JP2016162760A - Exposure apparatus, and method of manufacturing article - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、露光装置、および物品の製造方法に関する。 The present invention relates to an exposure apparatus and a method for manufacturing an article.
露光装置は、物品としての半導体デバイスなどを製造する工程に含まれるリソグラフィー工程において、原版(レチクル等)のパターンを、投影光学系を介して感光性の基板(表面にレジスト層が形成されたウエハ等)に転写する装置である。例えば半導体デバイス製造に用いられる露光装置には、近年の高集積化に伴い、さらなる高解像度が要求されている。その対策の1つとして、原版のパターンに応じて最適な有効光源を形成する技術(変形照明技術)がある。ここで、有効光源とは、基板面に入射する露光光束の角度分布をいい、投影光学系の瞳面における光強度分布とも表現できる。この有効光源の形成は、原版を照明する照明光学系内にある、原版面のフーリエ変換面に相当する瞳面(例えば、ハエの目レンズの射出面の近傍)における光強度分布を所望の形状に調整することで実現し得る。ここで、有効光源の分布特性(対称性等)の忠実度は、像性能に影響を与える。例えば、有効光源の非対称性要因としては、ミラーの反射ムラ、光学系の偏心、または、反射防止膜への入射角度の差による効果の違いなどが挙げられる。そこで、特許文献1は、有効光源を計測しながら、光軸に対してほぼ垂直な面内で移動可能な調整機構を用いて偏心を調整する露光装置を開示している。また、特許文献2は、有効光源の分布特性を像高ごとに調整する照明装置を開示している。
In a lithography process included in a process of manufacturing a semiconductor device or the like as an article, an exposure apparatus converts a pattern of an original (such as a reticle) into a photosensitive substrate (a wafer having a resist layer formed on the surface) via a projection optical system. Etc.). For example, exposure apparatuses used for manufacturing semiconductor devices are required to have higher resolution in accordance with recent high integration. As one of countermeasures, there is a technique (modified illumination technique) that forms an optimum effective light source according to the pattern of the original. Here, the effective light source refers to the angular distribution of the exposure light beam incident on the substrate surface, and can also be expressed as the light intensity distribution on the pupil plane of the projection optical system. This effective light source is formed in a desired shape by distributing the light intensity distribution on the pupil plane (for example, near the exit surface of the fly-eye lens) corresponding to the original Fourier transform plane in the illumination optical system that illuminates the original plate. It can be realized by adjusting to. Here, the fidelity of the distribution characteristics (such as symmetry) of the effective light source affects the image performance. For example, asymmetry factors of the effective light source may include uneven reflection of the mirror, eccentricity of the optical system, or a difference in effect due to a difference in incident angle to the antireflection film. Therefore,
近年の高い転写精度の要求に対し、有効光源の分布特性をこれまで以上に適正に設定することが重要である。これは、露光光の角度が適正でないと、基板がデフォーカス位置にある場合には像の位置ズレが生じ、有効光源の対称性が崩れている場合にはデフォーカス位置において左右パターンの線幅差が生じる可能性があり、結果的に転写精度に影響を及ぼすからである。そこで、従来の露光装置では、ある標準的な照明モードAで最適な角度特性および対称性の露光光を照射できるように、照明光学系の各要素の位置を偏心調整している。しかしながら、照明モードAとは異なる変形照明モードBへの切り替えを要する場合には、各要素を照明モードAと同じ偏心調整位置とすることが必ずしも適切とは限らない。これは、各照明モードでは光路が異なり、照明光学系内の光学素子に形成されている反射防止膜の効果が光線の角度により変化することなどに起因する。 In response to the recent demand for high transfer accuracy, it is important to set the distribution characteristics of the effective light source more appropriately than ever. This is because if the angle of the exposure light is not appropriate, image misalignment occurs when the substrate is at the defocus position, and the line width of the left and right patterns at the defocus position when the symmetry of the effective light source is broken. This is because a difference may occur, resulting in an influence on the transfer accuracy. Therefore, in the conventional exposure apparatus, the position of each element of the illumination optical system is eccentrically adjusted so that exposure light having an optimal angular characteristic and symmetry can be irradiated in a certain standard illumination mode A. However, when it is necessary to switch to the modified illumination mode B different from the illumination mode A, it is not always appropriate to set each element to the same eccentricity adjustment position as the illumination mode A. This is because the optical path is different in each illumination mode, and the effect of the antireflection film formed on the optical element in the illumination optical system changes depending on the angle of the light beam.
ここで、特許文献1に開示されている技術では、照明モードの切り替えに応じて、有効光源の分布特性を、基板上の露光領域全面に渡ってその分布自体を維持しながら同じ方向へ調整することはできる。しかしながら、露光領域の各点(各像高)で個別に調整することはできない。一方、特許文献2に開示されている技術では、各像高の調整対象を固定化し、有効光源の調整手段を個別に製作しておき適宜利用することで、像高ごとに有効光源を調整する。そのため、照明モードの切り替えや照明光学系内の光学系の透過率分布が経時変化するなどして調整対象が変わる場合には、調整手段を再製作する必要がある。
Here, in the technique disclosed in
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、例えば、有効光源の分布特性を像高ごとに個別かつ簡便に調整する露光装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide an exposure apparatus that adjusts the distribution characteristics of effective light sources individually and simply for each image height.
上記課題を解決するために、本発明は、原版のパターンを基板上に露光する露光装置であって、複数のレンズを用いて複数の2次光源をそれぞれ形成する多光源形成手段を有し、複数の2次光源からの光で原版を照明する照明光学系と、複数のレンズの各レンズにおける複数領域に光を入射させる光源と、光源から複数領域の各領域に入射させる光の光量を個別に調整する制御部と、を備え、制御部は、基板上の少なくとも2つの位置における有効光源が異なるように、複数領域の各領域に入射させる光の光量を個別に調整することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention is an exposure apparatus that exposes a pattern of an original on a substrate, and includes a multi-light source forming unit that forms a plurality of secondary light sources using a plurality of lenses, An illumination optical system that illuminates the original with light from a plurality of secondary light sources, a light source that causes light to enter a plurality of regions in each lens of a plurality of lenses, and a light amount of light that enters each region of the plurality of regions individually from the light source And a controller that adjusts the amount of light incident on each of the plurality of regions individually so that effective light sources at at least two positions on the substrate are different. .
本発明によれば、例えば、有効光源の分布特性を像高ごとに個別かつ簡便に調整する露光装置を提供することができる。 According to the present invention, for example, it is possible to provide an exposure apparatus that adjusts the distribution characteristics of the effective light source individually and simply for each image height.
以下、本発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
まず、本発明の第1実施形態に係る露光装置の構成について説明する。本実施形態に係る露光装置は、一例として、半導体デバイスの製造工程におけるリソグラフィー工程で使用され、走査露光方式にて、原版であるレチクルRに形成されているパターンの像を基板であるウエハW上(基板上)に露光(転写)する投影型露光装置とする。
(First embodiment)
First, the configuration of the exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described. The exposure apparatus according to the present embodiment is used, for example, in a lithography process in a semiconductor device manufacturing process, and an image of a pattern formed on a reticle R that is an original plate on a wafer W that is a substrate by a scanning exposure method. A projection type exposure apparatus that exposes (transfers) onto (a substrate) is used.
図1は、本実施形態に係る露光装置100の構成を示す概略図である。なお、図1以下の各図では、投影光学系9の光軸に平行にZ軸を取り、Z軸に垂直な同一平面内で露光時のウエハWの走査方向(またはレチクルRとウエハWとの相対的な移動方向)にY軸を取り、Y軸に直交する非走査方向にX軸を取っている。露光装置100は、光源1と、照明光学系8と、レチクルステージ12と、投影光学系9と、ウエハステージ13と、制御部10とを備える。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an
光源1は、露光光の供給源として照明光学系8に光を照射する。特に本実施形態における光源1は、例えば、半導体光源としての複数のLED(発光ダイオード)素子を光の照射方向に向かって2次元的に配列し、2次元の光源形状を形成する。LEDの種類や個数は、特に限定するものではなく、GaAs、GaAlAs、GaP/GaP、GaAlAs/GaAs等のLED素子を用い得る。また、InGaAlP、InGaAIP/GaP、InGaAIP/GaAs、InGaAIP/GaAs、AlInGaN、AlGaN、InGaN、GaN、AlN、ZnO、ZnSeまたはダイヤモンド等の様々な発光波長のLED素子を用いてもよい。また、ウエハW上に予め塗布されているレジスト(感光剤)の露光に適した発光波長であるAlInGaN、AlGaNまたはInGaN等のLED素子を用いることがより好適である。なお、光源1には、LED素子に換えて、LD(半導体レーザー)素子を用いることもできる。
The
照明光学系8は、光源1からの光を調整してレチクルRを照明する。照明光学系8は、多光源形成手段2と、照射レンズ3と、視野絞り4と、第1結像レンズ5と、第2結像レンズ6と、偏向ミラー7とを含む。多光源形成手段2は、例えばハエの目レンズであり、複数の微小レンズを光の入射方向に合わせて2次元的に配列し、複数の2次光源(多光源)を形成する光学素子である。多光源形成手段2の射出面2bの近傍は、照明光学系8の瞳面に相当し、有効光源を形成する。なお、ハエの目レンズには、シリンドリカルレンズアレイやマイクロレンズアレイ等が含まれるが、光学ロッドや回折光学素子であってもよい。照射レンズ3は、有効光源を視野絞り4上に重畳照明する。視野絞り4は、任意の開口形状を形成する複数の可動な遮光板を含み、被照射面であるレチクル面(さらにはウエハ面)上の露光範囲を制限する。第1および第2結像レンズ5,6は、視野絞り4で規定された開口形状をレチクルR上に照明する。
The illumination
レチクルRは、ウエハW上に転写されるべきパターン(例えば回路パターン)が形成された、例えば石英ガラス製の原版である。レチクルステージ12は、レチクルRを保持してX、Yの各軸方向に可動である。投影光学系9は、レチクルRを通過した光(回路パターン像)を所定の倍率β(例えば1/4倍)でウエハW上に投影する。
The reticle R is an original made of, for example, quartz glass on which a pattern (for example, a circuit pattern) to be transferred is formed on the wafer W. The
ウエハWは、表面上にレジストが塗布された、例えば単結晶シリコンからなる基板(感光基板)である。ウエハステージ13は、ウエハチャック(不図示)を介してウエハWを保持し、X、Y、Z(それぞれの回転方向であるωx、ωy、ωzを含む場合もある)の各軸方向に可動である。特に露光の際には、レチクルステージ12とウエハステージ13とが同期しながら走査(スキャン)露光を行う。また、ウエハステージ13は、その表面上に、ウエハ面上に入射する露光光の光量を検出するディテクター(検出器)11を設置している。ディテクター11は、例えば照度計であり、受光面をウエハ面に一致させており、照射領域内の照明光を、ウエハステージ13の駆動と共に移動しながら受光する。また、ディテクター11は、受光面の上部に、光束の拡がりに対して充分に小さな径のピンホールを有する。また、ウエハステージ13は、用途に応じ、ディテクター11を光軸方向(Z軸方向)にデフォーカスさせることもできる。そして、ディテクター11は、その出力信号を後述の光量制御部14に送信する。
The wafer W is a substrate (photosensitive substrate) made of, for example, single crystal silicon, on which a resist is applied on the surface. The
制御部10は、例えばコンピューターなどで構成され、露光装置100の各構成要素に回線を介して接続されて、プログラムなどに従って各構成要素の動作および調整などを制御し得る。特に本実施形態では、制御部10は、光源1に接続され、光源1を構成する複数のLED素子の点消灯(または発光出力)を制御する光量制御部14を有する。光量制御部14は、露光の際の照明モードの指定を受けて、各LED素子に点消灯指示を出力する。これにより、光源1は、輪帯照明、四重極照明または二重極照明などの各種変形照明光源を形成し得る。光量制御部14は、さらに、瞳座標処理部15と、座標関係決定部16とを含む。瞳座標処理部15は、ディテクター11で計測された有効光源を像高ごとに瞳座標で表現する。座標関係決定部16は、瞳座標処理部15で処理された各像高に対応する瞳座標と、この瞳座標に対応するLED素子のアドレスとの関係を決定する。
The
次に、露光装置100における有効光源の調整について説明する。まず、光源1と、レチクル面およびウエハ面と共役の関係にある被照射面としての視野絞り4の面(視野絞り面)との位置関係について説明する。図2は、光源1と視野絞り面との位置関係を示す概略断面図である。図2では、説明の簡略化のために、多光源形成手段2を構成する微小レンズが光の入射方向に合わせて5列(FE1〜FE5)並ぶものとするが、本発明はこれに限らない。これに合わせて、光源1を構成するLED素子は、光の照射方向に向かって15列(LED1〜LED15)並ぶものとし、1つの微小レンズ内の複数領域に対して個別に3つのLED素子が対応するものとするが、本発明はこれに限らない。ここで、光源1の照射面と多光源形成手段2の入射面2aとは、光学的に共役な関係にある。また、各微小レンズの入射面と視野絞り面とは、光学的に共役な関係にある。このような構成により、視野絞り面における像高Faに到達する光は、微小レンズFE1の入射面においてLED3の位置に対応し、微小レンズFE3の入射面においてLED9の位置に対応し、また、微小レンズFE5の入射面においてLED15の位置に対応する。したがって、LED3、LED9またはLED15の光量を適宜調整すれば、像高Faにおける有効光源の光量バランスを別の像高での光量バランスに影響を及ぼすことなく、すなわち変化させることなく調整することが可能となる。ここで、有効光源の光量バランスとは、言い換えれば、有効光源の対称性である。有効光源の対称性は、有効光源の分布特性に含まれるものであり、その他の分布特性としては、有効光源の形状、大きさ(σ値)、または、重心位置ズレなどが挙げられる。
Next, adjustment of the effective light source in the
図3は、一例として、3つの微小レンズFE1〜FE3と、ウエハ面上における有効光源との関係を示す概略断面図である。なお、図3では偏向ミラー7を不図示としている。ここで、説明の簡略化のために1次元で考え、各微小レンズの入射面の像高をx、ウエハ面の像高をXとすると、X=βxの関係が成り立つ。ただし、βは、各微小レンズの入射面の像高からウエハ面の像高への変換倍率であり、照射レンズ3、第1結像レンズ5、第2結像レンズ6および投影光学系9の設計で決定される。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the relationship between three microlenses FE1 to FE3 and an effective light source on the wafer surface as an example. In FIG. 3, the
また、微小レンズがFE1〜FEnまでのn列あるとすると、各微小レンズの入射面の光量分布は、対応する複数のLED素子で任意に決定され、fi(x)と表現できる(ただし、i=1〜n)。したがって、微小レンズFEiから像高Xへの光量Ei(X)は、X=βxの関係から、式(1)で表される。
Ei(X)=fi(x) (1)
そして、光量Ei(X)は、図3に示すように、ウエハ面における入射角度ごとの光量となっており、f1(X)〜fn(X)が実質的に有効光源の分布を表していることになる。すなわち、ウエハ面で調整したい像高Xが決まれば、各微小レンズの入射面の像高x(=X/β)の位置に対応するLED素子の光量を制御することで、他の像高の有効光源に対しては影響を与えずに調整することができることになる。なお、ここでは1つの微小レンズに対して3つのLED素子が対応しているので、調整可能な有効光源のウエハ面の像高Xは3つであるが、調整すべき像高がN点であれば、1つの微小レンズに対してN個のLED素子が対応する構成とすればよい。
Further, assuming that there are n rows of microlenses from FE1 to FEn, the light quantity distribution on the incident surface of each microlens is arbitrarily determined by the corresponding LED elements and can be expressed as fi (x) (where i = 1 to n). Therefore, the light amount Ei (X) from the microlens FEi to the image height X is expressed by Expression (1) from the relationship of X = βx.
Ei (X) = fi (x) (1)
As shown in FIG. 3, the light amount Ei (X) is a light amount for each incident angle on the wafer surface, and f1 (X) to fn (X) substantially represent the distribution of effective light sources. It will be. That is, when the image height X to be adjusted on the wafer surface is determined, the light quantity of the LED element corresponding to the position of the image height x (= X / β) on the incident surface of each microlens is controlled, so The effective light source can be adjusted without affecting it. Here, since three LED elements correspond to one minute lens, there are three image heights X on the wafer surface of the adjustable effective light source, but the image height to be adjusted is N points. If so, the configuration may be such that N LED elements correspond to one minute lens.
次に、ウエハ面における照度分布を変えずに有効光源の分布だけを変化させる方法について説明する。ここで、照度分布は、中心位置(照明光学系8全体の光軸)に対して照度がどれだけずれているかを表す。ウエハ面における照度分布I(X)は、各微小レンズの入射面、すなわちLED素子の光量分布f1(x)〜fn(x)を視野絞り面で重畳したものであり、x=0の照度を基準として、式(2)で表される。
I(X)=Σfi(x)/Σfi(0) (2)
Next, a method for changing only the effective light source distribution without changing the illuminance distribution on the wafer surface will be described. Here, the illuminance distribution represents how much the illuminance is deviated from the center position (the optical axis of the entire illumination optical system 8). The illuminance distribution I (X) on the wafer surface is obtained by superimposing the light incident distributions f1 (x) to fn (x) of each microlens on the field stop surface, and the illuminance x = 0. As a reference, it is expressed by equation (2).
I (X) = Σfi (x) / Σfi (0) (2)
また、図3に示す例に合わせ、X軸方向に並ぶ3つの微小レンズのそれぞれに3つのLED素子が対応し、各LED素子の光量は、それぞれ、Xマイナス側、軸上、Xプラス側のウエハ面の像高に対応しているものとする。そして、以下、Xマイナス側の有効光源の光量バランスを調整することを考える。この場合、光量制御部14は、まず、各LED素子の光量がすべて100の状態から、f1(x)のXマイナス側に対応するLED素子の光量のみを90に下げる。(表1)は、このときの光量の状態を示す表である。
Further, in accordance with the example shown in FIG. 3, three LED elements correspond to each of the three microlenses arranged in the X-axis direction, and the light amounts of the LED elements are respectively on the X minus side, on the axis, and on the X plus side. It corresponds to the image height of the wafer surface. Hereinafter, it is considered to adjust the light amount balance of the effective light source on the X minus side. In this case, the light
しかしながら、この状態のままでは、Xマイナス側の照度だけが290÷300=0.967に低下し、軸上およびXプラス側の照度はそれぞれ1のままであるので、照度分布が変化する。そこで、光量制御部14は、照度分布が変化しないようにする(一定とする)ために、軸上とXプラス側とに対応する2つのLED素子の光量も10だけ下げて、Xマイナス側の照度と等しくなるようにする。このとき、軸上およびXプラス側の有効光源の分布が変化しないようにするためには、軸上およびXプラス側の各光量f1(x)、f2(x)、f3(x)をすべて同じ値にする必要がある。したがって、光量制御部14は、1つのLED素子当たりの光量を100−(10÷3)=96.667と設定する。(表2)は、このときの光量の状態を示す表である。
However, in this state, only the illuminance on the X minus side is reduced to 290/300 = 0.967, and the illuminance on the axis and the X plus side remains 1 respectively, so that the illuminance distribution changes. Therefore, in order to prevent the illuminance distribution from changing (constant), the light
これにより、照度は、全像高とも同一値、すなわち290÷290=1のままであるので、光量制御部14は、照度分布を有効光源の調整前から変化させずに、Xマイナス側の有効光源のみを調整することができる。なお、ここではLED素子の光量を直接的に変えることにより有効光源を調整する方法を例示したが、LED素子の点滅により時間平均としての光量を変えることで有効光源を調整してもよい。
As a result, the illuminance remains the same for all image heights, that is, 290 ÷ 290 = 1. Therefore, the light
次に、像高ごとの有効光源の光量バランスを個別に調整する方法について説明する。ここでは、一例として、有効光源を四重極照明とする場合を説明する。図4は、ウエハ面と共役な視野絞り面での3つの像高(図中左から順に、Xマイナス側、軸上、Xプラス側)における四重極照明の上下左右のポール光量をそれぞれ示す概略図である。例えば、Xマイナス側に関する左図は、複数のLED素子のうちXマイナス側に対応するものをすべて点灯させたときのポール光量を示している。また、(表3)は、それらの値を記入した表である。なお、ここでいう「上下左右」は、図1に示す構成とそれを表す座標軸に合わせており、上下がZプラス側とZマイナス側、左右がXプラス側とXマイナス側にそれぞれ対応する。図5は、図4に示す状態に対応し、有効光源の対称性を調整する際の多光源形成手段2を入射側から見た概略平面図である。各微小レンズの開口形状は、照明領域の矩形分布とほぼ相似形でX軸方向に長い矩形となっており、図中上下方向は、露光の際の走査方向に対応する。特に本実施形態では、各ポール発光部(図中のハッチング領域)に相当する微小レンズの数を約50個としている。 Next, a method for individually adjusting the light amount balance of the effective light source for each image height will be described. Here, as an example, a case where the effective light source is quadrupole illumination will be described. FIG. 4 shows the upper, lower, left and right pole light amounts of the quadrupole illumination at three image heights (X minus side, axial, X plus side in order from the left in the figure) on the field stop plane conjugate with the wafer surface. FIG. For example, the left diagram regarding the X minus side shows the pole light amount when all of the LED elements corresponding to the X minus side are turned on. Table 3 is a table in which these values are entered. Note that “upper and lower left and right” here corresponds to the configuration shown in FIG. 1 and the coordinate axis representing it, and the upper and lower sides correspond to the Z plus side and the Z minus side, and the left and right correspond to the X plus side and the X minus side, respectively. 5 corresponds to the state shown in FIG. 4 and is a schematic plan view of the multiple light source forming means 2 when adjusting the symmetry of the effective light source as seen from the incident side. The aperture shape of each microlens is a rectangle that is substantially similar to the rectangular distribution of the illumination area and is long in the X-axis direction, and the vertical direction in the figure corresponds to the scanning direction at the time of exposure. In particular, in the present embodiment, the number of microlenses corresponding to each pole light emitting portion (hatched area in the figure) is about 50.
図4を参照し、視野絞り面のXマイナス側に対応する位置は、入射側から見て微小レンズの右側である。つまり、微小レンズの入射面における右側の光量を調整すれば、視野絞り面のXプラス側のみに作用することとなる。まず、図4の左図に示すXマイナス側における四重極照明の各ポールについて考える。この場合、上下左右の4つのポールのうち左ポールの光量が94と一番低い。そこで、光量制御部14は、この左ポールの光量に合わせるように残りのポールの光量を調整する。具体的には、上ポールを6%減光、下ポールを2%減光、右ポールを4%減光させれば、ポールバランスが良好となる。また、各ポール発光部に相当する微小レンズを約50個としているので、微小レンズ1つあたりの光量は、全体の2%に相当する。したがって、光量制御部14は、上ポール発光部に対応する微小レンズ(約50個)の中で3つ、同様に、下ポールで1つ、右ポールで2つの微小レンズを選択し、かつ、その中の右側(図中、三角印)に対応するLED素子を消灯させればよい。なお、消灯する微小レンズは、そのポール発光部内の複数のうちのいずれでもよく、図5に示す具体的な微小レンズの位置に限定されるものではない。
Referring to FIG. 4, the position corresponding to the X minus side of the field stop surface is the right side of the microlens as viewed from the incident side. That is, if the right light amount on the entrance surface of the microlens is adjusted, it will act only on the X plus side of the field stop surface. First, consider each pole of the quadrupole illumination on the X minus side shown in the left diagram of FIG. In this case, the light quantity of the left pole among the four poles on the top, bottom, left and right is the lowest, 94. Therefore, the light
同様に、図4の中図に示す軸上における四重極照明の各ポールについては、上ポールを4%減光、左ポールを2%減光、右ポールを2%減光させれば、ポールバランスが良好となる。そのため、光量制御部14は、上ポール発光部に対応する微小レンズの中で2つ、同様に、左ポールで1つ、右ポールで1つの微小レンズを選択し、かつ、その中の中央部(図中、四角印)に対応するLED素子を消灯させればよい。さらに、図4の右図に示すXプラス側における四重極照明の各ポールについては、上ポールを6%減光、左ポールを2%減光、下ポールを2%減光させれば、ポールバランスが良好となる。そのため、光量制御部14は、上ポール発光部に対応する微小レンズの中で3つ、同様に、左ポールで1つ、下ポールで1つの微小レンズを選択し、かつ、その右側(図中、丸印)に対応するLED素子を消灯させればよい。
Similarly, for each pole of the quadrupole illumination on the axis shown in the middle diagram of FIG. 4, if the upper pole is dimmed by 4%, the left pole is dimmed by 2%, and the right pole is dimmed by 2%, Good pole balance. Therefore, the light
なお、露光装置がステップ・アンド・スキャン方式を採用する、いわゆるスキャナーである場合、一般的に、照明範囲は、スリット形状であり、特に走査方向(Y軸方向)については狭い。照明範囲が狭いと、有効光源の分布の像高間差も小さく、さらに走査による平均化効果もある。そのため、本発明をスキャナーに適用する場合には、走査方向の像高間調整よりもX軸方向の像高間調整を行う方が、改善効果は大きい。また、さらに精度良く調整を行うために、1つの微小レンズに対してLED素子をX軸方向とY軸方向とに2次元的に構成してもよい。この構成は、露光装置がステップ・アンド・リピート方式を採用する、いわゆるステッパーである場合において特に有効である。以上、調整対象をポールバランスとする例で説明したが、像高ごとの有効光源の形状、像高ごとの大きさ、または光量の重心位置などとしても、同様に調整可能である。 When the exposure apparatus is a so-called scanner that adopts a step-and-scan method, the illumination range is generally a slit shape, and is particularly narrow in the scanning direction (Y-axis direction). When the illumination range is narrow, the difference in image height of the distribution of effective light sources is small, and there is also an averaging effect by scanning. Therefore, when the present invention is applied to a scanner, the improvement effect is greater when the image height adjustment in the X-axis direction is performed than the image height adjustment in the scanning direction. Further, in order to perform adjustment with higher accuracy, the LED element may be two-dimensionally configured in the X-axis direction and the Y-axis direction with respect to one minute lens. This configuration is particularly effective when the exposure apparatus is a so-called stepper that employs a step-and-repeat method. As described above, the example in which the adjustment target is pole balance has been described. However, it is possible to similarly adjust the shape of the effective light source for each image height, the size for each image height, or the barycentric position of the light amount.
次に、ウエハ面における照度分布の計測方法について説明する。制御部10が、レチクルRを光路上から外した状態で光源1に光を照射させ、ウエハステージ13を適宜移動させてディテクター11を照明光学系8の照明領域の範囲内で移動させることで、ウエハ面上の各点の照度に応じた光量がディテクター11に投影される。そして、制御部10は、ウエハWの像高に応じたディテクター11の出力の総和等の変化から、ウエハ面における照度分布を得ることができる。
Next, a method for measuring the illuminance distribution on the wafer surface will be described. The
次に、有効光源の計測方法について説明する。まず、光量制御部14が、レチクルRを光路上から外した状態で光源1に光を照射させ、視野絞り4を駆動させて計測したいウエハ面上の位置に対応する微小な開口を設定し、ディテクター11をウエハ面から光軸方向にデフォーカスして配置させる方法がある。この方法では、視野絞り4で形状が制限された露光光のみがウエハ面で一旦結像し、角度を反映させたままディテクター11に入射する。そして、光量制御部14は、ウエハステージ13に対し、受光面の上部にピンホールを有するディテクター11を例えば2次元マトリクス状に拡がっている範囲で水平移動させることにより、ディテクター11に対し、受光面に入射する光の強度を計測させる。これにより、光量制御部14は、露光光の角度分布、すなわち有効光源を計測することができる。なお、視野絞り4と共役な位置に微小開口を設けることで、同様の計測が可能である。例えば、視野絞り4を開放した状態で、Crパターンなどにより微小開口を形成した有効光源計測専用のレチクル、または、装置内に構成される専用のプレートを配置することが考えられる。または、ディテクター11として照度計に換えて2次元CCDを用いることで、ディテクター11が水平移動することなく一括して有効光源を計測するものとしてもよい。
Next, an effective light source measurement method will be described. First, the light
このように、露光装置100は、有効光源の分布特性を像高ごとに調整するので、照明モードの切り替えや照明光学系8内の光学系の透過率分布が経時変化するなどして調整対象が変わる場合でも、所望の有効光源となるよう高精度に調整することができる。また、露光装置100は、このように調整対象が変わる場合に合わせた複数の調整手段を別途準備する必要もない。
As described above, since the
以上のように、本実施形態によれば、有効光源の分布特性を像高ごとに個別かつ簡便に調整する露光装置を提供することができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide an exposure apparatus that adjusts the distribution characteristics of the effective light source individually and simply for each image height.
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る露光装置について説明する。本実施形態に係る露光装置の特徴は、第1実施形態に係る露光装置100で例示した複数のLED素子を含む光源1に換えて、レーザー光源を用いて有効光源を調整する点にある。
(Second Embodiment)
Next, an exposure apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described. The feature of the exposure apparatus according to the present embodiment is that an effective light source is adjusted using a laser light source instead of the
図6は、本実施形態に係る露光装置200の構成を示す概略図である。なお、露光装置200において、第1実施形態に係る露光装置100と同一構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。露光装置200は、第1実施形態における光源1に換えて、レーザー光源21と、光分布形成手段19と、第3結像レンズ17と、偏向ミラー20と、第4結像レンズ18とを備える。
FIG. 6 is a schematic view showing the arrangement of the
レーザー光源21は、例えば、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、波長約157nmのF2エキシマレーザーや、YAGレーザーを使用する光源であり、その個数も限定されるものではない。なお、レーザー光源21からの平行光の断面形状の寸法の縦横比率を所望の値に変換してビーム形状を所望のものに成形する整形光学系を使用することで、光分布形成手段19を照明するのに必要な大きさを持つ光束を形成させるものとしてもよい。また、コヒーレントなレーザー光束をインコヒーレント化するインコヒーレント化光学系を使用するものとしてもよい。
The
光分布形成手段19は、例えば、多光源形成手段2の入射面と共役な位置に配置され、複数の極微小な反射型の駆動エレメントを2次元的に配列し、各エレメントが個別に駆動可能な、Digital Micromirror Device(DMD)である。そして、オン設定とされた駆動エレメントは、入射した光が多光源形成手段2に結像する方向へ反射するように反射面を駆動する。一方、オフ設定とされた駆動エレメントは、入射した光が多光源形成手段2に到達しない方向へ反射するように反射面を駆動する。本実施形態においても、例えば、第1実施形態で例示したようにX軸方向の3つの像高を個別に調整させるためには、光分布形成手段19において、1つの微小レンズに対して3つの駆動エレメントがX軸方向に対応するように構成しておく。そして、駆動エレメントごとに微小レンズ内の光量を変える場合には、光量制御部14は、時間的に駆動エレメントのオン・オフを切り替えることで、任意の光強度に設定が可能である。
For example, the light
このような本実施形態の構成によっても、第1実施形態と同様の効果を奏する。 Such a configuration of the present embodiment also provides the same effects as those of the first embodiment.
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態に係る露光装置について説明する。本実施形態に係る露光装置の特徴は、第2実施形態に係る露光装置200と同様にレーザー光源21を用いるものであるが、光分布形成手段として、DMDに換えて透過型の液晶デバイスを用いて有効光源を調整する点にある。
(Third embodiment)
Next, an exposure apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described. A feature of the exposure apparatus according to this embodiment is that the
図7は、本実施形態に係る露光装置300の構成を示す概略図である。なお、露光装置300において、第2実施形態に係る露光装置200と同一構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。露光装置300は、第2実施形態における光分布形成手段19(第1の光分布形成手段)、第3結像レンズ17、偏向ミラー20および第4結像レンズ18に換えて、第2の光分布形成手段22を備える。第2の光分布形成手段22は、例えば、多光源形成手段2の入射面と共役な位置に配置される透過率可変の液晶デバイスである。この液晶デバイス内で分割された極微細エレメントは、透過率を可変とする濃度フィルタで構成されている。本実施形態によっても、第1実施形態と同様の効果を奏する。
FIG. 7 is a schematic view showing the arrangement of the
(物品の製造方法)
本発明の実施形態にかかる物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品の製造方法は、基板に塗布された感光剤に上記の露光装置を用いて潜像パターンを形成する工程(基板を露光する工程)と、かかる工程で潜像パターンが形成された基板を現像する工程とを含む。さらに、かかる製造方法は、他の周知の工程(酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等)を含む。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも1つにおいて有利である。
(Product manufacturing method)
The method for manufacturing an article according to an embodiment of the present invention is suitable, for example, for manufacturing an article such as a microdevice such as a semiconductor device or an element having a fine structure. In the method for manufacturing an article according to the present embodiment, a latent image pattern is formed on the photosensitive agent applied to the substrate using the above-described exposure apparatus (a step of exposing the substrate), and the latent image pattern is formed in this step. Developing the substrate. Further, the manufacturing method includes other well-known steps (oxidation, film formation, vapor deposition, doping, planarization, etching, resist stripping, dicing, bonding, packaging, and the like). The method for manufacturing an article according to the present embodiment is advantageous in at least one of the performance, quality, productivity, and production cost of the article as compared with the conventional method.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.
1 光源
2 多光源形成手段
8 照明光学系
10 制御部
100 露光装置
DESCRIPTION OF
Claims (7)
複数のレンズを用いて複数の2次光源をそれぞれ形成する多光源形成手段を有し、前記複数の2次光源からの光で前記原版を照明する照明光学系と、
前記複数のレンズの各レンズにおける複数領域に前記光を入射させる光源と、
前記光源から前記複数領域の各領域に入射させる前記光の光量を個別に調整する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記基板上の少なくとも2つの位置における有効光源が異なるように、前記複数領域の前記各領域に入射させる前記光の前記光量を個別に調整することを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus that exposes a pattern of an original on a substrate,
An illumination optical system that has multi-light source forming means for forming a plurality of secondary light sources using a plurality of lenses, and that illuminates the original with light from the plurality of secondary light sources;
A light source that causes the light to enter a plurality of regions in each lens of the plurality of lenses;
A controller that individually adjusts the amount of light incident on each of the plurality of regions from the light source,
The exposure apparatus, wherein the control unit individually adjusts the light amount of the light incident on each of the plurality of regions so that effective light sources at at least two positions on the substrate are different.
前記1つのレンズの前記複数領域に入射する光は、該複数領域の各領域に個別に対応する複数の前記LEDまたは前記LDからそれぞれ照射される、
ことを特徴とする請求項1に記載の露光装置。 The light source is a plurality of LEDs or LDs arranged in the irradiation direction of the light,
The light incident on the plurality of regions of the one lens is irradiated from the plurality of LEDs or the LD individually corresponding to the regions of the plurality of regions, respectively.
The exposure apparatus according to claim 1, wherein:
前記光源は、レーザー光源である、
ことを特徴とする請求項1に記載の露光装置。 A plurality of elements are arranged, and comprises a light distribution forming means that makes the light distribution variable by individually controlling the plurality of elements,
The light source is a laser light source;
The exposure apparatus according to claim 1, wherein:
前記1つのレンズの前記複数領域に入射する光は、該複数領域の各領域に個別に対応した複数の前記エレメントでそれぞれ反射される、
ことを特徴とする請求項3に記載の露光装置。 The light distribution forming means drives the elements individually,
The light incident on the plurality of regions of the one lens is respectively reflected by the plurality of elements individually corresponding to the regions of the plurality of regions.
The exposure apparatus according to claim 3, wherein:
前記1つのレンズの前記複数領域に入射する光は、該複数領域の各領域に個別に対応した複数の前記濃度フィルタをそれぞれ透過する、
ことを特徴とする請求項3に記載の露光装置。 The light distribution forming means is a liquid crystal device having a density filter that individually varies the transmittance as the element,
The light incident on the plurality of regions of the one lens is transmitted through the plurality of density filters individually corresponding to the regions of the plurality of regions,
The exposure apparatus according to claim 3, wherein:
前記工程で露光された前記基板を現像する工程と、を含むことを特徴とする物品の製造方法。
A step of exposing the substrate using the exposure apparatus according to claim 1;
And developing the substrate exposed in the step.
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