JP3359193B2 - 露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法 - Google Patents
露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法Info
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
たデバイスの製造方法に関し、特にIC、LSI、CC
D、液晶パネル、磁気ヘッドなどの各種デバイスを製造
する際に好適なものである。
目するパターン像の解像線幅はより狭く、レチクルとウ
エハとのアライメント精度はより高精度なものが必要と
なるなど、露光装置に対する要求は、ますます高性能化
が要求されてきている。
め、より波長の短い遠紫外領域の光が用いられるように
なってきている。また、解像線幅は、露光装置の投影光
学系のNAにも依存するため、投影光学系はより高NA
なものになってきている。さらに対象となるチップは大
きくなる傾向があり、それに連れて投影光学系の画面も
大きくなってきている。また、アライメント光学系にお
いては、高精度化のため、TTLアライメント方式が主
流となっている。
面には、露光波長領域での反射防止増透の膜をコーティ
ングし、露光面への迷光を少なくし像性能を向上させ、
且つ露光量を増やし、スループットを向上させることが
行われている。
投影光学系を構成するレンズの各面には、反射防止増透
の膜をコーティングし、アライメント位置検出系への迷
光を少なくし、且つ検出光量を増やし、アライメント精
度を向上させることが行われている。
製造許容誤差はより小さくする必要があり、面形状や偏
芯の測定など、干渉計を利用した高精度の測定が不可欠
となっている。近年では、さらに測定精度をあげるた
め、これら干渉計の光源として、より波長の短いレーザ
ーが用いられるようになっている。
の投影光学系では、露光波長領域と、TTLアライメン
ト波長領域において、反射率を低くし透過率を良くする
ため、反射防止増透のコーティングがなされている。し
たがって、投影光学系を構成するレンズの各面におけ
る、露光波長、TTLアライメント波長における反射率
は、非常に低く、通例1.0%以下である。
投影光学系を構成する個々のレンズの面からの反射光を
用いる検査や、調整工程がある。そこでは、たとえば、
レンズの面形状や、偏芯を許容誤差以内とするため、レ
ンズ面からの反射光を被験光とする干渉計による測定が
行われる。この場合、反射率としては、通例2%以上は
望ましいとされている。したがって、この干渉計に使用
する光の測定波長領域と、露光波長領域もしくはTTL
アライメント波長領域がほとんど同じ場合、レンズ面か
らの反射光が十分に得られず、十分な測定精度が得られ
ないという問題がある。
ハ面上に投影する投影光学系を構成する光学素子に適切
なる分光特性のコーティング膜を施すことにより、露
光,アライメント、そして干渉測定等を良好に行い、高
集積度のデバイスが容易に製造することができる露光装
置及びそれを用いたデバイスの製造方法を提供すること
を目的とする。
置の製造方法は反射防止増透膜を有する複数の光学素子
を備える投影光学系を介してTTLアライメントを行っ
て前記投影光学系によりレチクル等の原画をウエハ等の
被露光物体上に投影するデバイス製造用露光装置の製造
方法において、前記複数の光学素子の面形状を第1波長
領域の光により測定し、検査する工程を有し、前記複数
の光学素子の前記反射防止増透膜は、前記第1の波長領
域の光に対してよりも前記原画の投影に用いる第2波長
領域の光及び前記TTLアライメントに用いる第3波長
領域の光に対しての方が反射防止増透作用が強く、前記
第1波長領域の光の波長は、前記第2波長領域の光の波
長よりも長く且つ前記第3波長領域の光の波長より短い
ことを特徴としている。
前記反射防止増透膜の反射率の特性が、前記第2波長領
域及び前記第3波長領域の光に対しては基準値より反射
率が低く、前記第1波長領域の光に対しては基準値より
反射率が高い特性であることを特徴としている。
前記第2波長領域の光及び前記第3波長領域の光の反射
率の基準値が1%、前記第1波長領域の光の反射率の基
準値が2%であることを特徴としている。
か1項に記載の発明において前記第2波長領域が超高圧
水銀ランプのg線(436nm)とその近傍とからなる
波長領域、またはi線(365nm)とその近傍とから
なる波長領域、またはKrFエキシマレーザーによる波
長領域、またはArFエキシマレーザーによる波長領域
であることを特徴としている。
か1項に記載の発明において前記第3波長領域の光がH
eNeレーザー(633nm)による波長領域の光、ま
たは610nm近傍の波長領域の光であることを特徴と
している。
か1項に記載の発明において前記測定光が単一周波数で
発振するレーザーによる波長領域であることを特徴とし
ている。
前記単一周波数レーザーがアルゴンレーザーまたはYA
G倍波レーザーであることを特徴としている。
露光物体を用意し、請求項1乃至7いずれか1項記載の
露光装置の製造方法に基づいて製造された露光装置を用
いて前記被露光物体を露光することによりデバイスを製
造することを特徴としている。
ための露光装置の実施例1の概略図である。図1におい
て、8は投影光学系である。この投影光学系8を構成す
る個々の光学素子に施す反射防止増透膜として、露光装
置の露光波長領域とTTLアライメント波長領域におい
ては反射率が低く、投影光学系の製造工程で行われる各
種測定の測定波長領域においては、反射率が高くなる分
光特性の膜を用いている。
のg線(436nm)とその近傍とからなる波長領域、
またはi線(365nm)とその近傍とからなる波長領
域、またはKrFエキシマレーザーによる波長領域、ま
たはArFエキシマレーザーによる波長領域の光(露光
光)を発光する。この露光光は、照明光学系2により整
形され、レチクルステージ4上のレチクル3を照明す
る。レチクル3上のパターンは、投影光学系8により、
ウエハーステージ11上のウエハー10に転写される。
転写されたウエハーは通常のディバイス製造工程に従っ
て処理されディバイスが製造される。前述の如く、投影
光学系8は、反射防止増透膜として、露光波長領域にお
いて透過率が高く且つ反射率が低い特性の膜を施してあ
るので、迷光が少なく透過率の良い投影光学系となり、
像性能の良い高スループットの露光装置を達成してい
る。
り、HeNeレーザー(633nm)による波長領域、
または610nm近傍の波長領域の光(アライメント
光)を発光する。610nm近傍の波長領域の光は、た
とえば、ハロゲンランプからの発光光を、610nm近
傍の光を透過する光学的バンドパスフィルターに通すこ
とによって得ている。
域とは、半値幅でたとえば615nm±35nmなどの
波長領域をいう。このアライメント光は、アライメント
位置検出光学系5と、投影光学系8を通り、ウエハー1
0上のアライメントマーク9に到達する。このアライメ
ント光は、アライメントマーク9により反射され、投影
光学系8を通り、アライメント位置検出光学系5に戻
る。この戻りアライメント光をアライメント位置検出演
算処理部7により処理することにより、アライメント位
置が求められ必要に応じてアライメントしている。
透膜として、アライメント波長領域において透過率が高
く且つ反射率が低い特性の膜を施してあるので、迷光が
少なく透過率の良い投影光学系となり、高精度なアライ
メントを可能としている。
防止増透膜として、投影光学系の製造工程で行われる各
種の測定の際の測定光の測定波長領域においては、反射
率が低くない分光特性の膜が施してある。これにより測
定に必要な反射光を容易に得て、高精度の検査、調整等
の測定を可能とし、高性能な投影光学系の製造を可能と
している。
構成例を示す。図2は、この構成例の反射率特性を示す
図である。
TLアライメント波長領域としては、HeNeレーザー
(633nm)または615nm±35nm、投影光学
系製造工程での測定波長領域としては、Arレーザーの
発振波長が458nm、477nm、488nm、49
7nmを対象とした例である。
ライメント波長領域において反射率は、0.5%以下で
あり、所望の反射率を実現している。また、投影光学系
製造工程での測定波長領域では、反射率は、2%以上と
なっており、所望の反射率を実現している。尚、本実施
例では膜の材料や、構成を変えることにより他の波長領
域においても所望の反射率を実現している。
しくはTTLアライメント波長領域と、投影レンズの製
造工程で行われる測定の測定波長領域とを、互いに異な
る波長領域とし、投影光学系を構成する光学素子に施す
反射防止増透膜の分光特性を、露光波長領域とTTLア
ライメント波長領域においては反射率が低くなり、レン
ズ製造工程で行われる測定の測定波長領域においては反
射率が高くなるようにしている。
領域においては、迷光が少なく透過率が良い投影光学系
となり、像性能の良い高いスループットの露光装置が実
現できる。また、TTLアライメント波長領域において
も迷光が少なく透過率のよい投影光学系となるため、高
精度なアライメントが可能となる。また、投影光学系の
製造工程で用いる光源から光の波長においては、反射率
が高いので、測定に必要な反射光が得られる。これによ
り、高精度の検査、調整が可能となり、高性能な投影光
学系の製造を可能としている。
れた、高性能な露光装置を実現している。
で行われる光学素子の光学的性質の測定の例である。同
図では、投影光学系の構成要素であるレンズの面形状測
定の場合を示している。この例は、マイケルソン型の干
渉計で、単一周波数レーザー20、ビームエキスパンダ
21、ハーフミラー22、参照ミラー23、コリメータ
ー24、被験レンズ25、結像レンズ26、カメラ2
7、画像処理装置28から構成され、被験レンズ25の
面25aの形状を測定する場合を示している。面25a
には、単一周波数レーザー20の波長領域においては、
反射率が低くない特性の膜が施してあるので、必要な光
量が得られ、高精度な面形状の測定をしている。
aの反射率特性が図2の特性である場合は、たとえば、
発振波長が458nmのArレーザーがある。他に、発
振波長が、477nm、488nm、497nmのAr
レーザー等が適用できる。また、面25aの反射膜の特
性によっては、単一周波数レーザー20としては、発振
波長が515nm、529nmのArレーザー、YAG
倍波レーザー(532nm)などがある。
定の他の例で、特公昭51−42495号公報で開示さ
れている偏芯測定の場合を示している。この例は単一周
波数レーザー30、ビームエキスパンダー31、光束分
割光学系を構成するビームスプリッター32と全反射鏡
33、34、35、レンズ36、回転軸43、レンズ4
1から構成され、被験レンズ38の被験面38aの回転
軸43からの偏芯を検知する場合を示している。面38
aには、単一周波数レーザー20の波長領域において
は、反射率が高い分光特性の膜が施してあるので、必要
な光量が得られ、高精度な面形状の測定を可能としてい
る。
り二分割された光束、42は二光束39、40による干
渉縞でレンズ41により拡大形成されたものである。
aの反射率特性が図2の特性である場合は、たとえば、
発振波長が458nmのArレーザーがある。他に、発
振波長が、477nm、488nm、497nmのAr
レーザー等が適用できる。また、面38aの反射膜の特
性によっては、単一周波数レーザー30としては、発振
波長が515nm、529nmのArレーザー、YAG
倍波レーザー(532nm)などがある。
影光学系の製造工程で行われる測定の測定波長領域と、
露光装置の露光波長領域およびTTLアライメント波長
領域とを異なる波長領域としているので、投影光学系の
反射防止増透膜の反射率の特性が、露光装置の露光波長
領域とTTLアライメント波長領域においては反射率が
低く、投影光学系の製造工程で行われる測定の測定光の
波長領域においては、反射率が低くない(高い)分光特
性とすることができる。これにより、露光波長領域にお
いては、迷光が少なく透過率が良い投影光学系となり、
像性能の良い高スループットの露光装置が実現できる。
ても迷光が少なく透過率のよい投影光学系となるため、
高精度アライメントが可能となる。また、投影光学系の
製造工程で用いる光源の波長においては、反射率が低く
ないので、測定に必要な反射光が得られる。したがっ
て、高精度の検査、調整が可能となり、高性能な投影光
学系の製造が可能となる。このようにして、光学性能が
充分調整された、高性能な光学性能を有し且つスループ
ット等も良い高性能な露光装置の提供を可能としてい
る。
I、CCD、液晶パネル、磁気ヘッドなどの各種デバイ
スを効率良く、かつ正確に製造することができる。
れる反射防止増透膜の実施例1を示す図。
程で行われる測定の実施例を示す図。
程で行われる測定の実施例を示す図。
Claims (8)
- 【請求項1】 反射防止増透膜を有する複数の光学素子
を備える投影光学系を介してTTLアライメントを行っ
て前記投影光学系によりレチクル等の原画をウエハ等の
被露光物体上に投影するデバイス製造用露光装置の製造
方法において、 前記複数の光学素子の面形状を第1波長領域の光により
測定し、検査する工程を有し、 前記複数の光学素子の前記反射防止増透膜は、前記第1
の波長領域の光に対してよりも前記原画の投影に用いる
第2波長領域の光及び前記TTLアライメントに用いる
第3波長領域の光に対しての方が反射防止増透作用が強
く、 前記第1波長領域の光の波長は、前記第2波長領域の光
の波長よりも長く且つ前記第3波長領域の光の波長より
短いことを特徴とする露光装置の製造方法。 - 【請求項2】 前記反射防止増透膜の反射率の特性が、
前記第2波長領域及び前記第3波長領域の光に対しては
基準値より反射率が低く、前記第1波長領域の光に対し
ては基準値より反射率が高い特性であることを特徴とす
る請求項1記載の露光装置の製造方法。 - 【請求項3】 前記第2波長領域の光及び前記第3波長
領域の光の反射率の基準値が1%、前記第1波長領域の
光の反射率の基準値が2%であることを特徴とする請求
項2記載の露光装置の製造方法。 - 【請求項4】 前記第2波長領域が超高圧水銀ランプの
g線(436nm)とその近傍とからなる波長領域、ま
たはi線(365nm)とその近傍とからなる波長領
域、またはKrFエキシマレーザーによる波長領域、ま
たはArFエキシマレーザーによる波長領域であること
を特徴とする請求項1乃至3いずれか1項記載の露光装
置の製造方法。 - 【請求項5】 前記第3波長領域の光がHeNeレーザ
ー(633nm)による波長領域の光、または610n
m近傍の波長領域の光であることを特徴とする請求項1
乃至4いずれか1項記載の露光装置の製造方法。 - 【請求項6】 前記測定光が単一周波数で発振するレー
ザーによる波長領域であることを特徴とする請求項1乃
至5いずれか1項記載の露光装置の製造方法。 - 【請求項7】 前記単一周波数レーザーがアルゴンレー
ザーまたはYAG倍波レーザーであることを特徴とする
請求項6記載の露光装置の製造方法。 - 【請求項8】 被露光物体を用意し、請求項1乃至7い
ずれか1項記載の露光装置の製造方法に基づいて製造さ
れた露光装置を用いて前記被露光物体を露光することに
よりデバイスを製造することを特徴とするデバイスの製
造方法。
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