御部は、前記投影光学系における光学素子の駆動、前記投影光学系内の雰囲気の調整、前記原版と前記基板との相対位置の変更のうち少なくとも1つにより、前記基板上での前記露光光の照射位置を補正する、ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の露光装置。
- 前記投影光学系は、複数の光学素子を含み、
前記制御部は、前記受光素子上での前記計測光の位置変動の周波数成分に基づいて、前記複数の光学素子の中から、前記露光光の位置変動に影響を与えている光学素子を特定し、特定した光学素子を駆動することにより前記基板上での前記露光光の照射位置を補正する、ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の露光装置。 - 前記制御部は、前記受光素子上での前記計測光の位置変動の周波数成分に基づいて、前記投影光学系内の雰囲気ゆらぎが前記露光光の位置変動に影響を与えていると特定した場合、前記投影光学系内の雰囲気を調整することにより前記基板上での前記露光光の照射位置を補正する、ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の露光装置。
- 前記制御部は、前記受光素子上での前記計測光の受光位置に基づいて、前記投影光学系内での前記露光光の位置変動を推定し、推定した前記露光光の位置変動に応じて前記基板上での前記露光光の照射位置を補正する、ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の露光装置。
- 前記計測部は、前記投影光学系内への前記計測光の入射角度および入射位置の少なくとも一方を検出する検出部を更に有し、
前記制御部は、前記検出部での検出結果に更に基づいて、前記投影光学系内での前記露光光の位置変動を推定する、ことを特徴とする請求項11に記載の露光装置。 - 前記検出部は、前記投影光学系内に投光される前の前記計測光から一部の光を検出光として分岐する分岐部と、前記投影光学系を介さずに前記検出光を受光する第2受光素子とを有し、前記第2受光素子上での前記検出光の受光位置に基づいて、前記投影光学系内への前記計測光の入射位置および入射角度の少なくとも一方を検出する、ことを特徴とする請求項12に記載の露光装置。
- 前記第2受光素子は、前記検出光の光路長と前記計測光の光路長とが同じになるように配置され、
前記制御部は、前記受光素子上での前記計測光の位置変動と前記第2受光素子上での前記検出光の位置変動との差に基づいて、前記投影光学系内での前記露光光の位置変動を推定する、ことを特徴とする請求項13に記載の露光装置。 - 前記検出部は、前記検出光を第1検出光と第2検出光とに分岐する第2分岐部と、前記投影光学系を介さずに前記第2検出光を受光する第3受光素子とを更に含み、
前記第2受光素子は、前記第1検出光を受光し、
前記制御部は、前記第2受光素子上での前記第1検出光の位置変動と前記第3受光素子上での前記第2検出光の位置変動との差に基づいて、前記受光素子上での前記計測光の位置変動を補正し、それにより得られた値に基づいて前記投影光学系内での前記露光光の位置変動を推定する、ことを特徴とする請求項13に記載の露光装置。 - 前記第2受光素子で受光される前記第1検出光の光路長と、前記第3受光素子で受光させる前記第2検出光の光路長とは互いに異なる、ことを特徴とする請求項15に記載の露光装置。
- 請求項1乃至16のいずれか1項に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
前記工程で露光を行われた前記基板を現像する工程と、を含み、
現像された前記基板から物品を製造することを特徴とする物品の製造方法。
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