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JP2004356290A - Exposure apparatus and exposure method - Google Patents

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JP2004356290A
JP2004356290A JP2003150921A JP2003150921A JP2004356290A JP 2004356290 A JP2004356290 A JP 2004356290A JP 2003150921 A JP2003150921 A JP 2003150921A JP 2003150921 A JP2003150921 A JP 2003150921A JP 2004356290 A JP2004356290 A JP 2004356290A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reticle
reference plane
flatness
exposure
sensors
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
Application number
JP2003150921A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuya Ota
和哉 太田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2003150921A priority Critical patent/JP2004356290A/en
Publication of JP2004356290A publication Critical patent/JP2004356290A/en
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

【課題】原版(レチクル)のパターン形成面の平坦度を高精度で制御できる露光装置及び露光方法を提供する。
【解決手段】レチクルステージ3には、レチクル(原版)を保持するチャック33と基準平面部材43が備えられている。基準平面部材33の表面の平坦度は予め準備されている。最初に、原版表面の高さを検出する複数のセンサを用いて、基準平面部材33の表面の平坦度を計測し、計測した結果に、基準平面部材33の平坦度に応じた修正を加えて複数のセンサのキャリブレーションを行う。そして、キャリブレーションした複数のセンサによって計測した原版表面の平坦度に応じて原版表面の高さを制御しながら露光する。
【選択図】 図1
An exposure apparatus and an exposure method capable of controlling the flatness of a pattern forming surface of an original (reticle) with high accuracy.
A reticle stage (3) includes a chuck (33) for holding a reticle (original plate) and a reference plane member (43). The flatness of the surface of the reference plane member 33 is prepared in advance. First, using a plurality of sensors for detecting the height of the original plate surface, the flatness of the surface of the reference plane member 33 is measured, and the measurement result is corrected according to the flatness of the reference plane member 33. Calibrate multiple sensors. The exposure is performed while controlling the height of the original surface in accordance with the flatness of the original surface measured by the plurality of calibrated sensors.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、EUV光(Extreme Ultra Violet 光、極端紫外光)や紫外光レーザ、荷電粒子線等のエネルギ線を用いる露光装置及び露光方法に関する。特には、パターンが形成された原版の平坦度を高精度で制御できる露光装置及び露光方法に関する。
【0002】
【従来技術】
EUV露光装置を例にとって説明する。
EUV露光装置は、通常4〜8枚の反射ミラーで構成される反射縮小投影光学系を備える。また、パターンが形成される原版(レチクル)も、反射式のものが用いられる。円弧状に成形された照明光は、レチクルに対して斜めから照射される。これは、EUV光の波長(13nm程度)において、有効なビームスプリッタやハーフミラーが存在しないため、照明光と反射光の光路を変えるには光軸を斜めにするしかないからである。
【0003】
反射式のレチクルを使用した場合、レチクル表面に光軸方向(高さ方向)の変位(上がり下がり、傾き)があると、ウェハ上に投影されるパターンに横ずれが生じ、その結果パターン像の倍率や位置が変化してしまう。このため、反射式のレチクルのパターン形成面は、できる限り平坦に保つ必要があり、光軸方向の変位を、例えば数十nm内の高精度に制御する必要がある。
【0004】
そのためには、レチクルのパターン形成面の高さを最低でも2点で測定する必要がある。2点で計測することにより、パターン形成面の傾きを求めることができるからである。ところで、レチクル上の露光領域は、長手方向の長さが少なくとも100mm以上であるため、ウェハの高さ測定に使用されるセンサ(AFセンサ)と同様のセンサを用いてレチクルのパターン形成面の高さを計測する場合は複数のセンサが必要になる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、複数のセンサを用いると、センサ間のゼロ点ドリフトによる計測誤差が問題となる。
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、原版(レチクル)のパターン形成面の平坦度を高精度で制御できる露光装置及び露光方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の問題点を解決するため、本発明の露光装置は、 原版上に形成されたパターンを感応基板上に転写する露光装置であって、 前記原版表面の高さを検出する複数のセンサと、 予め平坦度が分かっている前記複数のセンサで同時高さ検出可能な基準平面部材と、を具備することを特徴とする。
予め平坦度が分かっている基準平面部材の高さを複数のセンサで検出して、センサ間のキャリブレーションを行う。これにより、複数のセンサを用いた場合に発生するセンサ間のドリフトを校正することができる。そして、キャリブレーション済みのセンサで原版(レチクル)の平坦度を計測するため、計測結果の精度が向上する。
【0007】
本発明においては、 前記原版を保持するチャックに前記基準平面部材が一体化されていることとすれば、チャックと基準平面部材とをレチクルステージに保持する機構を共通化できるため、レチクルステージを小型化できるとともに、レチクルステージのストロークを短くできる。
【0008】
本発明においては、 さらに、前記基準平面部材に、前記パターン像の平面位置を検出するための基準マークが形成されており、 前記パターンが投影される位置に、前記基準マークの空間像を検出するセンサが設けられていることとすれば、投影光学系の倍率やディストーションも同時にモニタできる。
【0009】
本発明の露光方法は、 原版上に形成されたパターンを感応基板上に転写する露光方法であって、 前記原版表面の高さを検出する複数のセンサを用いて、予め平坦度が分かっている基準平面部の平坦度を計測し、 計測した結果に、前記基準平面部の平坦度に応じた修正を加えて前記複数のセンサのキャリブレーションを行い、 キャリブレーションした前記複数のセンサによって計測した前記原版表面の平坦度に応じて前記原版表面の高さを制御しながら露光することを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ説明する。
まず、EUV露光装置の一例について説明する。
図3は、本発明の実施の形態に係るEUV露光装置(4枚投影系)の構成を概略的に示す図である。
EUV露光装置は、光源を含む照明系ILを備えている。照明系ILから放射されたEUV光(一般に5〜20nmの波長の光が用いられ、具体的には、13.5nmの波長の光が使用される)は、折り返しミラー1で反射してレチクル2に照射される。
【0011】
レチクル2は、パターン形成面を重力方向下側に向けた状態で、レチクルステージ3に吸着保持されている。レチクルステージ3の構成については後述する。このレチクルステージ3は、走査方向(Y方向)に100mm以上のストロークをもち、この走査方向と直交する方向(X方向)に微小ストロークをもち、光軸方向(Z方向)にも微小ストロークをもっている。XY方向の位置は、図示せぬレーザ干渉計によって高精度にモニタされ、Z方向位置はレチクルフォーカス送光系4とレチクルフォーカス受光系5からなるレチクルフォーカスセンサでモニタされている。
【0012】
なお、図3には、レチクルフォーカスセンサは1つしか描かれていないが、実際は、複数(この例では5個)のレチクルフォーカスセンサが配置されている。これらのセンサは、円弧状の露光領域内のできるだけ広い範囲にスポットが当たるように配置されている。
【0013】
レチクル2で反射したEUV光は、図中下側の光学鏡筒14内に入射する。このEUV光は、レチクル2に描かれた回路パターンの情報を含んでいる。レチクル2には、EUV光を反射する多層膜(例えば、Mo/SiやMo/Be)が成膜されており、この多層膜上に吸着層(例えばNiやAl)の有無でパターニングされている。
【0014】
光学鏡筒14内に入射したEUV光は、第1ミラー6で反射した後、第2ミラー7、第3ミラー8、第4ミラー9で順次反射し、最終的にはウェハ10に対して垂直に入射する。これらのミラー等からなる投影光学系の縮小倍率は、例えば1/4や1/5である。この図では、ミラーは4枚であるが、N.A.をより大きくするためには、ミラーを6枚あるいは8枚にすると効果的である。鏡筒14の近傍には、アライメント用のオフアクシス顕微鏡15が配置されている。
【0015】
ウェハ10は、ウェハステージ11上に載置されている。ウェハステージ11は、光軸と直交する面内(XY平面)で移動することができ、移動ストロークは例えば300〜400mmである。ウェハステージ11は、光軸方向にも微小のストロークで上下移動でき、光軸方向位置(Z方向位置)はウェハオートフォーカス送光系12とウェハオートフォーカス受光系13からなるウェハオートフォーカスセンサでモニタされている。ウェハステージ11のXY方向位置は、図示せぬレーザ干渉計によって高精度でモニタされている。露光動作において、レチクルステージ3とウェハステージ11は、投影光学系の縮小倍率と同じ速度比、すなわち、4:1あるいは5:1で同期走査する。
【0016】
次に、レチクルステージ3の構成を説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係る露光装置のレチクルステージの平面図である。
レチクルステージ3には、チャック保持用の保持部31と、基準平面板保持用の保持部41が開けられている。基準平面板保持部41と、チャック保持部31はスキャン方向(Y方向)に並んで配置されている。
【0017】
チャック33は、チャック保持部31に、3ヶ所で板バネなどの固定部材35によって支持されている。基準平面板43は、基準平面板保持部41に、3ヶ所で固定部材45によって支持されている。チャック33及び基準平面板43を3ヶ所で保持することにより、チャック33や基準平面板43の保持変形を少なくし、また保持変形に再現性を与えることができる。
【0018】
基準平面板43は、熱による線膨張係数の小さい、低膨張ガラスや低膨張セラミックスで作製される。基準平面板43の表面は、チャック33と同程度の平面度をもち、予め平坦度マップが準備されている。同板43の表面には、レチクルフォーカスセンサのAF光を反射する物質がコーティングされている。なお、レチクルフォーカスセンサが静電容量式の場合は、このコーティングは必要でない。
【0019】
次に、基準平面板43を用いたレチクルのパターン面の測定方法を説明する。
まず、レチクルステージ3をY方向に移動して、基準平面板43の表面を露光位置に移動させる。図1において、基準平面板43上の斜線でハッチングされているのが、円弧状の照明光束IBである。この照明光束IBは、露光装置の投影光学系の光軸に対しては固定されているが、レチクルステージ3のY方向移動に応じてレチクルステージ3上でY方向に走査される。照明光束IBの当たっている領域内に示されている5つの点Pが、5個のレチクルフォーカスセンサのセンシングスポットを示す。図1から分かるように、スポットPは、同領域内の中央に1つ、両端付近に1つずつ、中央と両端の間に1つずつ当たっている。
【0020】
このような状態で、基準平面板43の表面を各レチクルオートフォーカスセンサで計測する。そして、計測結果と前述の基準平面板43の平坦度マップを参照して、センサ間の相対位置キャリブレーションを行う。
【0021】
次に、レチクルステージ3をY方向に移動して、レチクル2のパターン面を露光位置に移動させる。その後、レチクルステージ3を移動してレチクル2のパターン面をスキャン露光する。露光中に、レチクルオートフォーカスセンサによってレチクル2のパターン面の高さを計測する。検出された値は制御部に送られて、必要であれば、レチクルステージ3をZ方向に移動して、レチクルのZ方向高さを制御する。この際、上述のように、各センサはキャリブレーション済みであり、センサ間の点ドリフトが校正されているため、レチクルのZ方向位置を高精度で計測することができる。
【0022】
図2は、基準平面板の他の例を説明する図であり、図2(A)は平面図、図2(B)は側面図である。
この例の基準平面板は、レチクルチャック50に一体化されている。チャック50には、図2(B)に示すように、レチクル吸着領域51と、基準平面領域53とが形成されている。チャック50は、レチクルステージ3´のチャック保持部31´に、3ヶ所で固定部材35によって支持されている。
【0023】
レチクル吸着領域51と基準平面領域53との間は、溝55で区切られている。レチクル吸着領域51には、一般的なチャックと同様に、例えば静電式のレチクル吸着機構が設けられている。基準平面領域53は、上述の例と同様に、チャックと同程度の平面度をもち、予め平坦度マップが準備されている。
なお、レチクル吸着領域51と基準平面領域53は、一つの部材を加工して作製することができる。また、別々に加工されたものを接着などによって一体化してもよい。この場合は、両者は同じ材質であることが望ましい。
【0024】
レチクルチャックや基準平面板(基準平面領域)は、保持変形に注意してレチクルステージに支持する必要がある。そのためには、チャックや基準平面板をステージに保持する機構が複雑になり、レチクルチャックと基準平面板とを別々にレチクルステージに配置した場合、このような保持機構の寸法の分だけ両者の間隔が広くなることが予想される。しかし、この例においては、チャック51と基準平面板(基準平面領域)53とを共通の保持機構(固定部材)35でレチクルステージ3´に支持しているため、チャックと基準平面板との間隔を狭くすることができる。したがって、オートフォーカスセンサで両者のZ方向高さを計測する際に、レチクルステージ3´のストロークを短くすることができる。このため、露光装置内のスペース効率を上げることができる。
【0025】
次に、本発明の他の実施の形態に係る露光装置のレチクルステージ付近の構成を説明する。この例は、レチクルステージの下方の空間内に複数のレチクルオートフォーカスセンサを配置できない場合を示す。
図4は、本発明の他の実施の形態に係る露光装置のレチクルステージ付近の構成を示す図である。レチクルステージ3としては、図1や図2に示すレチクルステージを使用する。図中には、左右の2ヶ所にレチクルステージ3が示されているが、左の二点鎖線で示す位置を露光位置、右の実線で示す位置をキャリブレーション位置とする。左の露光位置において、レチクル2の下方に複数のレチクルオートフォーカスセンサが配置できない場合、レチクルステージ3を露光位置からY方向(図の右方向)に移動させたキャリブレーション位置に、複数のZ方向センサ61を配置する。このセンサ61としては、干渉計を使用できる。センサとしては、他に、オートフォーカスセンサや静電容量センサを使用できる。
【0026】
この例においては、まず、レチクルステージ3をY方向に移動してZ方向計測位置に位置させ、上述の例と同様に、センサ61を用いて基準平面領域43のZ方向位置を計測してセンサ間のキャリブレーションを行う。その後、レチクル2のパターン形成面のZ方向位置を、キャリブレーション済みのセンサ61を用いて計測する。そして、露光時には、事前に計測されたレチクル2のパターン形成面の平坦度(フラットネスプロファイル)を用いてレチクル2のZ方向変位を制御する。
【0027】
この方法においては、レチクルステージ3の下方の狭いスペースに複数のZ方向センサを配置する必要がない。また、レチクル2の下面(パターン形成面)に近接して視野スリットが配置される場合も、斜め入射のオートフォーカスセンサを配置しづらいため、有効である。
【0028】
上述の例では、基準平面板を使用してZ方向高さを計測したが、同板を使用してXY位置の計測を行い、倍率やディストーションの評価を行うこともできる。
図5、図6は、本発明の他の実施の形態に係る露光装置のレチクルステージの構成を示す平面図である。
図5のレチクルステージ3は、図1のレチクルステージと同様の構成を有するが、基準平面板73の表面に多数の基準マークMが設けられている。
図6のレチクルステージ3´は、図2のレチクルステージと同様の構成を有するが、チャック80にレチクルチャック領域51と、多数の基準マークMが設けられた基準平面領域83とが形成されている。
基準マークMは、基準平面板73及び基準平面領域83の円弧状の照明光ビームIBの形状に対応した領域R内のできるだけ広い範囲内に配置されている。この例では、領域R内を、X方向の端から端まで、上下2段に渡って配置されている。
【0029】
これらの基準マークMは、露光装置の露光光で検出される。このため、基準平面板73の表面及び基準平面領域83は、上述の例と同様にチャック面と同等の平面度をもち、かつ、基準マークMを反射する構成を有する。基準マークMを反射するために、基準平面板73の表面と基準平面領域83には、レチクルと同様の多層膜が成膜されている。そして、基準マークMとなる+状の部分以外の部分に吸収膜が成膜されて、+状の基準マークの部分は、多層膜が露出している。露光光が基準マークに照射されると、マークの部分で露光光が反射する。
なお、このように、基準マークとして基準平面板や基準平面領域に膜厚が異なる部分を形成しても、Z方向高さ計測に使用されるオートフォーカスセンサの空間分解能はこの基準マークの線幅に比べて格段に大きいので、膜厚の差はZ方向高さ計測結果には影響しない。
【0030】
露光光で照射された基準マークMの像は、ウェハステージ11上の空間像センサ17(図3参照)で検出される。空間像センサ17は、例えば、ウェハステージ11上に形成されたスリットと、同スリット11の下流に配置されたフォトディテクタ等で構成される。
なお、このような、レチクル上の基準マークを用いて投影光学系の倍率やディストーションを評価する方法は、例えば、特開平8−78313号公報、特開平11−219900号公報等に記されている。
【0031】
この例では、基準平面板73や基準平面領域83に基準マークを設けることにより、レチクル面の平坦度だけでなく、投影光学系の倍率やディストーションの経時変化などをモニタすることができる。
【0032】
また、上述の例では複数のオートフォーカスセンサを用いたが、このようなセンサの代わりに、面形状を計測する干渉計(例えば、Zygo社等により製品化されているもの)を用いてもよい。
【0033】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、基準平面部材を用いて複数の高さセンサのキャリブレーションを行った後、レチクルのパターン形成面の高さを計測するため、精度の高い計測結果を得ることができる。したがって、露光時のレチクル面の高さ制御を高精度で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る露光装置のレチクルステージの平面図である。
【図2】基準平面板の他の例を説明する図であり、図2(A)は平面図、図2(B)は側面図である。
【図3】本発明の実施の形態に係るEUV露光装置(4枚投影系)の構成を概略的に示す図である。
【図4】本発明の他の実施の形態に係る露光装置のレチクルステージ付近の構成を示す図である。
【図5】本発明の他の実施の形態に係る露光装置のレチクルステージの構成を示す平面図である。
【図6】図6は、本発明の他の実施の形態に係る露光装置のレチクルステージの構成を示す平面図である。
【符号の説明】
1 折り返しミラー 2 レチクル
3 レチクルステージ 4 レチクルフォーカス送光系
5 レチクルフォーカス受光系 6 第1ミラー
7 第2ミラー 8 第3ミラー
9 第4ミラー 10 ウェハ
11 ウェハステージ 12 ウェハオートフォーカス送光系
13 ウェハオートフォーカス受光系 14 光学鏡筒
15 オフアクシス顕微鏡 17 空間像センサ
31 チャック保持部 33 チャック
35 固定部材 41 基準平面板保持部
43 基準平面板 45 固定部材
50 チャック 51 レチクル吸着領域
53 基準平面領域 55 溝
61 センサ 73 基準平面板
80 チャック 83 基準平面領域
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an exposure apparatus and an exposure method that use energy rays such as EUV light (Extreme Ultra Violet light, extreme ultraviolet light), ultraviolet laser, and charged particle beam. In particular, the present invention relates to an exposure apparatus and an exposure method capable of controlling the flatness of a pattern-formed original plate with high accuracy.
[0002]
[Prior art]
Description will be made by taking an EUV exposure apparatus as an example.
An EUV exposure apparatus is provided with a reflection reduction projection optical system which usually includes four to eight reflection mirrors. Also, a reflection type is used as an original (reticle) on which a pattern is formed. The illumination light formed in an arc shape is applied obliquely to the reticle. This is because, at the wavelength of EUV light (about 13 nm), there is no effective beam splitter or half mirror, and the only way to change the optical path of illumination light and reflected light is to make the optical axis oblique.
[0003]
When a reflective reticle is used, if the reticle surface is displaced (up, down, tilted) in the optical axis direction (height direction), the pattern projected on the wafer is laterally shifted, and as a result, the magnification of the pattern image is increased. Or the position changes. For this reason, it is necessary to keep the pattern forming surface of the reflective reticle as flat as possible, and it is necessary to control the displacement in the optical axis direction with high accuracy within, for example, several tens of nm.
[0004]
For that purpose, it is necessary to measure the height of the pattern forming surface of the reticle at at least two points. This is because the inclination of the pattern formation surface can be obtained by measuring at two points. Since the length of the exposure area on the reticle is at least 100 mm or more in the longitudinal direction, the height of the pattern formation surface of the reticle is measured using the same sensor (AF sensor) used for measuring the height of the wafer. When measuring the height, a plurality of sensors are required.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, when a plurality of sensors are used, a measurement error due to a zero point drift between the sensors becomes a problem.
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an exposure apparatus and an exposure method that can control the flatness of a pattern forming surface of an original (reticle) with high accuracy.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, an exposure apparatus of the present invention is an exposure apparatus that transfers a pattern formed on an original onto a sensitive substrate, and a plurality of sensors for detecting the height of the original surface, A reference plane member whose height can be simultaneously detected by the plurality of sensors whose flatness is known in advance.
The height of the reference plane member whose flatness is known in advance is detected by a plurality of sensors, and calibration between the sensors is performed. This makes it possible to calibrate the drift between the sensors that occurs when a plurality of sensors are used. Since the flatness of the original (reticle) is measured by the calibrated sensor, the accuracy of the measurement result is improved.
[0007]
In the present invention, if the reference flat member is integrated with the chuck for holding the original plate, a mechanism for holding the chuck and the reference flat member on the reticle stage can be shared, so that the reticle stage can be reduced in size. And the stroke of the reticle stage can be shortened.
[0008]
In the present invention, a reference mark for detecting a plane position of the pattern image is formed on the reference plane member, and a spatial image of the reference mark is detected at a position where the pattern is projected. If a sensor is provided, the magnification and distortion of the projection optical system can be monitored simultaneously.
[0009]
The exposure method of the present invention is an exposure method for transferring a pattern formed on an original onto a sensitive substrate, wherein the flatness is known in advance using a plurality of sensors for detecting the height of the original surface. The flatness of the reference plane portion is measured, and the measurement result is corrected according to the flatness of the reference plane portion to calibrate the plurality of sensors, and the measurement is performed by the plurality of calibrated sensors. The exposure is performed while controlling the height of the original plate surface in accordance with the flatness of the original plate surface.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, description will be made with reference to the drawings.
First, an example of an EUV exposure apparatus will be described.
FIG. 3 is a view schematically showing a configuration of an EUV exposure apparatus (four-projection system) according to the embodiment of the present invention.
The EUV exposure apparatus includes an illumination system IL including a light source. EUV light (generally, light having a wavelength of 5 to 20 nm, specifically, light having a wavelength of 13.5 nm is used) emitted from the illumination system IL is reflected by the folding mirror 1 and reticle 2 Irradiated.
[0011]
The reticle 2 is held by suction on the reticle stage 3 with the pattern forming surface facing downward in the direction of gravity. The configuration of reticle stage 3 will be described later. The reticle stage 3 has a stroke of 100 mm or more in the scanning direction (Y direction), has a minute stroke in a direction orthogonal to the scanning direction (X direction), and has a minute stroke in the optical axis direction (Z direction). . The position in the XY directions is monitored with high precision by a laser interferometer (not shown), and the position in the Z direction is monitored by a reticle focus sensor including a reticle focus light transmitting system 4 and a reticle focus light receiving system 5.
[0012]
Although only one reticle focus sensor is illustrated in FIG. 3, a plurality (five in this example) of reticle focus sensors are actually arranged. These sensors are arranged such that the spot hits as wide an area as possible within the arc-shaped exposure area.
[0013]
The EUV light reflected by the reticle 2 enters the lower optical barrel 14 in the figure. The EUV light includes information on a circuit pattern drawn on the reticle 2. On the reticle 2, a multilayer film (for example, Mo / Si or Mo / Be) that reflects EUV light is formed, and is patterned with or without an adsorption layer (for example, Ni or Al) on the multilayer film. .
[0014]
The EUV light that has entered the optical lens barrel 14 is reflected by the first mirror 6, then sequentially reflected by the second mirror 7, the third mirror 8, and the fourth mirror 9, and finally becomes perpendicular to the wafer 10. Incident on. The reduction magnification of the projection optical system including these mirrors is, for example, 1/4 or 1/5. In this figure, there are four mirrors. A. It is effective to increase the number of mirrors to six or eight in order to further increase. An off-axis microscope 15 for alignment is arranged near the lens barrel 14.
[0015]
The wafer 10 is mounted on a wafer stage 11. The wafer stage 11 can move in a plane (XY plane) perpendicular to the optical axis, and has a movement stroke of, for example, 300 to 400 mm. The wafer stage 11 can be moved up and down with a small stroke also in the optical axis direction, and the position in the optical axis direction (Z direction position) is monitored by a wafer autofocus sensor composed of a wafer autofocus light transmitting system 12 and a wafer autofocus light receiving system 13. Have been. The position of the wafer stage 11 in the XY directions is monitored with high accuracy by a laser interferometer (not shown). In the exposure operation, the reticle stage 3 and the wafer stage 11 perform synchronous scanning at the same speed ratio as the reduction magnification of the projection optical system, that is, at 4: 1 or 5: 1.
[0016]
Next, the configuration of the reticle stage 3 will be described.
FIG. 1 is a plan view of a reticle stage of the exposure apparatus according to the embodiment of the present invention.
The reticle stage 3 has a holding portion 31 for holding a chuck and a holding portion 41 for holding a reference flat plate. The reference flat plate holder 41 and the chuck holder 31 are arranged side by side in the scanning direction (Y direction).
[0017]
The chuck 33 is supported by the chuck holding unit 31 at three locations by a fixing member 35 such as a leaf spring. The reference plane plate 43 is supported by the fixing member 45 at three positions on the reference plane plate holding portion 41. By holding the chuck 33 and the reference flat plate 43 at three locations, the holding deformation of the chuck 33 and the reference flat plate 43 can be reduced, and reproducibility can be given to the holding deformation.
[0018]
The reference plane plate 43 is made of low-expansion glass or low-expansion ceramic having a small coefficient of linear expansion due to heat. The surface of the reference flat plate 43 has a flatness similar to that of the chuck 33, and a flatness map is prepared in advance. The surface of the plate 43 is coated with a substance that reflects the AF light of the reticle focus sensor. When the reticle focus sensor is of a capacitance type, this coating is not necessary.
[0019]
Next, a method of measuring the pattern surface of the reticle using the reference flat plate 43 will be described.
First, the reticle stage 3 is moved in the Y direction to move the surface of the reference flat plate 43 to the exposure position. In FIG. 1, the hatched hatching on the reference plane plate 43 is the arc-shaped illumination light flux IB. The illumination light beam IB is fixed with respect to the optical axis of the projection optical system of the exposure apparatus, but is scanned in the Y direction on the reticle stage 3 in accordance with the movement of the reticle stage 3 in the Y direction. Five points P shown in the area where the illumination light beam IB is applied indicate the sensing spots of the five reticle focus sensors. As can be seen from FIG. 1, one spot P hits the center in the same area, one spot near both ends, and one spot between the center and both ends.
[0020]
In such a state, the surface of the reference flat plate 43 is measured by each reticle autofocus sensor. The relative position calibration between the sensors is performed with reference to the measurement result and the flatness map of the reference flat plate 43 described above.
[0021]
Next, the reticle stage 3 is moved in the Y direction, and the pattern surface of the reticle 2 is moved to the exposure position. Thereafter, the reticle stage 3 is moved to scan and expose the pattern surface of the reticle 2. During the exposure, the height of the pattern surface of the reticle 2 is measured by the reticle autofocus sensor. The detected value is sent to the control unit, and if necessary, the reticle stage 3 is moved in the Z direction to control the height of the reticle in the Z direction. At this time, as described above, since each sensor has been calibrated and the point drift between the sensors has been calibrated, the position of the reticle in the Z direction can be measured with high accuracy.
[0022]
FIG. 2 is a view for explaining another example of the reference plane plate. FIG. 2 (A) is a plan view, and FIG. 2 (B) is a side view.
The reference plane plate of this example is integrated with the reticle chuck 50. As shown in FIG. 2B, a reticle suction area 51 and a reference plane area 53 are formed in the chuck 50. The chuck 50 is supported by the fixing member 35 at three locations on the chuck holding portion 31 'of the reticle stage 3'.
[0023]
The reticle suction area 51 and the reference plane area 53 are separated by a groove 55. The reticle suction area 51 is provided with, for example, an electrostatic reticle suction mechanism, like a general chuck. The reference plane area 53 has the same degree of flatness as the chuck similarly to the above-described example, and a flatness map is prepared in advance.
The reticle suction area 51 and the reference plane area 53 can be manufactured by processing one member. Further, those separately processed may be integrated by bonding or the like. In this case, it is desirable that both are made of the same material.
[0024]
The reticle chuck and the reference plane plate (reference plane region) need to be supported on the reticle stage while paying attention to holding deformation. For this purpose, the mechanism for holding the chuck and the reference flat plate on the stage becomes complicated, and when the reticle chuck and the reference flat plate are separately arranged on the reticle stage, the distance between the two is determined by the size of such a holding mechanism. Is expected to be wider. However, in this example, since the chuck 51 and the reference plane plate (reference plane area) 53 are supported on the reticle stage 3 ′ by the common holding mechanism (fixing member) 35, the distance between the chuck and the reference plane plate is increased. Can be narrowed. Therefore, the stroke of the reticle stage 3 'can be shortened when measuring the height in the Z direction with the autofocus sensor. For this reason, the space efficiency in the exposure apparatus can be improved.
[0025]
Next, a configuration near a reticle stage of an exposure apparatus according to another embodiment of the present invention will be described. This example shows a case where a plurality of reticle autofocus sensors cannot be arranged in the space below the reticle stage.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration near a reticle stage of an exposure apparatus according to another embodiment of the present invention. As reticle stage 3, the reticle stage shown in FIGS. 1 and 2 is used. In the figure, the reticle stage 3 is shown at two places on the left and right, and the position shown by the two-dot chain line on the left is the exposure position, and the position shown by the solid line on the right is the calibration position. If a plurality of reticle autofocus sensors cannot be arranged below the reticle 2 at the left exposure position, the reticle stage 3 is moved from the exposure position in the Y direction (right direction in the drawing) to the calibration position in which the reticle stage 3 is moved in the Z direction. The sensor 61 is arranged. As the sensor 61, an interferometer can be used. Alternatively, an autofocus sensor or a capacitance sensor can be used as the sensor.
[0026]
In this example, first, the reticle stage 3 is moved in the Y direction and positioned at the Z direction measurement position, and the Z direction position of the reference plane area 43 is measured using the sensor 61 as in the above-described example. Calibration is performed. Thereafter, the Z direction position of the pattern forming surface of the reticle 2 is measured using the calibrated sensor 61. Then, at the time of exposure, the displacement of the reticle 2 in the Z direction is controlled using the flatness (flatness profile) of the pattern forming surface of the reticle 2 measured in advance.
[0027]
In this method, it is not necessary to arrange a plurality of Z-direction sensors in a narrow space below the reticle stage 3. Also, when the field slit is arranged close to the lower surface (pattern forming surface) of the reticle 2, it is effective because it is difficult to arrange the oblique incidence autofocus sensor.
[0028]
In the above-described example, the height in the Z direction is measured using the reference plane plate, but the XY position can be measured using the plate to evaluate the magnification and the distortion.
5 and 6 are plan views showing a configuration of a reticle stage of an exposure apparatus according to another embodiment of the present invention.
The reticle stage 3 in FIG. 5 has the same configuration as the reticle stage in FIG. 1, but has a large number of reference marks M on the surface of a reference plane plate 73.
The reticle stage 3 ′ in FIG. 6 has the same configuration as the reticle stage in FIG. 2, but a reticle chuck area 51 and a reference plane area 83 provided with a number of reference marks M are formed on a chuck 80. .
The reference mark M is disposed within a range R as large as possible within a region R corresponding to the shape of the arc-shaped illumination light beam IB of the reference plane plate 73 and the reference plane region 83. In this example, the area R is arranged in two vertical stages from the end in the X direction to the end.
[0029]
These reference marks M are detected by exposure light from an exposure device. For this reason, the surface of the reference plane plate 73 and the reference plane area 83 have the same flatness as the chuck surface and reflect the reference mark M as in the above-described example. In order to reflect the reference mark M, a multilayer film similar to the reticle is formed on the surface of the reference plane plate 73 and the reference plane area 83. Then, an absorbing film is formed on a portion other than the + -shaped portion serving as the reference mark M, and the multilayer film is exposed on the + -shaped reference mark portion. When the exposure light is applied to the reference mark, the exposure light is reflected at the mark.
In this manner, even if a portion having a different film thickness is formed on the reference plane plate or the reference plane region as the reference mark, the spatial resolution of the autofocus sensor used for measuring the height in the Z direction is the line width of the reference mark. The difference in film thickness does not affect the height measurement result in the Z direction.
[0030]
The image of the reference mark M irradiated with the exposure light is detected by the aerial image sensor 17 on the wafer stage 11 (see FIG. 3). The aerial image sensor 17 includes, for example, a slit formed on the wafer stage 11 and a photodetector arranged downstream of the slit 11.
Such a method of evaluating the magnification and distortion of the projection optical system using the reference marks on the reticle is described in, for example, JP-A-8-78313 and JP-A-11-219900. .
[0031]
In this example, by providing the reference marks on the reference plane plate 73 and the reference plane region 83, not only the flatness of the reticle surface but also the change over time of the magnification and distortion of the projection optical system can be monitored.
[0032]
Although a plurality of autofocus sensors are used in the above-described example, an interferometer (for example, a product manufactured by Zygo or the like) that measures a surface shape may be used instead of such a sensor. .
[0033]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the present invention, after performing calibration of a plurality of height sensors using the reference plane member, the height of the pattern forming surface of the reticle is measured, so that the accuracy is high. Measurement results can be obtained. Therefore, the height control of the reticle surface at the time of exposure can be performed with high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a reticle stage of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are diagrams illustrating another example of a reference plane plate. FIG. 2A is a plan view and FIG. 2B is a side view.
FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration of an EUV exposure apparatus (four-projection system) according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration near a reticle stage of an exposure apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a plan view showing a configuration of a reticle stage of an exposure apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a plan view showing a configuration of a reticle stage of an exposure apparatus according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 folding mirror 2 reticle 3 reticle stage 4 reticle focus light transmitting system 5 reticle focus light receiving system 6 first mirror 7 second mirror 8 third mirror 9 fourth mirror 10 wafer 11 wafer stage 12 wafer auto focus light transmission system 13 wafer auto Focus light receiving system 14 Optical barrel 15 Off-axis microscope 17 Spatial image sensor 31 Chuck holding unit 33 Chuck 35 Fixing member 41 Reference plane plate holding unit 43 Reference plane plate 45 Fixing member 50 Chuck 51 Reticle suction area 53 Reference plane area 55 Groove 61 Sensor 73 Reference plane plate 80 Chuck 83 Reference plane area

Claims (4)

原版上に形成されたパターンを感応基板上に転写する露光装置であって、
前記原版表面の高さを検出する複数のセンサと、
予め平坦度が分かっている前記複数のセンサで同時高さ検出可能な基準平面部材と、
を具備することを特徴とする露光装置。
An exposure apparatus that transfers a pattern formed on an original onto a sensitive substrate,
A plurality of sensors for detecting the height of the original plate surface,
A reference plane member capable of simultaneously detecting the height with the plurality of sensors whose flatness is known in advance,
An exposure apparatus comprising:
前記原版を保持するチャックに前記基準平面部材が一体化されていることを特徴とする請求項1記載の露光装置。2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the reference flat member is integrated with a chuck for holding the original. さらに、前記基準平面部材に、前記パターン像の平面位置を検出するための基準マークが形成されており、
前記パターンが投影される位置に、前記基準マークの空間像を検出するセンサが設けられていることを特徴とする請求項1記載の露光装置。
Furthermore, a reference mark for detecting a plane position of the pattern image is formed on the reference plane member,
2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein a sensor for detecting an aerial image of the reference mark is provided at a position where the pattern is projected.
原版上に形成されたパターンを感応基板上に転写する露光方法であって、
前記原版表面の高さを検出する複数のセンサを用いて、予め平坦度が分かっている基準平面部の平坦度を計測し、
計測した結果に、前記基準平面部の平坦度に応じた修正を加えて前記複数のセンサのキャリブレーションを行い、
キャリブレーションした前記複数のセンサによって計測した前記原版表面の平坦度に応じて前記原版表面の高さを制御しながら露光することを特徴とする露光方法。
An exposure method for transferring a pattern formed on an original onto a sensitive substrate,
Using a plurality of sensors to detect the height of the original plate surface, measure the flatness of the reference plane portion where the flatness is known in advance,
To the measurement result, perform calibration of the plurality of sensors by adding a correction according to the flatness of the reference plane portion,
An exposure method, wherein exposure is performed while controlling the height of the original plate surface in accordance with the flatness of the original plate surface measured by the plurality of calibrated sensors.
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