[go: up one dir, main page]

JP2006086450A - Method of waveform selection, method of position correction, exposure device, and manufacturing method of device - Google Patents

Method of waveform selection, method of position correction, exposure device, and manufacturing method of device Download PDF

Info

Publication number
JP2006086450A
JP2006086450A JP2004271778A JP2004271778A JP2006086450A JP 2006086450 A JP2006086450 A JP 2006086450A JP 2004271778 A JP2004271778 A JP 2004271778A JP 2004271778 A JP2004271778 A JP 2004271778A JP 2006086450 A JP2006086450 A JP 2006086450A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
waveform
wafer
exposed
signal
waveforms
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
JP2004271778A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takahiro Matsumoto
隆宏 松本
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.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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 Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2004271778A priority Critical patent/JP2006086450A/en
Publication of JP2006086450A publication Critical patent/JP2006086450A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exposure device which achieves an improvement of an yield by realizing high focusing precision, even in the case of a signal whose detected waveform is asymmetric. <P>SOLUTION: The exposure device carries out a method of waveform selection which irradiates a matter to be exposed with light for detecting the positional waveform of the matter to be exposed and which selects a waveform from the positional waveform. The method comprises a step of detecting a first waveform that is the positional signal from reflected light from the matter, to be exposed in a prescribed detection direction; a step of obtaining a plurality of second waveforms that are the positional signal of a sub detection signal orthogonal to the detection direction, based on the first waveform; a step of deciding whether an unsymmetrical waveform is included in the plurality of second waveforms; and a step of selecting waveforms, excepting for the unsymmetrical waveform, when the unsymmetrical waveform is included in the plurality of second waveforms. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、露光装置に係り、特に、被露光体の位置波形を検出し、波形を選択する波形選択方法を用いた露光装置及び方法に関する。本発明は、例えば、検出波形が非対称な信号の場合の波形選択方法に好適である。   The present invention relates to an exposure apparatus, and more particularly to an exposure apparatus and method using a waveform selection method for detecting a position waveform of an object to be exposed and selecting the waveform. The present invention is suitable for, for example, a waveform selection method in the case of a signal having asymmetric detection waveforms.

近年の電子機器の小型化及び薄型化の要求に伴い、それに内蔵される大規模集積回路(LSI)を製造する投影露光装置においては、半導体素子の高集積化に伴い、より高い解像力でレチクルの回路パターンをウェハに投影露光することが要求されている。投影露光装置で転写できる最小の寸法(解像度)は、露光に用いる光の波長に比例し、投影光学系の開口数(NA)に反比例する。従って、波長を短くすればするほど解像力はよくなる。このため、近年の光源は、超高圧水銀ランプ(g線(波長約436nm)、i線(波長約365nm))から波長の短いKrFエキシマレーザー(波長約248nm)やArFエキシマレーザー(波長約193nm)になり、Fレーザー(波長約157nm)の実用化も進んでいる。更に、露光領域の一層の拡大も要求されている。 With the recent demand for smaller and thinner electronic devices, projection exposure apparatuses for manufacturing large scale integrated circuits (LSIs) incorporated therein have a higher resolution in reticles with higher integration of semiconductor elements. It is required to project and expose a circuit pattern onto a wafer. The minimum dimension (resolution) that can be transferred by the projection exposure apparatus is proportional to the wavelength of light used for exposure and inversely proportional to the numerical aperture (NA) of the projection optical system. Therefore, the shorter the wavelength, the better the resolution. Therefore, recent light sources include ultra-high pressure mercury lamps (g-line (wavelength: about 436 nm), i-line (wavelength: about 365 nm)) to KrF excimer laser (wavelength: about 248 nm) and ArF excimer laser (wavelength: about 193 nm). Therefore, practical application of F 2 laser (wavelength of about 157 nm) is also progressing. Furthermore, further expansion of the exposure area is also required.

これらの要求を達成するために、略正方形形状の露光領域をウェハに縮小して一括露光するステップ・アンド・リピート方式の露光装置(「ステッパー」とも呼ばれる。)から、露光領域を矩形のスリット形状としてレチクルとウェハを相対的に高速走査し、大画面を精度よく露光するステップ・アンド・スキャン方式の露光装置(「スキャナー」とも呼ばれる。)が主流になりつつある。   In order to achieve these requirements, the exposure area is formed into a rectangular slit shape from a step-and-repeat type exposure apparatus (also called a “stepper”) that reduces the exposure area of a substantially square shape to a wafer and performs batch exposure. For example, a step-and-scan type exposure apparatus (also referred to as a “scanner”) that scans a reticle and a wafer relatively quickly and exposes a large screen with high accuracy is becoming mainstream.

スキャナーでは、露光中において、ウェハの所定の位置が露光スリット領域に差し掛かる前に、光斜入射系の表面位置検出手段によってそのウェハの所定の位置における表面位置を計測し、その所定の位置を露光する際にウェハ表面を最適な露光結像位置に合わせ込む補正を行っている。   In the scanner, before the predetermined position of the wafer reaches the exposure slit region during exposure, the surface position at the predetermined position of the wafer is measured by the surface position detecting means of the oblique incidence system, and the predetermined position is determined. Correction is performed to align the wafer surface with the optimum exposure image formation position during exposure.

特に、露光スリットの長手方向(即ち、走査方向と垂直方向)には、ウェハの表面位置の高さ(フォーカス)だけではなく、表面の傾き(チルト)を計測するために、露光スリット領域に複数点の計測点を有している。かかるフォーカス及チルトの計測方法は、数々提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開平6−260391号公報
In particular, in the longitudinal direction of the exposure slit (that is, the direction perpendicular to the scanning direction), in order to measure not only the height (focus) of the surface position of the wafer but also the tilt (tilt) of the surface, a plurality of exposure slit regions are provided. Has measuring points. Many methods for measuring the focus and tilt have been proposed (for example, see Patent Document 1).
JP-A-6-260391

しかし、近年では露光光の短波長化及び投影光学系の高NA化が進み、焦点深度が極めて小さくなり、露光すべきウェハ表面を最良結像面に合わせ込む精度、所謂、フォーカス精度もますます厳しくなってきている。特に、ウェハ上のパターンの影響やウェハに塗布されたレジストの厚さむらに起因する表面位置検出手段の計測誤差が無視することができなくなってきている。   In recent years, however, the exposure light has become shorter in wavelength and the projection optical system has a higher NA. The depth of focus has become extremely small, and the accuracy of aligning the wafer surface to be exposed to the best imaging plane, the so-called focus accuracy, has increased. It is getting stricter. In particular, the measurement error of the surface position detecting means due to the influence of the pattern on the wafer and the uneven thickness of the resist applied to the wafer cannot be ignored.

例えば、レジストの厚さむらによって、周辺回路パターンやスクライブライン近傍には、焦点深度と比べれば小さいものの、フォーカス計測にとっては大きな段差が発生している。このため、レジスト表面の傾斜角度が大きくなり、表面位置検出手段の検出する反射光が反射や屈折によって正反射角度からずれを生じてしまう。また、ウェハ上のパターンの粗密の違いによって、パターンが密な領域と粗な領域とでは、反射率に差が生じてしまう。このように、表面位置検出手段が検出する反射光の反射角や反射強度が変化するため、かかる反射光を検出した検出波形に非対称性が発生して計測誤差を生じたり、検出波形のコントラストが著しく低下することでウェハの表面位置を検出できない場合を生じてしまうことになる。   For example, due to uneven thickness of the resist, a large step is generated in the vicinity of the peripheral circuit pattern and the scribe line, although it is smaller than the focal depth, for focus measurement. For this reason, the inclination angle of the resist surface becomes large, and the reflected light detected by the surface position detecting means deviates from the regular reflection angle due to reflection and refraction. Further, due to the difference in density of the pattern on the wafer, a difference in reflectance occurs between the dense pattern area and the rough area. As described above, since the reflection angle and reflection intensity of the reflected light detected by the surface position detecting means change, asymmetry occurs in the detected waveform in which such reflected light is detected, resulting in a measurement error, or the contrast of the detected waveform is reduced. If it significantly decreases, the surface position of the wafer cannot be detected.

なお、一般に、ウェハ面内でのパターン段差の不均一性やレジストの厚さむらは、ウェハプロセスによって生じるため、ウェハ内又はウェハ間での再現性も乏しく、オフセット処理も困難である。従って、露光中にウェハの表面位置を計測できずに露光がストップしたり、大きなデフォーカスを生じ、その結果、チップ不良を発生させてしまったりして、歩留まりを低下させることになる。   In general, non-uniformity in the pattern step in the wafer surface and uneven thickness of the resist are caused by the wafer process, so that reproducibility within the wafer or between the wafers is poor and offset processing is difficult. Accordingly, the surface position of the wafer cannot be measured during exposure, and exposure stops or large defocusing occurs, resulting in chip failure, thereby reducing yield.

そこで、本発明は、検出波形が非対称な信号の場合であっても高いフォーカス精度を実現し、歩留まりの向上を達成する露光装置を提供することを例示的目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide an exposure apparatus that achieves high focus accuracy and achieves improved yield even when the detection waveform is an asymmetric signal.

本発明の一側面としての波形選択方法は、被露光体に光を照射して当該被露光体の位置波形を検出し、前記位置波形から波形を選択する波形選択方法であって、前記被露光体からの反射光から位置信号である第1の波形を所定の検出方向で検出するステップと、前記第1の波形に基づいて前記検出方向と直交する副検出方向の位置信号である複数の第2の波形を取得するステップと、前記複数の第2の波形の中に非対称性波形があるかを判断するステップと、前記複数の第2の波形の中に非対称性波形が存在する場合、前記非対称性波形を除く波形を選択するステップとを有することを特徴とする。   A waveform selection method according to one aspect of the present invention is a waveform selection method for detecting a position waveform of an object to be exposed by irradiating light to the object to be exposed, and selecting a waveform from the position waveform. Detecting a first waveform as a position signal from reflected light from the body in a predetermined detection direction; and a plurality of position signals as sub-detection directions orthogonal to the detection direction based on the first waveform. Obtaining a second waveform, determining whether an asymmetric waveform is present in the plurality of second waveforms, and when an asymmetric waveform is present in the plurality of second waveforms, Selecting a waveform excluding the asymmetric waveform.

本発明の別の側面としての位置補正方法は、被露光体に光を照射しての当該被露光体の位置波形を検出し、前記位置波形から波形を選択し、前記被露光体を補正する位置補正方法であって、前記位置波形の理想の波形である理想波形を算出するステップと、前記被露光体からの反射光から位置信号である第1の波形を所定の検出方向で検出するステップと、前記第1の波形に基づいて前記検出方向と直交する副検出方向の位置信号である複数の第2の波形を取得するステップと、前記複数の第2の波形の中に非対称性波形があるかを判断するステップと、前記複数の第2の波形の中に非対称性波形が存在する場合、前記非対称性波形を除く波形を選択するステップと、前記理想波形と前記選択した波形との差を算出し、前記第1の波形を補正するステップとを有することを特徴とする。   A position correction method according to another aspect of the present invention detects a position waveform of an object to be exposed by irradiating the object to be exposed, selects a waveform from the position waveform, and corrects the object to be exposed. A position correction method, a step of calculating an ideal waveform that is an ideal waveform of the position waveform, and a step of detecting a first waveform that is a position signal from reflected light from the object to be exposed in a predetermined detection direction. Acquiring a plurality of second waveforms that are position signals in a sub-detection direction orthogonal to the detection direction based on the first waveform; and an asymmetric waveform in the plurality of second waveforms. A step of determining whether there is an asymmetric waveform among the plurality of second waveforms, a step of selecting a waveform excluding the asymmetric waveform, and a difference between the ideal waveform and the selected waveform And correct the first waveform Characterized by a step that.

本発明の別の側面としての露光装置は、上記波形選択方法を行う処理部を有することを特徴とする。   An exposure apparatus according to another aspect of the present invention includes a processing unit that performs the waveform selection method.

本発明の別の側面としてのデバイス製造方法は、上記の露光装置を用いて被露光体を露光するステップと、当該露光された被露光体を現像するステップとを有することを特徴とする。   A device manufacturing method according to another aspect of the present invention includes a step of exposing an object to be exposed using the above exposure apparatus, and a step of developing the exposed object to be exposed.

本発明によれば、検出波形が非対称な信号の場合であっても高いフォーカス精度を実現し、歩留まりの向上を達成する露光装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an exposure apparatus that achieves high focus accuracy and achieves improved yield even when the detected waveform is an asymmetric signal.

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。図1は、波形選択方法1000を使用する露光装置1の構成を示すブロック図である。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in each figure, the same reference number is attached | subjected about the same member and the overlapping description is abbreviate | omitted. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an exposure apparatus 1 that uses a waveform selection method 1000.

露光装置1は、ステップ・アンド・スキャン方式でレチクル20に形成された回路パターンをウェハ40に露光する投影露光装置である。かかる露光装置は、サブミクロンやクオーターミクロン以下のリソグラフィー工程に好適である。露光装置1は、図1に示すように、照明装置10と、レチクル20を載置するレチクルステージ25と、投影光学系30と、ウェハ40を載置するウェハステージ45と、フォーカスチルト検出系50と、制御部60とを有する。制御部60は、CPUやメモリを有し、照明装置10、レチクルステージ25、ウェハステージ45、フォーカスチルト検出系50と電気的に接続され、露光装置1の動作を制御する。制御部60は、本実施形態では、後述するフォーカスチルト検出系50がウェハ40の表面位置を検出する際に用いる光の波形を最適に設定するための波形選択方法1000を行う。尚、波形選択方法1000の説明は後述する。   The exposure apparatus 1 is a projection exposure apparatus that exposes a circuit pattern formed on a reticle 20 onto a wafer 40 by a step-and-scan method. Such an exposure apparatus is suitable for a lithography process of submicron or quarter micron or less. As shown in FIG. 1, the exposure apparatus 1 includes an illumination apparatus 10, a reticle stage 25 on which the reticle 20 is placed, a projection optical system 30, a wafer stage 45 on which a wafer 40 is placed, and a focus tilt detection system 50. And a control unit 60. The control unit 60 includes a CPU and a memory, and is electrically connected to the illumination device 10, the reticle stage 25, the wafer stage 45, and the focus tilt detection system 50, and controls the operation of the exposure apparatus 1. In this embodiment, the control unit 60 performs a waveform selection method 1000 for optimally setting the waveform of light used when the focus tilt detection system 50 described later detects the surface position of the wafer 40. The waveform selection method 1000 will be described later.

照明装置10は、転写用の回路パターンが形成されたレチクル20を照明し、光源部12と、照明光学系14とを有する。   The illumination device 10 illuminates a reticle 20 on which a transfer circuit pattern is formed, and includes a light source unit 12 and an illumination optical system 14.

光源部12は、例えば、レーザーを使用する。レーザーは、波長約193nmのArFエキシマレーザー、波長約248nmのKrFエキシマレーザーなどを使用することができるが、光源の種類はエキシマレーザーに限定されず、例えば、波長約157nmのFレーザーや波長20nm以下のEUV(Extreme ultraviolet)光を使用してもよい。 The light source unit 12 uses, for example, a laser. Laser, ArF excimer laser having a wavelength of about 193 nm, may be used, such as KrF excimer laser with a wavelength of approximately 248 nm, the kind of light source is not limited to excimer laser, for example, a wavelength of about 157 nm F 2 laser or a wavelength 20nm The following EUV (Extreme Ultraviolet) light may be used.

照明光学系14は、光源部12から射出した光束を用いて被照明面を照明する光学系であり、本実施形態では、光束を露光に最適な所定の形状の露光スリットに成形し、レチクル20を照明する。照明光学系14は、レンズ、ミラー、オプティカルインテグレーター、絞り等を含み、例えば、コンデンサーレンズ、ハエの目レンズ、開口絞り、コンデンサーレンズ、スリット、結像光学系の順で配置する。照明光学系14は、軸上光、軸外光を問わずに使用することができる。オプティカルインテグレーターは、ハエの目レンズや2組のシリンドリカルレンズアレイ(又はレンチキュラーレンズ)板を重ねることによって構成されるインテグレーターを含むが、光学ロッドや回折素子に置換される場合もある。   The illumination optical system 14 is an optical system that illuminates a surface to be illuminated using a light beam emitted from the light source unit 12, and in this embodiment, the light beam is formed into an exposure slit having a predetermined shape optimum for exposure, and the reticle 20 is formed. Illuminate. The illumination optical system 14 includes a lens, a mirror, an optical integrator, a diaphragm, and the like. For example, a condenser lens, a fly-eye lens, an aperture diaphragm, a condenser lens, a slit, and an imaging optical system are arranged in this order. The illumination optical system 14 can be used regardless of on-axis light or off-axis light. The optical integrator includes an integrator configured by stacking a fly-eye lens and two sets of cylindrical lens array (or lenticular lens) plates, but may be replaced by an optical rod or a diffractive element.

レチクル20は、例えば、石英製で、その上には転写されるべき回路パターンが形成され、レチクルステージ25に支持及び駆動されている。レチクル20から発せられた回折光は、投影光学系30を通り、ウェハ40上に投影される。レチクル20とウェハ40とは、光学的に共役の関係に配置される。レチクル20とウェハ40を縮小倍率比の速度比で走査することによりレチクル20のパターンをウェハ40上に転写する。なお、露光装置1には、光斜入射系のレチクル検出手段70が設けられており、レチクル20は、レチクル検出手段70によって位置が検出され、所定の位置に配置される。   The reticle 20 is made of, for example, quartz, on which a circuit pattern to be transferred is formed, and is supported and driven by the reticle stage 25. Diffracted light emitted from the reticle 20 passes through the projection optical system 30 and is projected onto the wafer 40. The reticle 20 and the wafer 40 are arranged in an optically conjugate relationship. The pattern of the reticle 20 is transferred onto the wafer 40 by scanning the reticle 20 and the wafer 40 at the speed ratio of the reduction magnification ratio. The exposure apparatus 1 is provided with a light oblique incidence type reticle detection means 70, and the position of the reticle 20 is detected by the reticle detection means 70 and is arranged at a predetermined position.

レチクルステージ25は、図示しないレチクルチャックを介してレチクル20を支持し、図示しない移動機構に接続されている。図示しない移動機構は、リニアモーターなどで構成され、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向及び各軸の回転方向にレチクルステージ25を駆動することでレチクル20を移動させることができる。   The reticle stage 25 supports the reticle 20 via a reticle chuck (not shown) and is connected to a moving mechanism (not shown). A moving mechanism (not shown) is configured by a linear motor or the like, and can move the reticle 20 by driving the reticle stage 25 in the X-axis direction, the Y-axis direction, the Z-axis direction, and the rotation direction of each axis.

投影光学系30は、物体面からの光束を像面に結像する機能を有し、本実施形態では、レチクル20に形成されたパターンを経た回折光をウェハ40上に結像する。投影光学系30は、複数のレンズ素子のみからなる光学系、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の凹面鏡とを有する光学系(カタディオプトリック光学系)、複数のレンズ素子と少なくとも一枚のキノフォームなどの回折光学素子とを有する光学系等を使用することができる。色収差の補正が必要な場合には、互いに分散値(アッベ値)の異なるガラス材からなる複数のレンズ素子を使用したり、回折光学素子をレンズ素子と逆方向の分散が生じるように構成したりする。   The projection optical system 30 has a function of forming an image of a light beam from the object plane on the image plane. In this embodiment, the projection optical system 30 forms an image on the wafer 40 of diffracted light that has passed through the pattern formed on the reticle 20. The projection optical system 30 includes an optical system including only a plurality of lens elements, an optical system (catadioptric optical system) having a plurality of lens elements and at least one concave mirror, a plurality of lens elements, and at least one kinoform. An optical system having a diffractive optical element such as can be used. When correction of chromatic aberration is required, a plurality of lens elements made of glass materials having different dispersion values (Abbe values) can be used, or the diffractive optical element can be configured to generate dispersion in the opposite direction to the lens element. To do.

ウェハ40は、被処理体であり、フォトレジストが基板上に塗布されている。なお、本実施形態では、ウェハ40は、フォーカスチルト検出系50が位置を検出する被検出体でもある。ウェハ40は、別の実施形態では、液晶基板やその他の被処理体に置換される。   The wafer 40 is an object to be processed, and a photoresist is applied on the substrate. In the present embodiment, the wafer 40 is also a detected object whose position is detected by the focus tilt detection system 50. In another embodiment, the wafer 40 is replaced with a liquid crystal substrate or other object to be processed.

ウェハステージ45は、図示しないウェハチャックによってウェハ40を支持する。ウェハステージ45は、レチクルステージ25と同様に、リニアモーターを利用して、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向及び各軸の回転方向にウェハ40を移動させる。また、レチクルステージ25の位置とウェハステージ45の位置は、例えば、レーザー干渉計などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動される。ウェハステージ45は、例えば、ダンパを介して床等の上に支持されるステージ定盤上に設けられ、レチクルステージ25及び投影光学系30は、例えば、床等に載置されたベースフレーム上にダンパを介して支持される図示しない鏡筒定盤上に設けられる。   The wafer stage 45 supports the wafer 40 by a wafer chuck (not shown). Similar to reticle stage 25, wafer stage 45 uses a linear motor to move wafer 40 in the X-axis direction, Y-axis direction, Z-axis direction, and the rotational direction of each axis. Further, the position of the reticle stage 25 and the position of the wafer stage 45 are monitored by, for example, a laser interferometer or the like, and both are driven at a constant speed ratio. The wafer stage 45 is provided on a stage surface plate supported on a floor or the like via a damper, for example, and the reticle stage 25 and the projection optical system 30 are, for example, on a base frame placed on the floor or the like. It is provided on a lens barrel surface plate (not shown) that is supported via a damper.

フォーカスチルト検出系50は、本実施形態では、光学的な計測システムを用いて、露光中のウェハ40の表面位置(Z軸方向)の位置情報を検出する。フォーカスチルト検出系50は、ウェハ40上の複数の計測すべき計測点に光束を入射し、各々の光束を個別のセンサに導き、異なる位置の位置情報(計測結果)から露光する面のチルトを検出する。   In this embodiment, the focus tilt detection system 50 detects position information of the surface position (Z-axis direction) of the wafer 40 during exposure using an optical measurement system. The focus tilt detection system 50 makes a light beam incident on a plurality of measurement points to be measured on the wafer 40, guides each light beam to an individual sensor, and calculates the tilt of the surface to be exposed from position information (measurement results) at different positions. To detect.

フォーカスチルト検出系50は、図2に示すように、ウェハ40の表面に対して高入射角度で光束を入射させる照明部52と、ウェハ40の表面で反射した反射光の像ずれを検出する検出部54と、演算部56とを有する。照明部52は、光源521と、図示しない光合成手段と、パターン板523と、結像レンズ524と、ミラー525とを有する。検出部54は、ミラー541と、レンズ542と、図示しない光分波手段と、受光器544とを有する。ここで、図2は、フォーカスチルト検出系50の構成を示す拡大ブロック図である。なお、図2では、照明部52において、パターン板523を均一な照度分布で照明するために必要なレンズ類や、検出部54において、色収差を補正するレンズ類は図示を省略している。   As shown in FIG. 2, the focus tilt detection system 50 detects an image shift of reflected light reflected from the surface of the wafer 40 and an illumination unit 52 that makes a light beam incident on the surface of the wafer 40 at a high incident angle. A unit 54 and a calculation unit 56. The illumination unit 52 includes a light source 521, light combining means (not shown), a pattern plate 523, an imaging lens 524, and a mirror 525. The detection unit 54 includes a mirror 541, a lens 542, an optical demultiplexing unit (not shown), and a light receiver 544. Here, FIG. 2 is an enlarged block diagram showing a configuration of the focus tilt detection system 50. In FIG. 2, illustrations of lenses necessary for illuminating the pattern plate 523 with a uniform illuminance distribution in the illumination unit 52 and lenses for correcting chromatic aberration in the detection unit 54 are omitted.

図2を参照するに、LEDやハロゲンランプ等の光源521から射出された波長λの光は、ミラーやダイクロイックミラーから構成される光合成手段を通過して、スリット等のパターンが形成されたパターン板523を照明する。パターン板523を経た光は、結像レンズ524及びミラー525を介してウェハ40上に投影結像する。   Referring to FIG. 2, light having a wavelength λ emitted from a light source 521 such as an LED or a halogen lamp passes through a light synthesizing unit including a mirror or a dichroic mirror, and a pattern plate on which a pattern such as a slit is formed. Illuminate 523. The light that has passed through the pattern plate 523 is projected and imaged on the wafer 40 via the imaging lens 524 and the mirror 525.

更に、ウェハ40で反射した光は、ミラー541及びレンズ542を介して、CCD素子やラインセンサー等の受光素子で構成する受光器544で受光される。なお、受光器544の前段には、ミラー、ダイクロイックミラーで構成される光分波手段が配置される。光分波手段は、光源521からの光を受光素子544で受光するように、各々異なる波長の光を分割する機能を有する。パターン板523のウェハ40面上へのパターン像は、レンズ542により、受光素子544上に再結像する。   Further, the light reflected by the wafer 40 is received by a light receiver 544 including a light receiving element such as a CCD element or a line sensor via a mirror 541 and a lens 542. Note that an optical demultiplexing unit including a mirror and a dichroic mirror is disposed in front of the light receiver 544. The optical demultiplexing means has a function of dividing light of different wavelengths so that the light from the light source 521 is received by the light receiving element 544. The pattern image on the surface of the wafer 40 of the pattern plate 523 is re-imaged on the light receiving element 544 by the lens 542.

ウェハステージ45を介してウェハ40が上下方向(即ち、Z軸方向)に移動すると、パターン板523のパターン像は、受光器544上で左右方向(即ち、X軸方向)に移動する。従って、フォーカスチルト検出系50は、かかるパターン像の位置を演算部56で算出することにより、ウェハ40の表面位置を計測点毎に検出している。   When the wafer 40 moves in the vertical direction (that is, the Z-axis direction) via the wafer stage 45, the pattern image of the pattern plate 523 moves in the left-right direction (that is, the X-axis direction) on the light receiver 544. Therefore, the focus tilt detection system 50 detects the position of the surface of the wafer 40 for each measurement point by calculating the position of the pattern image with the calculation unit 56.

ここで、パターン板523上のパターンと検出部54で検出される信号波形との関係について説明する。図3は、パターン板523の一例を示す平面図である。パターン板523は、光を遮光する遮光領域523aと光を透過する透過パターン523bを有しており、透過パターン523bは矩形の形状をしている。また、パターン板523は、図4に示すように、照明される光がウェハ40のパターンに対して所定の角度をもつように形成される。これは、パターン板523の検出信号を検出する際にウェハ40に形成されたパターンの検出信号とパターン板523の検出信号とを区別するためである。尚、パターン板523の角度の設定は、波形選択方法1000とともに後述する。ここで、図4(a)は、ウェハ40を示す平面図であり、図4(b)は、ウェハ40の拡大平面図である。   Here, the relationship between the pattern on the pattern plate 523 and the signal waveform detected by the detection unit 54 will be described. FIG. 3 is a plan view showing an example of the pattern plate 523. The pattern plate 523 includes a light shielding region 523a that blocks light and a transmission pattern 523b that transmits light, and the transmission pattern 523b has a rectangular shape. Further, the pattern plate 523 is formed so that the light to be illuminated has a predetermined angle with respect to the pattern of the wafer 40 as shown in FIG. This is to distinguish between the detection signal of the pattern formed on the wafer 40 and the detection signal of the pattern plate 523 when detecting the detection signal of the pattern plate 523. The setting of the angle of the pattern plate 523 will be described later together with the waveform selection method 1000. Here, FIG. 4A is a plan view showing the wafer 40, and FIG. 4B is an enlarged plan view of the wafer 40.

この場合、パターン板523は所定の角度を有しているために、パターン板523を照明する光は反射率の異なるパターンを跨いで反射される。それによって、図4(b)に示すように、対称領域β1及びβ3の断面AA´と断面CC´では対称の波形が検出される。一方、非対称領域β2の断面BB´は、反射率の異なるパターンを跨いでいるために非対称な波形が検出される。その結果、図5に示すようなグラフのようになる。ここで、図5は、パターン板523の反射率を測定したグラフである。図5に示すように断面BB´の位置では、反射率が変化している。それによって、非対称性を有する波形が検出される。これらのウェハ40上の反射率差は、主に、メモリセル部や周辺回路部やスクライブラインなどの境界部で、パターンの密度(線幅やピッチ)や、縦構造が異なるために発生する場合が多い。   In this case, since the pattern plate 523 has a predetermined angle, the light that illuminates the pattern plate 523 is reflected across patterns having different reflectivities. As a result, as shown in FIG. 4B, symmetrical waveforms are detected in the cross sections AA ′ and CC ′ of the symmetric regions β1 and β3. On the other hand, since the cross section BB ′ of the asymmetric region β2 straddles patterns with different reflectivities, an asymmetric waveform is detected. As a result, a graph as shown in FIG. 5 is obtained. Here, FIG. 5 is a graph in which the reflectance of the pattern plate 523 is measured. As shown in FIG. 5, the reflectance changes at the position of the cross section BB ′. Thereby, a waveform having asymmetry is detected. The difference in reflectance on the wafer 40 occurs mainly due to the difference in pattern density (line width and pitch) and vertical structure at the boundary portion such as the memory cell portion, the peripheral circuit portion, and the scribe line. There are many.

また、ウェハ40の波形の非対称性は、異なる反射率のウェハパターンに起因する以外にも単純なレジスト42の膜厚の不均一性でも生じる。   Further, the asymmetry of the waveform of the wafer 40 is caused not only by the wafer patterns having different reflectivities but also by simple non-uniform film thickness of the resist 42.

ここで、図6を参照して、照明する光の波長に対する検出部54で検出される波形信号の依存性について説明する。図6は、ウェハ40上のパターン段差41によるレジスト42の膜厚不均一性に起因する反射率の差を説明するための図である。レジスト42の塗布されたウェハ40の反射率は、レジスト表面42aの反射光とレジスト裏面(即ち、ウェハ40とレジスト42との界面)42bの反射光との干渉によって決まる。ウェハ40上において、パターン段差41が無い領域E1のレジスト42の膜厚Rtに比べて、パターン段差41がある領域E2のレジスト42の膜厚Rt’は厚くなるため、領域E1に照射された光のレジスト表面42aの反射光ka1とレジスト裏面42bの反射光ka2の光路長差と、領域E2に照射された光のレジスト表面42aの反射光kb1とレジスト裏面42bの反射光kb2の光路長差が異なる。この結果、領域E1と領域E2の反射率に差が生じる。このような反射率の差がある領域に光が照射された場合、非対称な信号波形が生じることになる。   Here, with reference to FIG. 6, the dependence of the waveform signal detected by the detection unit 54 on the wavelength of the light to be illuminated will be described. FIG. 6 is a diagram for explaining the difference in reflectance caused by the film thickness non-uniformity of the resist 42 due to the pattern step 41 on the wafer 40. The reflectance of the wafer 40 coated with the resist 42 is determined by the interference between the reflected light of the resist surface 42a and the reflected light of the resist back surface (that is, the interface between the wafer 40 and the resist 42) 42b. Since the film thickness Rt ′ of the resist 42 in the region E2 with the pattern step 41 is thicker than the film thickness Rt of the resist 42 in the region E1 without the pattern step 41 on the wafer 40, the light irradiated to the region E1 The difference in optical path length between the reflected light ka1 on the resist surface 42a and the reflected light ka2 on the resist back surface 42b, and the difference in optical path length between the reflected light kb1 on the resist surface 42a and the reflected light kb2 on the resist back surface 42b of the light irradiated to the region E2. Different. As a result, a difference occurs in the reflectance between the region E1 and the region E2. When light is irradiated on a region having such a difference in reflectance, an asymmetric signal waveform is generated.

以下、図12を参照して、波形選択方法1000を説明する。図12は、波形選択方法1000を説明するためのフローチャートである。波形選択方法1000は、ウェハ40に光を照射してウェハ40の位置波形を検出し、係る位置波形から対称性を有する波形を選択する方法である。   Hereinafter, the waveform selection method 1000 will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a flowchart for explaining the waveform selection method 1000. The waveform selection method 1000 is a method of detecting a position waveform of the wafer 40 by irradiating light onto the wafer 40 and selecting a symmetrical waveform from the position waveform.

まず、ウェハ40からの反射光から表面位置信号(第1の波形)を所定のスキャン方向で検出する(ステップS1002)。   First, a surface position signal (first waveform) is detected from the reflected light from the wafer 40 in a predetermined scanning direction (step S1002).

以下、図4(b)において、スリット板523のウェハ40上への照射投影パターン像523t´の回転角度A(露光装置のスキャン方向をY軸として、Y軸となす角度で、単位は「度」と定義する)と、照射投影パターン像523t´のスキャン方向αの幅Wαと、スリット長手方向βの幅Wβの最適な条件について説明をする。ショット内のIC回路パターンなどは、ショットの配列方向であるX/Y方向と平行となるパターンが多いという方向性を持っている。したがって、図4(b)に示すように反射率が変化する境界線EもX/Y軸に平行になり、その境界線Eと照射投影パターン像523t´の非計測方向(β)に平行な2つの辺(LとR)との交点の間が非対称な信号の発生領域となる。この非対称領域のスリット長手方向の長さβ2は、β2=Wα・tanAとなる。本発明では、反射率の均一な領域がある方が好ましいので、スリット長手方向の長さWβがβ2より長い条件、すなわち、以下の数式1が一つの好ましい条件になる。   Hereinafter, in FIG. 4B, the rotation angle A of the irradiation projection pattern image 523t ′ of the slit plate 523 onto the wafer 40 (the angle formed with the Y axis when the scanning direction of the exposure apparatus is the Y axis, the unit is “degree”). ”), The optimum conditions for the width Wα in the scanning direction α and the width Wβ in the slit longitudinal direction β of the irradiation projection pattern image 523t ′ will be described. The IC circuit pattern in the shot has a directionality that there are many patterns parallel to the X / Y direction which is the shot arrangement direction. Therefore, as shown in FIG. 4B, the boundary line E where the reflectance changes is also parallel to the X / Y axis, and is parallel to the boundary line E and the non-measurement direction (β) of the irradiation projection pattern image 523t ′. A region between the intersections of the two sides (L and R) is an asymmetric signal generation region. The length β2 of the asymmetrical region in the slit longitudinal direction is β2 = Wα · tanA. In the present invention, since it is preferable that there is a region having a uniform reflectance, the condition in which the length Wβ in the slit longitudinal direction is longer than β2, that is, the following Equation 1 is one preferable condition.

一方、図4(b)は、反射率の境界線EがY軸と平行な場合であるが、境界線EがX軸に平行になる場合も考えられる。この場合、非対称領域のスリット長手方向の長さβ2は、β2=Wα・tan(90−A)となるため、第2の好ましい条件として、以下の数式2が得られる。   On the other hand, FIG. 4B shows the case where the boundary line E of the reflectance is parallel to the Y axis, but the boundary line E may be parallel to the X axis. In this case, since the length β2 of the asymmetric region in the slit longitudinal direction is β2 = Wα · tan (90−A), the following formula 2 is obtained as the second preferable condition.

このように、数式1及び数式2を同時に満たすように、照射投影パターン像523t´の回転角度A、スキャン方向の幅Wαとスリット長手方向の幅Wβを決定して、フォーカスチルト検出系(面位置検出系)50のパターン板523および照明系、露光装置を構成するのが好ましい。数式1及び数式2は反射率の均一な領域が最低生じる条件を示しており、更に好ましくは、対称領域と非対称領域が同等になる条件、すなわち、数式1及び数式2を同時に満たすWβの2倍の値になるように、照射投影パターン像523t´の回転角度、スキャン方向の幅とスリット長手方向の幅を決定するのが良い。ウェハ上の反射率境界線Eは、X軸、Y軸に関して、確率的の同等に発生すると考えられるので、照射投影パターン像523t´の回転角度としては、数式1及び数式2の差がなくなる、つまり45度の近傍が好ましいと言える。   In this way, the rotation angle A of the irradiation projection pattern image 523t ′, the width Wα in the scanning direction, and the width Wβ in the slit longitudinal direction are determined so as to satisfy Equation 1 and Equation 2 at the same time. (Detection system) 50 pattern plate 523, illumination system, and exposure apparatus are preferably configured. Equations 1 and 2 show conditions under which a region with uniform reflectivity is the lowest, and more preferably, a condition in which a symmetric region and an asymmetric region are equivalent, that is, twice Wβ that simultaneously satisfies Equations 1 and 2. It is preferable to determine the rotation angle of the irradiation projection pattern image 523t ′, the width in the scanning direction, and the width in the longitudinal direction of the slit so that the value becomes. Since the reflectance boundary line E on the wafer is considered to be probabilistically equivalent with respect to the X axis and the Y axis, there is no difference between Expression 1 and Expression 2 as the rotation angle of the irradiation projection pattern image 523t ′. That is, it can be said that the vicinity of 45 degrees is preferable.

ここで、ウェハ40の表面位置(フォーカス)の計測点について説明する。本実施形態では、図7に示すように、1ショットの露光領域EE1に対して、スキャン方向に7点、スキャン方向と垂直な方向(スリット長手方向)に3点の合計21点の計測点KPを有している。図2に示すフォーカスチルト検出系50をスリット長手方向(X軸方向)に3つ配置してスリット長手方向の3点の計測点KPの計測を行い、ウェハステージ45をY軸方向にスキャンしてスキャン方向(Y軸方向)の7点の計測点の計測を行えるように構成する。ここで、図7は、ウェハ40上の計測点KPの配置の一例を示す平面図である。   Here, the measurement points of the surface position (focus) of the wafer 40 will be described. In the present embodiment, as shown in FIG. 7, a total of 21 measurement points KP of 7 points in the scanning direction and 3 points in the direction perpendicular to the scanning direction (slit longitudinal direction) with respect to the exposure area EE1 of one shot. have. Two focus tilt detection systems 50 shown in FIG. 2 are arranged in the slit longitudinal direction (X-axis direction) to measure three measurement points KP in the slit longitudinal direction, and the wafer stage 45 is scanned in the Y-axis direction. It is configured to be able to measure 7 measurement points in the scan direction (Y-axis direction). Here, FIG. 7 is a plan view showing an example of the arrangement of the measurement points KP on the wafer 40.

また、図8に示すように、ウェハ40上に複数のショットを露光するため、ショット毎にウェハステージ45をステップ又はスキャンして、図7に示した21点の計測点KPについて計測を行う。図9に示すように、スリット長手方向の計測点KPは、スリット長手方向のウェハ40のチルト量ωyを求めることが最低限必要であるため、2点以上の計測点KPが必要となる。更に、スリット内でスキャン方向のウェハ40のチルト量ωxの計測が必要な場合には、図10に示すように、スリット内でスキャン方向に異なる位置の計測点KPと、対応するフォーカスチルト検出系50を設ける必要がある。ここで、図8は、ウェハ40上のショットレイアウトを示す平面図である。図9及び図10は、ウェハ40上のスリット内における計測点KPの配置の一例を示す平面図である。   Further, as shown in FIG. 8, in order to expose a plurality of shots on the wafer 40, the wafer stage 45 is stepped or scanned for each shot, and measurement is performed on the 21 measurement points KP shown in FIG. As shown in FIG. 9, the measurement point KP in the longitudinal direction of the slit is required to obtain the tilt amount ωy of the wafer 40 in the longitudinal direction of the slit, so two or more measurement points KP are necessary. Further, when it is necessary to measure the tilt amount ωx of the wafer 40 in the scan direction within the slit, as shown in FIG. 10, the measurement point KP at a different position in the scan direction within the slit and the corresponding focus tilt detection system 50 must be provided. Here, FIG. 8 is a plan view showing a shot layout on the wafer 40. 9 and 10 are plan views showing an example of the arrangement of the measurement points KP in the slits on the wafer 40. FIG.

図12に戻って、位置波形に基づいてスキャン方向と直交するスリット長手方向の位置信号である複数の波形(第2の波形)を取得する(ステップS1004)。本実施例では、図4(b)に示す対称領域β1及びβ3の断面AA´と断面CC´でのスリット長手方向の波形と、非対称領域β2の断面BB´のスリット長手方向の波形を取得する。取得した波形は、図11に示すように断面AA´と断面CC´とが対称波形を示し、断面BB´が非対称波形を示していることがわかる。   Returning to FIG. 12, a plurality of waveforms (second waveforms) which are position signals in the slit longitudinal direction orthogonal to the scanning direction are acquired based on the position waveform (step S1004). In the present embodiment, the waveform in the slit longitudinal direction at the cross sections AA ′ and CC ′ of the symmetric regions β1 and β3 and the waveform in the slit longitudinal direction of the cross section BB ′ of the asymmetric region β2 shown in FIG. . As shown in FIG. 11, the acquired waveform shows that the cross section AA ′ and the cross section CC ′ show a symmetric waveform, and the cross section BB ′ shows an asymmetric waveform.

本実施例では、簡易のため、スリット長手方向の分割計測数を3つの場合で説明した。但し、分割計測数としては、最大で使用するセンサのスリット長手方向の画素数まで増やすことができ、スループットを考慮して、複数ラインの平均(積算)信号を用いて、10−20程度の分割信号を生成するようにするのが好ましい。また、対称な信号の積算信号波形を生成するのではなく、対称な信号の個々の波形の位置を算出して、その平均値を用いるようにしても同等の効果が得られる。ここで、図11は、ウェハの反射率を測定したグラフである。   In the present embodiment, for the sake of simplicity, the number of divided measurements in the slit longitudinal direction has been described as three. However, the number of division measurements can be increased up to the number of pixels in the slit longitudinal direction of the sensor to be used at the maximum, and about 10-20 divisions using an average (integrated) signal of a plurality of lines in consideration of the throughput. Preferably, a signal is generated. Further, the same effect can be obtained by calculating the position of each waveform of the symmetric signal and using the average value instead of generating the integrated signal waveform of the symmetric signal. Here, FIG. 11 is a graph obtained by measuring the reflectance of the wafer.

次に、ステップS1004で取得した複数の波形の中に非対称性波形があるかを判断する(ステップS1006)。ステップS1006で複数の波形の中に非対称性波形が存在すると判断した場合、前記非対称性波形を除く波形を選択する(ステップS1008)。ここでは、取得した複数の波形のそれぞれが所定の閾値であるかを判断し、所定の閾値の波形のみ選択する。ここでの閾値は、装置ユーザーの面位置検出精度に依存して設定するものである。この場合の閾値の設定は、ピーク強度または積分強度を含む信号強度に基づいて判断することができる。つまり、2次元センサの非計測方向の強度変化を評価することができる。   Next, it is determined whether or not there is an asymmetric waveform among the plurality of waveforms acquired in step S1004 (step S1006). If it is determined in step S1006 that an asymmetric waveform exists among the plurality of waveforms, a waveform excluding the asymmetric waveform is selected (step S1008). Here, it is determined whether each of the acquired plurality of waveforms has a predetermined threshold value, and only waveforms having the predetermined threshold value are selected. The threshold value here is set depending on the surface position detection accuracy of the device user. The setting of the threshold value in this case can be determined based on the signal intensity including the peak intensity or the integrated intensity. That is, the intensity change in the non-measurement direction of the two-dimensional sensor can be evaluated.

図13は、図5の信号のピーク強度を非計測方向に対してプロットしたものであり、同時に隣の計測ラインとの差分(変化率)を右軸にプロットしたものである。このように、対称な信号の領域においては、信号の強度(ピーク強度や積分光量)が一定であるのに対し、非対称な信号領域では、信号強度が急激に変化する。同図においては、非計測方向の強度変化が1%に閾値を設けると共に、その範囲内の信号を用いて(閾値を超える信号は用いない)、重心演算処理を行うようにしている。この閾値に関しては、ユーザーの要求精度に合わせて、1%から5%の範囲で設定することが好ましい。ここで、図13は、ウェハ40光強度と強度変化を示すグラフである。   FIG. 13 is a plot of the peak intensity of the signal of FIG. 5 with respect to the non-measurement direction, and at the same time, the difference (rate of change) from the adjacent measurement line is plotted on the right axis. As described above, the signal intensity (peak intensity and integrated light quantity) is constant in the symmetric signal area, whereas the signal intensity changes abruptly in the asymmetric signal area. In the figure, a threshold is set at 1% of the intensity change in the non-measurement direction, and the center-of-gravity calculation process is performed using a signal within the range (a signal exceeding the threshold is not used). This threshold is preferably set in the range of 1% to 5% in accordance with the accuracy required by the user. Here, FIG. 13 is a graph showing the light intensity of the wafer 40 and the intensity change.

また、別の閾値の設定は、反射率に応じて取得した複数の波形の中点を複数算出し、複数の中点のばらつきを評価して判断される。例えば、取得した波形の検出倍率をM、ウェハ40の面位置変動をdz、位置検出装置での位置変動をdxとしたときの関係がdx=M・dzを満たすとき、その場合の閾値は、面位置検出の要求精度をZrとしたときに、M・Zrに設定されることが好ましい実施形態である。   The setting of another threshold is determined by calculating a plurality of midpoints of a plurality of waveforms acquired in accordance with the reflectance and evaluating variations in the plurality of midpoints. For example, when the relationship when the detection magnification of the acquired waveform is M, the surface position fluctuation of the wafer 40 is dz, and the position fluctuation in the position detection device is dx satisfies dx = M · dz, the threshold in that case is In the preferred embodiment, when the required accuracy of the surface position detection is Zr, it is set to M · Zr.

図14は、サンプルショット内のある計測ポイントにおける信号の一例である図11の断面BB´の波形信号を、ピーク強度が1になるように規格化した信号の例を示したものである。ここで、図14は、ウェハの反射率とセンサ上の位置を示すグラフである。   FIG. 14 shows an example of a signal obtained by normalizing the waveform signal of the cross section BB ′ of FIG. 11 which is an example of a signal at a certain measurement point in the sample shot so that the peak intensity becomes 1. In FIG. Here, FIG. 14 is a graph showing the reflectance of the wafer and the position on the sensor.

同図に示すように、スライスレベルと信号との左右の交点Li、Riを求め、更にその中点Miを求め、スライスレベルを0.2から0.9まで変更した場合の、中点Miをそれぞれ求めて、スライスレベルを変えた場合の中点Miのばらつきを求める(3σまたはレンジ)。   As shown in the figure, the left and right intersections Li and Ri of the slice level and the signal are obtained, the midpoint Mi is further obtained, and the midpoint Mi when the slice level is changed from 0.2 to 0.9 is obtained. Each is obtained and the variation of the midpoint Mi when the slice level is changed is obtained (3σ or range).

このばらつき量が、所定の閾値以下になる信号を対称信号と判定する方法を採用している。   A method is adopted in which a signal in which the variation amount is equal to or less than a predetermined threshold is determined as a symmetric signal.

さらに別の閾値の設定は、取得した波形の左右の傾きの対称性を評価することで判断される。図15に示すように信号の所定領域(図中では、スライスレベルが0.2から0.8の領域)の傾き成分を求めて、その絶対値の差分値が所定閾値内になるものを対称な信号波形と判断するようにしても良い。閾値を厳しく設定すれば、より対称な信号のみを選択することになり、非対称性による計測誤差は減少するが、非計測方向の信号数が減少するため、平均化効果が低下し、計測再現性が悪化する恐れがある。実験的にこの閾値について、評価した結果、傾きの絶対値の差分の閾値としては、1%から10%の範囲が好ましいことが分った。
このように、ある閾値を設けて、その閾値より大きく歪んだ非対称な信号を除去することより、計測誤差を低減することが本発明の本質である。したがって、先に述べた照射投影パターン像523t´の回転角度と、照射投影パターン像523t´の計測方向の幅と、非計測方向の幅の最適な数式1及び数式2は、好ましい条件式を述べたに過ぎず、本発明の主旨を限定するものでは無いことを、ここで補足しておく。ここで、図15は、ウェハ40の反射率とセンサ上の位置を示すグラフである。
Still another threshold setting is determined by evaluating the symmetry of the left and right slopes of the acquired waveform. As shown in FIG. 15, the slope component of a predetermined region of a signal (region where the slice level is 0.2 to 0.8 in the figure) is obtained, and the difference between the absolute values falls within a predetermined threshold. It may be determined that the signal waveform is correct. If the threshold is set strictly, only a more symmetric signal is selected, and the measurement error due to asymmetry is reduced. May get worse. As a result of evaluating this threshold experimentally, it was found that the threshold of the difference between the absolute values of the slopes is preferably in the range of 1% to 10%.
In this way, it is the essence of the present invention to reduce the measurement error by providing a certain threshold value and removing the asymmetric signal distorted larger than the threshold value. Therefore, the optimal formulas 1 and 2 for the rotation angle of the irradiation projection pattern image 523t ′, the width in the measurement direction of the irradiation projection pattern image 523t ′, and the width in the non-measurement direction described above are preferable conditional expressions. It will be supplemented here that the description is not intended to limit the gist of the present invention. Here, FIG. 15 is a graph showing the reflectance of the wafer 40 and the position on the sensor.

上述の方法により、対称領域のみの信号を用いた計測値M1(i、j)を算出する。ここで、(i、j)は図7に示すショット内の計測ポイントを示す。本発明では、信号波形の位置を求める信号処理の方法として、重心検出方式を用いている。重心検出方式を用いる場合は、信号のトップとボトムの部分はノイズの影響を受けやすいので、例えば、図15に示すように、スライスレベル0.2から0.8の間の部分を用いて、重心計算して、その重心画素を求めるのが好ましい。このようにして、各計測ポイント(i、j)毎に非計測方向の対称信号領域を抽出する動作を行い、各計測ポイント(i、j)毎に、非計測方向の処理範囲(対称抽出範囲)を露光装置に登録しておき、次のウェハからは、装置上に登録されている処理範囲に基づき、信号処理を行い、計測値とするようにしている。本実施例では、サンプルショットの各ショット毎に、計測ポイント(i、j)の対称領域を算出し、14個のサンプルショットの全てに共通に含まれる領域を処理領域として露光装置に登録するようにしている。   The measured value M1 (i, j) using the signal only in the symmetric area is calculated by the above-described method. Here, (i, j) indicates measurement points in the shot shown in FIG. In the present invention, the center-of-gravity detection method is used as a signal processing method for obtaining the position of the signal waveform. When using the center-of-gravity detection method, the top and bottom portions of the signal are easily affected by noise. For example, as shown in FIG. 15, using a portion between slice levels 0.2 to 0.8, It is preferable to calculate the centroid and obtain the centroid pixel. In this way, the operation of extracting the symmetric signal region in the non-measurement direction is performed for each measurement point (i, j), and the processing range (symmetric extraction range) for each measurement point (i, j). ) Is registered in the exposure apparatus, and from the next wafer, signal processing is performed based on the processing range registered on the apparatus to obtain a measured value. In this embodiment, for each shot of the sample shot, a symmetric area of the measurement point (i, j) is calculated, and an area that is commonly included in all 14 sample shots is registered in the exposure apparatus as a processing area. I have to.

なお、対称な信号となる処理領域を抽出するために用いるサンプルショット数は14個に限らず、最低1個から、ウェハ上の全てのショットを計測しても良く、更には計測するウェハについても1枚に限らず、数枚のウェハを計測して、母数を増やすことにより、対称領域の抽出精度を増すことも可能である。更には、露光装置ユーザーが予め、ウェハパターンのショット内の構造を知っている場合は、その情報と、パターン板523のウェハ上の照射位置とを照合することにより、ショット内の位置に応じて対称な信号を発生させる処理領域が決定できるため、その処理領域を露光装置に入力・登録する事も可能であり、この場合は、先行ウェハは必要ない。   Note that the number of sample shots used to extract a processing region that becomes a symmetric signal is not limited to 14, but it is possible to measure all shots on a wafer from at least one sample. It is also possible to increase the extraction accuracy of the symmetric region by measuring not only one but several wafers and increasing the parameter. Furthermore, if the exposure apparatus user knows the structure of the wafer pattern in the shot in advance, the information and the irradiation position on the wafer of the pattern plate 523 are collated, so that the exposure apparatus user corresponds to the position in the shot. Since a processing area for generating a symmetric signal can be determined, it is also possible to input and register the processing area in the exposure apparatus. In this case, a preceding wafer is not necessary.

更に、パターン板523としては、本実施例では、遮光領域523aの部分を光が透過するように構成しているが、この逆に、パターン板の全面を透過部として、遮光領域の部分のみを遮光する構成としても良いし、複数の格子を配列させたパターンとし、それぞれのパターンに対して、本実施例を実施して、複数のパターン位置の計測値の平均値を用いるようにしても良い。   Further, in the present embodiment, the pattern plate 523 is configured such that light is transmitted through the light shielding region 523a, but conversely, only the light shielding region portion is formed using the entire surface of the pattern plate as the transmission portion. A configuration in which light is shielded may be used, or a pattern in which a plurality of grids are arranged may be used, and this example may be implemented for each pattern to use an average value of measured values at a plurality of pattern positions. .

次に、スキャン露光時のフォーカス及びチルトの計測によるウェハ40の表面位置補正の概略について説明する。図16に示すように、スキャン方向に凹凸形状を有したウェハ40が露光位置EPに差し掛かる前に露光スリット前方に平面を形成するように複数点配置された計測点KP(計測位置FP)でウェハ40の表面位置のフォーカス、露光スリット領域長手方向(即ち、スキャン方向に垂直な方向)のチルト(以下、「チルトX」と称する。)の計測を行う。そして、フォーカスチルト検出系50で検出された位置情報に基づいて、ウェハステージ45を駆動させ露光位置EPへの補正駆動を行う。例えば、図2において、ウェハ40上のj=6の位置を露光中に、j=7の位置の表面位置の計測を行う。そして、j=6の位置の露光が終了した後に、j=7の位置の表面位置の計測結果を基にしてフォーカス及びチルトXの補正駆動を行いながらj=7の位置の露光を行う。ここで、図16は、露光領域EPとウェハ40上のフォーカス及びチルトの計測位置FPを示す斜視図である。   Next, an outline of the surface position correction of the wafer 40 by measuring the focus and tilt at the time of scan exposure will be described. As shown in FIG. 16, measurement points KP (measurement positions FP) arranged at a plurality of points so as to form a plane in front of the exposure slit before the wafer 40 having an uneven shape in the scanning direction reaches the exposure position EP. The focus of the surface position of the wafer 40 and the tilt (hereinafter referred to as “tilt X”) in the longitudinal direction of the exposure slit region (that is, the direction perpendicular to the scanning direction) are measured. Then, based on the position information detected by the focus tilt detection system 50, the wafer stage 45 is driven to perform correction driving to the exposure position EP. For example, in FIG. 2, the surface position at the position of j = 7 is measured while the position of j = 6 on the wafer 40 is exposed. Then, after the exposure at the position of j = 6 is completed, the exposure at the position of j = 7 is performed while correcting and driving the focus and tilt X based on the measurement result of the surface position of the position of j = 7. Here, FIG. 16 is a perspective view showing the exposure area EP and the focus and tilt measurement positions FP on the wafer 40.

以上の波形選択方法1000によれば、検出波形が非対称な信号の場合であっても高いフォーカス精度を実現することができる。その結果、本実施例の波形選択方法1000を用いる露光装置1は、高精度な露光を行うことができる。   According to the waveform selection method 1000 described above, high focus accuracy can be realized even when the detected waveform is an asymmetric signal. As a result, the exposure apparatus 1 that uses the waveform selection method 1000 of this embodiment can perform high-precision exposure.

以下、本発明による露光装置の第2の実施形態について説明する。本実施形態は、第1の実施例とフォーカス、チルト検出系が異なり、2次元のエリアセンサと、1次元のラインセンサを兼ね備えた構成となっている。   The second embodiment of the exposure apparatus according to the present invention will be described below. This embodiment is different from the first embodiment in the focus and tilt detection system, and has a two-dimensional area sensor and a one-dimensional line sensor.

本実施例のフォーカスチルト検出系(面位置検出系)50の構成および動作について、詳細に述べる。図17は、フォーカスチルト検出系50の別の構成を示す拡大ブロック図である。   The configuration and operation of the focus tilt detection system (surface position detection system) 50 of this embodiment will be described in detail. FIG. 17 is an enlarged block diagram showing another configuration of the focus tilt detection system 50.

同図において、光源521(LEDやハロゲンランプ等)から出射された光は、スリット等のパターンが形成されたパターン板523を照明する。パターン板523(図2で示す第1の実施例で使用したものと同じ)は、結像レンズ524、ミラー525を介して、ウェハ40上に投影結像している。   In the figure, light emitted from a light source 521 (such as an LED or a halogen lamp) illuminates a pattern plate 523 on which a pattern such as a slit is formed. A pattern plate 523 (same as that used in the first embodiment shown in FIG. 2) is projected and imaged onto the wafer 40 via an imaging lens 524 and a mirror 525.

更に、ウェハ40で反射した光は、ミラー541、レンズ542を介して、受光器544Aで受光される。パターン板523のウェハ面上へのパターン像は、レンズ542により、エリアセンサ544B上に再結像する。なお、図中の20はミラーであり、ウェハからの反射光の光路を切り替えるために用いられる。   Further, the light reflected by the wafer 40 is received by the light receiver 544A via the mirror 541 and the lens 542. The pattern image on the wafer surface of the pattern plate 523 is re-imaged on the area sensor 544B by the lens 542. In the figure, reference numeral 20 denotes a mirror, which is used for switching the optical path of the reflected light from the wafer.

ミラー543は、エリアセンサ544Bとラインセンサ544Aの切り替える機能を有し、光路中に抜き出しする構成でも、ビームスプリッタを用いて、ウェハ反射光の一部を反射させてエリアセンサ544Bに導光し、ウェハ反射光の一部を透過させてラインセンサ544Aに導光する構成としても良い。   The mirror 543 has a function of switching between the area sensor 544B and the line sensor 544A. Even in a configuration in which the mirror 543B is extracted in the optical path, a part of the wafer reflected light is reflected and guided to the area sensor 544B using a beam splitter. A configuration may be adopted in which part of the wafer reflected light is transmitted and guided to the line sensor 544A.

ミラー543で反射せず直進する光は、非計測方向にパワーを持つシリンドリカルレンズ545で、非計測方向に集光されラインセンサ544上に、パターン板523の像が再結像する。   The light traveling straight without being reflected by the mirror 543 is condensed in the non-measurement direction by the cylindrical lens 545 having power in the non-measurement direction, and an image of the pattern plate 523 is re-imaged on the line sensor 544.

続いて、エリアセンサ544Bとラインセンサ544Aの使用方法について説明する。   Next, how to use the area sensor 544B and the line sensor 544A will be described.

まず、下地パターンがパターニングされ、その上にレジストが塗布されている先行ウェハを露光装置上にロードする。続いて、図8のウェハショットレイアウトにおいて、14ショットのサンプルショットのウェハ面位置をフォーカス検出系のエリアセンサ544Bとラインセンサ544Aの両方で計測を行う。   First, a preceding wafer on which a base pattern is patterned and a resist is coated thereon is loaded onto an exposure apparatus. Subsequently, in the wafer shot layout of FIG. 8, the wafer surface position of the 14-shot sample shot is measured by both the area sensor 544B and the line sensor 544A of the focus detection system.

次に、エリアセンサ544Bの計測データを元に第1の実施例と同様に対称領域の抽出を行い、対称領域のみの信号を用いた計測値M1(i、j)を算出する。続いて、ラインセンサ544Aの計測データを元に計測値M2(i、j)を求める。ここで、(i、j)は図7に示すショット内の計測ポイントを示す。信号処理の方法は先の実施例と同じ重心検出方式である。この時、各計測ポイント(i、j)毎の2つの計測値の差分値dM(i、j)=M1(i、j)−M2(i、j)を求めると、この値は、ラインセンサ544Bの計測値に含まれるウェハパターンによる計測誤差に相当する。   Next, a symmetric area is extracted based on the measurement data of the area sensor 544B as in the first embodiment, and a measurement value M1 (i, j) using a signal only for the symmetric area is calculated. Subsequently, a measurement value M2 (i, j) is obtained based on the measurement data of the line sensor 544A. Here, (i, j) indicates measurement points in the shot shown in FIG. The signal processing method is the same centroid detection method as in the previous embodiment. At this time, when a difference value dM (i, j) = M1 (i, j) −M2 (i, j) between two measurement values at each measurement point (i, j) is obtained, this value is calculated by the line sensor. This corresponds to a measurement error due to the wafer pattern included in the measurement value of 544B.

このように、2つのセンサ出力の差分値から求めたdM(i、j)を各計測ポイント(i、j)におけるオフセット量として記憶しておき、次のウェハからは、ラインセンサ544Aの計測値dM2(i、j)に、装置上に記憶されているオフセット量dM(i、j)を加えたdM2(i、j)+dM(i、j)を計測値として用いるようにする。   In this way, dM (i, j) obtained from the difference value between the two sensor outputs is stored as an offset amount at each measurement point (i, j), and the measurement value of the line sensor 544A is measured from the next wafer. dM2 (i, j) + dM (i, j) obtained by adding the offset amount dM (i, j) stored on the apparatus to dM2 (i, j) is used as the measurement value.

なお、本実施例で用いるサンプルショット数は14個に限らず、最低1個から、ウェハ上の全てのショットを計測しても良く、更には計測するウェハについても1枚に限らず、数枚のウェハを計測しても良い。すなわち、サンプルショットがN個の場合、各ショット毎に、計測ポイント(i、j)のオフセット量dM(i、j)算出し、N個のサンプルショットの平均値を求めて、露光装置に登録するようにしている。   Note that the number of sample shots used in this embodiment is not limited to 14, and all shots on the wafer may be measured from at least one. Furthermore, the number of wafers to be measured is not limited to one, but several The wafer may be measured. That is, when there are N sample shots, the offset amount dM (i, j) of the measurement point (i, j) is calculated for each shot, and the average value of the N sample shots is obtained and registered in the exposure apparatus. Like to do.

このように、本実施例では、予め、先行ウェハによりエリアセンサ544Bの対称領域のみの信号と、ラインセンサ544Aの信号の処理結果を利用して、ラインセンサ544Aのショット内の計測位置(i、j)における計測誤差量をオフセットとして登録していて、次ウェハからは、そのオフセットとラインセンサ544Aの処理結果を用いるので、エリアセンサの信号の処理が省け、第1の実施例に比べ、処理時間を短縮することができ、露光装置のスループットを向上させることができるという効果がある。   As described above, in the present embodiment, the measurement position (i, i) in the shot of the line sensor 544A is obtained in advance by using the signal of only the symmetric area of the area sensor 544B and the processing result of the signal of the line sensor 544A. The measurement error amount in j) is registered as an offset, and since the offset and the processing result of the line sensor 544A are used from the next wafer, the processing of the area sensor signal can be omitted, and the processing can be performed as compared with the first embodiment. Time can be shortened, and the throughput of the exposure apparatus can be improved.

図18を参照して、第3の実施形態について説明する。本実施例では、上記実施例とフォーカスチルト検出系が異なり、照明系側で、非計測方向に関して任意に分割して照明できるようにしたパターン板523の構成に特徴がある。その他の装置構成は、図2または、図17と同様なので、以下の説明では、図17を用いて説明する。図17におけるパターン板523Aは、図18に示すように光透過部が液晶セルのアレイ構造をしており、図18(b)のように任意のセルにかかる電圧を制御して、所定の領域の光を透過しない液晶シャッタアレイの構成となっている。   The third embodiment will be described with reference to FIG. The present embodiment is different from the above-described embodiment in the focus tilt detection system, and has a feature in the configuration of the pattern plate 523 that can be arbitrarily divided and illuminated in the non-measurement direction on the illumination system side. The other apparatus configuration is the same as that in FIG. 2 or FIG. 17, and will be described with reference to FIG. 17 in the following description. The pattern plate 523A in FIG. 17 has a liquid crystal cell array structure as shown in FIG. 18, and controls the voltage applied to an arbitrary cell as shown in FIG. The liquid crystal shutter array does not transmit the light.

続いて、液晶シャッタアレイの使用方法について説明する。まず、下地パターンがパターニングされ、その上にレジストが塗布されている先行ウェハを露光装置上にロードする。続いて、図8のウェハショットレイアウトにおいて、14ショットのサンプルショットのウェハ面位置をフォーカス検出系のエリアセンサ544Bで計測を行う。
次に、エリアセンサ544Bの計測データを元に第1の実施例と同様に対称信号領域の抽出を行う。この時、各計測ポイント(i、j)毎の対称信号領域の抽出を行い、サンプルショットの各ショット毎に、計測ポイント(i、j)の対称領域を算出し、N個のサンプルショットの全てに共通に含まれる領域を計測対象領域として露光装置に登録するようにしている。次のウェハからは、露光装置に登録されている計測ポイント(i、j)毎の計測対象領域に対応させて、液晶シャッタアレイを制御して、計測対象領域にのみ光が照射されるようにする。ウェハからの反射光をラインセンサ544Aで受光し、このラインセンサ544Aの信号波形の位置を検出して、ウェハの面位置を求めるようにしている。
Next, a method for using the liquid crystal shutter array will be described. First, a preceding wafer on which a base pattern is patterned and a resist is coated thereon is loaded onto an exposure apparatus. Subsequently, in the wafer shot layout of FIG. 8, the wafer surface position of 14 sample shots is measured by the area sensor 544B of the focus detection system.
Next, based on the measurement data of the area sensor 544B, a symmetric signal region is extracted as in the first embodiment. At this time, a symmetric signal region is extracted for each measurement point (i, j), and a symmetric region of the measurement point (i, j) is calculated for each shot of the sample shot, and all of the N sample shots are calculated. Are registered in the exposure apparatus as a measurement target area. From the next wafer, the liquid crystal shutter array is controlled so as to correspond to the measurement target area for each measurement point (i, j) registered in the exposure apparatus so that light is irradiated only to the measurement target area. To do. Reflected light from the wafer is received by the line sensor 544A, the position of the signal waveform of the line sensor 544A is detected, and the surface position of the wafer is obtained.

このように、本実施例では、予め、先行ウェハによりエリアセンサ544Bを使用して、対称な信号が得られる計測対象領域を選定し、ショット内の計測位置(i、j)に対応して、液晶シャッタアレイにより、計測対象領域のみを照明することにより、次ウェハからは、信号処理として、ラインセンサ544Aの処理のみを行うようにしているので、エリアセンサの信号の処理が省け、第1の実施例に比べて処理時間を短縮することができ、露光装置のスループットを向上させることができるという効果がある。   Thus, in this embodiment, the area to be measured is selected in advance by using the area sensor 544B with the preceding wafer, and the measurement position (i, j) in the shot is selected corresponding to the measurement position (i, j). By illuminating only the measurement target area with the liquid crystal shutter array, only the processing of the line sensor 544A is performed as the signal processing from the next wafer. Compared to the embodiment, the processing time can be shortened and the throughput of the exposure apparatus can be improved.

露光において、照明装置110から射出されたEUV光は、真空環境に配置された光学素子によって、マスク120を照明し、マスク120面上のパターンを被露光体140面上に結像する。本実施形態において、像面は円弧状(リング状)の像面となり、マスク120と被露光体140を縮小倍率比の速度比で走査することにより、マスク120の全面を露光する。また、本実施例の露光装置1は、波形選択方法1000を用いているので高精度な露光を行うことができる。なお、波形選択方法1000を行うことができる処理部(本実施形態では、制御部60の機能)を有する位置検出装置も本発明の一側面を構成することは言うまでもない。   In the exposure, the EUV light emitted from the illumination device 110 illuminates the mask 120 by an optical element arranged in a vacuum environment, and forms an image of the pattern on the surface of the mask 120 on the surface of the object to be exposed 140. In the present embodiment, the image plane is an arc-shaped (ring-shaped) image plane, and the entire surface of the mask 120 is exposed by scanning the mask 120 and the exposure target 140 at a speed ratio of the reduction ratio. Further, since the exposure apparatus 1 of the present embodiment uses the waveform selection method 1000, it can perform high-precision exposure. Needless to say, a position detection apparatus having a processing unit (in this embodiment, the function of the control unit 60) capable of performing the waveform selection method 1000 also constitutes one aspect of the present invention.

次に、図19及び図20を参照して、上述の露光装置1を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図19は、デバイス(ICやLSIなどの半導体チップ、LCD、CCD等)の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ1(回路設計)では、デバイスの回路設計を行う。ステップ2(マスク製作)では、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。ステップ3(ウェハ製造)では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ4(ウェハプロセス)は、前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いてリソグラフィー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ5(組み立て)は、後工程と呼ばれ、ステップ4によって作成されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)、パッケージング工程(チップ封入)等の工程を含む。ステップ6(検査)では、ステップ5で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、それが出荷(ステップ7)される。   Next, an embodiment of a device manufacturing method using the above-described exposure apparatus 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 19 is a flowchart for explaining how to fabricate devices (ie, semiconductor chips such as IC and LSI, LCDs, CCDs, and the like). Here, the manufacture of a semiconductor chip will be described as an example. In step 1 (circuit design), a device circuit is designed. In step 2 (mask production), a mask on which the designed circuit pattern is formed is produced. In step 3 (wafer manufacture), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by lithography using the mask and the wafer. Step 5 (assembly) is called a post-process, and is a process for forming a semiconductor chip using the wafer created in step 4. The assembly process (dicing, bonding), packaging process (chip encapsulation), and the like are performed. Including. In step 6 (inspection), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device created in step 5 are performed. Through these steps, a semiconductor device is completed and shipped (step 7).

図20は、ステップ4のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ11(酸化)では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ12(CVD)では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ14(イオン打ち込み)では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ15(レジスト処理)では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ16(露光)では、露光装置1によってマスクの回路パターンをウェハに露光する。ステップ17(現像)では、露光したウェハを現像する。ステップ18(エッチング)では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ19(レジスト剥離)では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施形態のデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。   FIG. 20 is a detailed flowchart of the wafer process in Step 4. In step 11 (oxidation), the surface of the wafer is oxidized. In step 12 (CVD), an insulating film is formed on the surface of the wafer. Step 14 (ion implantation) implants ions into the wafer. In step 15 (resist process), a photosensitive agent is applied to the wafer. Step 16 (exposure) uses the exposure apparatus 1 to expose a circuit pattern on the mask onto the wafer. In step 17 (development), the exposed wafer is developed. In step 18 (etching), portions other than the developed resist image are removed. In step 19 (resist stripping), the resist that has become unnecessary after the etching is removed. By repeatedly performing these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer. According to the device manufacturing method of the present embodiment, it is possible to manufacture a higher quality device than before.

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist.

波形選択方法を使用する露光装置の構成を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the exposure apparatus which uses a waveform selection method. 図1に示す露光装置のフォーカスチルト検出系の構成を示す拡大ブロック図である。FIG. 2 is an enlarged block diagram showing a configuration of a focus tilt detection system of the exposure apparatus shown in FIG. 1. 図2に示すフォーカスチルト検出系のパターン板の一例を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows an example of the pattern board of the focus tilt detection system shown in FIG. ウェハを示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows a wafer. ウェハの反射率を測定したグラフである。It is the graph which measured the reflectance of the wafer. ウェハ上のパターン段差によるレジストの膜厚不均一性に起因する反射率の差を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the difference of the reflectance resulting from the film thickness nonuniformity of the resist by the pattern level | step difference on a wafer. ウェハ上の計測点KPの配置の一例を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows an example of arrangement | positioning of the measurement point KP on a wafer. ウェハ上のショットレイアウトを示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the shot layout on a wafer. ウェハ上のスリット内における計測点KPの配置の一例を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows an example of arrangement | positioning of the measurement point KP in the slit on a wafer. ウェハ上のスリット内における計測点KPの配置の一例を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows an example of arrangement | positioning of the measurement point KP in the slit on a wafer. ウェハの反射率を測定したグラフである。It is the graph which measured the reflectance of the wafer. 波形選択方法を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the waveform selection method. ウェハの光強度と強度変化を示すグラフである。It is a graph which shows the optical intensity and intensity | strength change of a wafer. ウェハの反射率とセンサ上の位置を示すグラフである。It is a graph which shows the reflectance on a wafer, and the position on a sensor. ウェハの反射率とセンサ上の位置を示すグラフである。It is a graph which shows the reflectance on a wafer, and the position on a sensor. 露光領域EPとウェハ上のフォーカス及びチルトの計測位置FPを示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows exposure position EP and the measurement position FP of the focus and tilt on a wafer. 図2に示すフォーカスチルト検出系の別の構成を示す拡大ブロック図である。It is an enlarged block diagram which shows another structure of the focus tilt detection system shown in FIG. 図3に示すパターン板の別の一例を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows another example of the pattern board shown in FIG. 図1に示す本発明のEUV露光装置を使用したデバイス(ICやLSIなどの半導体チップ、LCD、CCD等)の製造を説明するためのフローチャートである。2 is a flowchart for explaining the manufacture of a device (a semiconductor chip such as an IC or LSI, an LCD, a CCD, or the like) using the EUV exposure apparatus of the present invention shown in FIG. 図19に示すステップ4のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。20 is a detailed flowchart of the wafer process in Step 4 shown in FIG. 19.

符号の説明Explanation of symbols

1 露光装置
10 照明装置
20 レチクル
30 投影光学系
40 ウェハ
50 フォーカスチルト検出系
52 照明部
521 光源
523 パターン板
54 検出部
60 制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exposure apparatus 10 Illumination apparatus 20 Reticle 30 Projection optical system 40 Wafer 50 Focus tilt detection system 52 Illumination part 521 Light source 523 Pattern board 54 Detection part 60 Control part

Claims (10)

被露光体に光を照射して当該被露光体の位置波形を検出し、前記位置波形から波形を選択する波形選択方法であって、
前記被露光体からの反射光から位置信号である第1の波形を所定の検出方向で検出するステップと、
前記第1の波形に基づいて前記検出方向と直交する副検出方向の位置信号である複数の第2の波形を取得するステップと、
前記複数の第2の波形の中に非対称性波形があるかを判断するステップと、
前記複数の第2の波形の中に非対称性波形が存在する場合、前記非対称性波形を除く波形を選択するステップとを有することを特徴とする波形選択方法。
A waveform selection method for irradiating light to an object to be exposed to detect a position waveform of the object to be exposed, and selecting a waveform from the position waveform,
Detecting a first waveform as a position signal from reflected light from the object to be exposed in a predetermined detection direction;
Obtaining a plurality of second waveforms that are position signals in a sub-detection direction orthogonal to the detection direction based on the first waveform;
Determining whether there is an asymmetric waveform among the plurality of second waveforms;
And a step of selecting a waveform excluding the asymmetric waveform when an asymmetric waveform is present in the plurality of second waveforms.
前記判断ステップは、ピーク強度または積分強度を含む信号強度に基づいて判断し、当該信号強度の変化が所定の閾値を越える場合には非対称性波形と判断することを特徴とする請求項1記載の波形選択方法。 2. The determination step according to claim 1, wherein the determination step determines based on a signal intensity including a peak intensity or an integrated intensity, and determines that the waveform is an asymmetric waveform when a change in the signal intensity exceeds a predetermined threshold. Waveform selection method. 前記閾値は1乃至5%に設定されることを特徴とする請求項2記載の波形選択方法。 3. The waveform selection method according to claim 2, wherein the threshold is set to 1 to 5%. 前記判断ステップは、前記反射光の反射率に応じて前記第2の波形の中点を複数算出するステップと、
当該複数の中点のばらつきを評価するステップと、
所定の閾値以下であれば対称信号と判断するステップとを有することを特徴とする請求項1記載の波形選択方法。
The determining step includes calculating a plurality of midpoints of the second waveform according to the reflectance of the reflected light;
Evaluating the variation of the plurality of midpoints;
2. The waveform selection method according to claim 1, further comprising the step of determining that the signal is a symmetric signal if it is equal to or less than a predetermined threshold value.
前記位置波形の検出倍率をM、前記被露光体の面位置変動をdz、位置検出装置での位置変動をdxとしたときの関係がdx=M・dzを満たすとき、前記閾値は、面位置検出の要求精度をZrとしたときに、M・Zrに設定されることを特徴とする請求項4記載の波形選択方法。 When the relationship when the position waveform detection magnification is M, the surface position fluctuation of the object to be exposed is dz, and the position fluctuation in the position detection apparatus is dx satisfies dx = M · dz, the threshold value is: 5. The waveform selection method according to claim 4, wherein M / Zr is set when the required detection accuracy is Zr. 前記判断ステップは、前記第2の波形の左右の傾きの対称性を評価し、所定の閾値以下であれば対称信号と判断することを特徴とする請求項1記載の波形選択方法。 2. The waveform selection method according to claim 1, wherein the determining step evaluates the symmetry of the left and right slopes of the second waveform, and determines that the signal is a symmetric signal if it is equal to or less than a predetermined threshold. 前記閾値は1乃至10%に設定されることを特徴とする請求項6記載の波形選択方法。 The waveform selection method according to claim 6, wherein the threshold is set to 1 to 10%. 被露光体に光を照射しての当該被露光体の位置波形を検出し、前記位置波形から波形を選択し、前記被露光体を補正する位置補正方法であって、
前記位置波形の理想の波形である理想波形を算出するステップと、
前記被露光体からの反射光から位置信号である第1の波形を所定の検出方向で検出するステップと、
前記第1の波形に基づいて前記検出方向と直交する副検出方向の位置信号である複数の第2の波形を取得するステップと、
前記複数の第2の波形の中に非対称性波形があるかを判断するステップと、
前記複数の第2の波形の中に非対称性波形が存在する場合、前記非対称性波形を除く波形を選択するステップと、
前記理想波形と前記選択した波形との差を算出し、前記第1の波形を補正するステップとを有することを特徴とする位置補正方法。
A position correction method for detecting a position waveform of the object to be exposed by irradiating the object to be exposed, selecting a waveform from the position waveform, and correcting the object to be exposed,
Calculating an ideal waveform which is an ideal waveform of the position waveform;
Detecting a first waveform as a position signal from reflected light from the object to be exposed in a predetermined detection direction;
Obtaining a plurality of second waveforms that are position signals in a sub-detection direction orthogonal to the detection direction based on the first waveform;
Determining whether there is an asymmetric waveform among the plurality of second waveforms;
If an asymmetric waveform is present in the plurality of second waveforms, selecting a waveform excluding the asymmetric waveform;
A position correction method comprising: calculating a difference between the ideal waveform and the selected waveform and correcting the first waveform.
請求項1乃至7のうちいずれか一項記載の波形選択方法を行う処理部を有することを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus comprising: a processing unit that performs the waveform selection method according to claim 1. 請求項9記載の露光装置を用いて被露光体を露光するステップと、
当該露光された被露光体を現像するステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。
Exposing an object to be exposed using the exposure apparatus according to claim 9;
And developing the exposed object to be exposed.
JP2004271778A 2004-09-17 2004-09-17 Method of waveform selection, method of position correction, exposure device, and manufacturing method of device Pending JP2006086450A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004271778A JP2006086450A (en) 2004-09-17 2004-09-17 Method of waveform selection, method of position correction, exposure device, and manufacturing method of device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004271778A JP2006086450A (en) 2004-09-17 2004-09-17 Method of waveform selection, method of position correction, exposure device, and manufacturing method of device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006086450A true JP2006086450A (en) 2006-03-30

Family

ID=36164675

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004271778A Pending JP2006086450A (en) 2004-09-17 2004-09-17 Method of waveform selection, method of position correction, exposure device, and manufacturing method of device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006086450A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008066638A (en) * 2006-09-11 2008-03-21 Canon Inc Apparatus of detecting mark position
JP2009073179A (en) * 2007-08-27 2009-04-09 Seiko Epson Corp Image forming apparatus and image forming method
JP2013140522A (en) * 2012-01-05 2013-07-18 Canon Inc Coordinate input device and control method thereof and program
JP2018077288A (en) * 2016-11-07 2018-05-17 キヤノン株式会社 Exposure apparatus and article manufacturing method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008066638A (en) * 2006-09-11 2008-03-21 Canon Inc Apparatus of detecting mark position
JP2009073179A (en) * 2007-08-27 2009-04-09 Seiko Epson Corp Image forming apparatus and image forming method
JP2013140522A (en) * 2012-01-05 2013-07-18 Canon Inc Coordinate input device and control method thereof and program
JP2018077288A (en) * 2016-11-07 2018-05-17 キヤノン株式会社 Exposure apparatus and article manufacturing method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9964853B2 (en) Method of determining dose and focus, inspection apparatus, patterning device, substrate and device manufacturing method
US6992751B2 (en) Scanning exposure apparatus
US7948616B2 (en) Measurement method, exposure method and device manufacturing method
US7498596B2 (en) Exposure method that obtains, prior to exposure, reticle surface form data and measurement position error, for scanning control
US20080208499A1 (en) Optical characteristics measurement method, exposure method and device manufacturing method, and inspection apparatus and measurement method
US20070171392A1 (en) Wavelength selecting method, position detecting method and apparatus, exposure method and apparatus, and device manufacturing method
KR100517159B1 (en) Exposure apparatus and method
JP5036429B2 (en) Position detection apparatus, exposure apparatus, device manufacturing method, and adjustment method
JP2005175034A (en) Aligner
US7209215B2 (en) Exposure apparatus and method
US20110242520A1 (en) Optical properties measurement method, exposure method and device manufacturing method
JP2009016761A (en) Method of adjusting position detection device, exposure device, and method of manufacturing device
US20050036144A1 (en) Position detecting method
JP2009158720A (en) Exposure apparatus and method of manufacturing device
JP2005175334A (en) Method and apparatus of exposure
JP4677183B2 (en) Position detection apparatus and exposure apparatus
US6940586B2 (en) Exposure apparatus and method
JP2006086450A (en) Method of waveform selection, method of position correction, exposure device, and manufacturing method of device
JP4311713B2 (en) Exposure equipment
JP2006269669A (en) Measuring device and measuring method, exposure apparatus and device manufacturing method
CN114647155A (en) Measuring apparatus, exposure apparatus, and article manufacturing method
JP4497988B2 (en) Exposure apparatus and method, and wavelength selection method
JP2006080444A (en) Measurement apparatus, test reticle, aligner, and device manufacturing method
JP2006120660A (en) Position correction method and device, exposing device, and device manufacturing method
JP4590213B2 (en) Exposure apparatus and device manufacturing method