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技術 露光ユニット、露光装置、露光システム、露光方法、およびデバイス製造方法

出願人 株式会社ニコン
発明者 長山匡
出願日 2008年1月16日 (12年10ヶ月経過) 出願番号 2008-007189
公開日 2009年7月30日 (11年3ヶ月経過) 公開番号 2009-170662
状態 未査定
技術分野 半導体の露光(電子、イオン線露光を除く) ホトレジスト感材への露光・位置合せ 半導体の露光(電子、イオン線露光を除く)
主要キーワード 気体吹付 残留液滴 略点対称 多軸型 液体除去装置 検査用光源 外周縁近傍 液体除去
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課題

基板上に残留する液体による悪影響を防止する。

解決手段

液体Lqを介して基板W上の第1領域Sh1を露光光EL1で露光する第1光学系を備えた露光装置1とともに使用される露光ユニット2であって、基板W上の第1領域Sh1とは異なる第2領域Sh2に露光光EL2で露光する第2光学系21と、前記第1光学系と第2光学系21との間で基板Wを搬送する搬送装置3による基板Wの搬送経路内に設けられ、前記第1光学系による第1領域Sh1に対する露光処理が行われた基板W上の少なくとも第2領域Sh2を含む部分から液体を除去する液体除去装置4とを備えて構成される。

概要

背景

半導体素子薄膜磁気ヘッド、その他のマイクロデバイスを製造するためのフォトリソグラフィ工程においては、転写すべきパターンデバイスパターン)が形成されたレチクルまたはマスク(以下、これらをレチクルと総称する)を介した光で、フォトレジスト感光性材料)が塗布されたウエハ等の基板感光性基板)を露光する露光装置が用いられる。露光装置は、光源照明光学系投影光学系、ステージ等を備え、基板が載置されたステージをステップ移動しつつ、露光を繰り返し実施することにより、基板上に配列的に設定される複数のショット領域にレチクルのパターンの像が転写される。

各ショット領域に対する露光方式としては、レチクルおよび基板を静止させた状態で一括露光する静止露光型と、レチクルおよび基板を同期的に相対移動させつつ逐次露光する走査露光型とがある。

また、近時においては、露光波長を実質的に短くし、かつ空気中に比べて焦点深度を大きく(広く)するため、液浸法を利用した液浸型の露光装置が実用化されている。液浸型の露光装置は、投影光学系の下面と基板表面との間を水または有機溶媒等の液体局所的に満たした状態で露光する装置である。液体は供給ノズルから投影光学系と基板との間に供給され、回収ノズルによって回収されるようになっている。

ところで、フォトリソグラフィ工程の後の工程で行われる化学的機械的研磨(CMP:Cemical Mechanical Polishing)処理において、1枚の基板上で、デバイスパターンの全体を含むショット領域(以下、通常ショット領域という)が配置される領域と、その外側であって、通常ショット領域の全体を包含することができない基板の外周縁の近傍部分(エッジ部)、即ちパターンの露光転写が行われない領域との間に段差が生じるという不具合が生じている。

この不具合は、当該外周縁近傍部分にも、通常ショット領域内に転写されるパターンと同一または該パターンと同程度の密度のパターンを転写することによって、緩和することが可能である。

このため、当該外周縁近傍部分にもショット領域を設定して、露光処理を施すことが行われている。このショット領域は、通常ショット領域とは異なり、その一部が欠けたショット領域であることから「欠けショット領域」、あるいは基板のエッジを含んだショット領域であることから「エッジショット領域」等と呼ばれることがある。

なお、欠けショット領域は、デバイスパターンの全体を含むことができないため、パターンの転写は行うけれども、一般には、製品として用いられることはない領域である。

このような欠けショット領域に対する露光処理は、従来は、通常ショット領域の露光処理と同じ工程において、単一の露光装置によって行われていたが、欠けショット領域を露光処理する分だけ、1枚の基板を処理するための時間が長くなり、スループット(単位時間あたりの処理量)を低下させていた。

このため、通常ショット領域を露光処理する露光ユニットと、これとは独立した、欠けショット領域を露光処理する露光ユニットと、基板をそれぞれ保持可能な2つのステージとを備え(即ち実質的に2台の露光装置を備え)、並行的に露光処理するようにした技術が提案されている(下記特許文献1参照)。

また、欠けショット領域の露光処理には通常ショット領域ほどの高精度が要求されないため、この特許文献1には、通常ショット領域の露光処理よりも欠けショット領域の露光処理の露光条件を緩和すること、あるいは通常ショット領域の露光処理は液浸方式で行い、欠けショット領域の露光処理は液体を介在させずに露光するドライ方式で行うこと等も開示されている。

このように液浸露光方式で通常ショット領域に対する露光処理を行った後に、ドライ方式で欠けショット領域に対する露光処理を行うことは、コストの上昇を抑制しつつスループットの向上を図ることができる点で、優れた技術である。

しかしながら、液浸露光後には、基板上に当該液体に係る液滴が残留している場合があり、その状態で、欠けショット領域に対する露光処理を実施した場合には、所望のパターンを露光転写することができない場合があるとともに、欠けショット領域の露光処理時周辺装置に悪影響(各種の計測系計測誤差や錆等の発生等)を与えるおそれがあるという問題があった。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、基板上の第1領域に対する露光処理の後に、基板上の該第1領域とは異なる第2領域に露光処理を実施する際に、基板上に残留する液体による悪影響を防止することを目的とする。
国際公開WO2004/053951号パンフレット

概要

基板上に残留する液体による悪影響を防止する。液体Lqを介して基板W上の第1領域Sh1を露光光EL1で露光する第1光学系を備えた露光装置1とともに使用される露光ユニット2であって、基板W上の第1領域Sh1とは異なる第2領域Sh2に露光光EL2で露光する第2光学系21と、前記第1光学系と第2光学系21との間で基板Wを搬送する搬送装置3による基板Wの搬送経路内に設けられ、前記第1光学系による第1領域Sh1に対する露光処理が行われた基板W上の少なくとも第2領域Sh2を含む部分から液体を除去する液体除去装置4とを備えて構成される。

目的

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、基板上の第1領域に対する露光処理の後に、基板上の該第1領域とは異なる第2領域に露光処理を実施する際に、基板上に残留する液体による悪影響を防止することを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

液体を介して基板上の第1領域を第1露光光露光する第1光学系を備えた露光装置とともに使用される露光ユニットであって、前記基板上の前記第1領域とは異なる第2領域に第2露光光で露光する第2光学系と、前記第1光学系と前記第2光学系との間で前記基板を搬送する搬送装置による前記基板の搬送経路内に設けられ、前記第1光学系による前記第1領域に対する露光処理が行われた前記基板上の少なくとも前記第2領域を含む部分から液体を除去する液体除去装置と、を備えることを特徴とする露光ユニット。

請求項2

前記搬送装置による前記搬送経路内に設けられ、前記基板上の少なくとも前記第2領域を含む部分への前記液体の残留付着を検出する検査装置を、更に備えることを特徴とする請求項1に記載の露光ユニット。

請求項3

前記第1領域は前記基板のエッジ部を含まない内側の領域であり、前記第2領域は前記基板の前記エッジ部を含む外側の領域であることを特徴とする請求項1または2に記載の露光ユニット。

請求項4

前記第2光学系は、ラインパターン所定ピッチで形成されたラインアンドスペースパターンを露光することを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の露光ユニット。

請求項5

前記第2光学系は、該第2光学系と前記基板との間に存在する気体を介して前記第2領域を露光することを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の露光ユニット。

請求項6

前記液体除去装置は、前記第1光学系による前記第1領域に対する露光処理が行われた前記基板上の少なくとも前記第2領域を含む前記部分に気体を吹き付ける気体吹付装置を備えることを特徴とする請求項5に記載の露光ユニット。

請求項7

基板上の複数の領域を露光する露光装置において、前記基板を保持して2次元平面内を移動可能な基板保持可動体と、前記基板を保持する保持機構と、前記保持機構から前記基板保持可動体に前記基板を移動する搬送装置と、請求項1〜6の何れか一項に記載の露光ユニットと、を備えることを特徴とする露光装置。

請求項8

基板上の第1領域を第1露光光で露光する第1光学系を備えた露光装置と、前記基板上の前記第1領域とは異なる第2領域を露光するための請求項1〜6の何れか一項に記載の露光ユニットとを備えることを特徴とする露光システム

請求項9

液体を介して、基板上の第1領域を第1露光光で露光する第1露光工程と、前記第1露光工程の後、前記基板上の前記第1領域とは異なる第2領域を少なくとも含む部分から液体を除去する液体除去工程と、前記液体除去工程の後、前記基板上の前記第2領域を第2露光光で露光する第2露光工程と、を含むことを特徴とする露光方法

請求項10

前記液体除去工程の後であって、前記第2露光工程の実施前に、前記基板上の前記第2領域を少なくとも含む部分への前記液体の残留付着を検出する検査工程を、更に含むことを特徴とする請求項9に記載の露光方法。

請求項11

前記第2露光工程では、前記第2光学系と前記基板との間に存在する気体を介して前記第2領域を露光することを特徴とする請求項9または10に記載の露光方法。

請求項12

前記液体除去行程は、前記露光装置による前記第1領域に対する露光処理が行われた前記基板上の少なくとも前記第2領域を含む前記部分に気体を吹き付ける気体吹付工程を備えることを特徴とする請求項11に記載の露光方法。

請求項13

デバイスの製造方法であって、感光性基板を準備する工程と;請求項9〜12の何れか一項に記載の露光方法を用い、前記感光性基板上の前記第1および第2領域にそれぞれ所定のパターンを露光する工程と;露光された前記感光性基板を現像し、前記露光されたパターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成する工程と;前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工する工程と;を備えることを特徴とするデバイス製造方法

技術分野

0001

本発明は、基板露光光露光する露光ユニット、該露光ユニットを備える露光装置および露光システム露光方法、並びに該露光方法を用いるデバイスの製造方法に関する。

背景技術

0002

半導体素子薄膜磁気ヘッド、その他のマイクロデバイスを製造するためのフォトリソグラフィ工程においては、転写すべきパターンデバイスパターン)が形成されたレチクルまたはマスク(以下、これらをレチクルと総称する)を介した光で、フォトレジスト感光性材料)が塗布されたウエハ等の基板(感光性基板)を露光する露光装置が用いられる。露光装置は、光源照明光学系投影光学系、ステージ等を備え、基板が載置されたステージをステップ移動しつつ、露光を繰り返し実施することにより、基板上に配列的に設定される複数のショット領域にレチクルのパターンの像が転写される。

0003

各ショット領域に対する露光方式としては、レチクルおよび基板を静止させた状態で一括露光する静止露光型と、レチクルおよび基板を同期的に相対移動させつつ逐次露光する走査露光型とがある。

0004

また、近時においては、露光波長を実質的に短くし、かつ空気中に比べて焦点深度を大きく(広く)するため、液浸法を利用した液浸型の露光装置が実用化されている。液浸型の露光装置は、投影光学系の下面と基板表面との間を水または有機溶媒等の液体局所的に満たした状態で露光する装置である。液体は供給ノズルから投影光学系と基板との間に供給され、回収ノズルによって回収されるようになっている。

0005

ところで、フォトリソグラフィ工程の後の工程で行われる化学的機械的研磨(CMP:Cemical Mechanical Polishing)処理において、1枚の基板上で、デバイスパターンの全体を含むショット領域(以下、通常ショット領域という)が配置される領域と、その外側であって、通常ショット領域の全体を包含することができない基板の外周縁の近傍部分(エッジ部)、即ちパターンの露光転写が行われない領域との間に段差が生じるという不具合が生じている。

0006

この不具合は、当該外周縁近傍部分にも、通常ショット領域内に転写されるパターンと同一または該パターンと同程度の密度のパターンを転写することによって、緩和することが可能である。

0007

このため、当該外周縁近傍部分にもショット領域を設定して、露光処理を施すことが行われている。このショット領域は、通常ショット領域とは異なり、その一部が欠けたショット領域であることから「欠けショット領域」、あるいは基板のエッジを含んだショット領域であることから「エッジショット領域」等と呼ばれることがある。

0008

なお、欠けショット領域は、デバイスパターンの全体を含むことができないため、パターンの転写は行うけれども、一般には、製品として用いられることはない領域である。

0009

このような欠けショット領域に対する露光処理は、従来は、通常ショット領域の露光処理と同じ工程において、単一の露光装置によって行われていたが、欠けショット領域を露光処理する分だけ、1枚の基板を処理するための時間が長くなり、スループット(単位時間あたりの処理量)を低下させていた。

0010

このため、通常ショット領域を露光処理する露光ユニットと、これとは独立した、欠けショット領域を露光処理する露光ユニットと、基板をそれぞれ保持可能な2つのステージとを備え(即ち実質的に2台の露光装置を備え)、並行的に露光処理するようにした技術が提案されている(下記特許文献1参照)。

0011

また、欠けショット領域の露光処理には通常ショット領域ほどの高精度が要求されないため、この特許文献1には、通常ショット領域の露光処理よりも欠けショット領域の露光処理の露光条件を緩和すること、あるいは通常ショット領域の露光処理は液浸方式で行い、欠けショット領域の露光処理は液体を介在させずに露光するドライ方式で行うこと等も開示されている。

0012

このように液浸露光方式で通常ショット領域に対する露光処理を行った後に、ドライ方式で欠けショット領域に対する露光処理を行うことは、コストの上昇を抑制しつつスループットの向上を図ることができる点で、優れた技術である。

0013

しかしながら、液浸露光後には、基板上に当該液体に係る液滴が残留している場合があり、その状態で、欠けショット領域に対する露光処理を実施した場合には、所望のパターンを露光転写することができない場合があるとともに、欠けショット領域の露光処理時周辺装置に悪影響(各種の計測系計測誤差や錆等の発生等)を与えるおそれがあるという問題があった。

0014

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、基板上の第1領域に対する露光処理の後に、基板上の該第1領域とは異なる第2領域に露光処理を実施する際に、基板上に残留する液体による悪影響を防止することを目的とする。
国際公開WO2004/053951号パンフレット

課題を解決するための手段

0015

この項の説明では、後述する実施形態を表す図面に示す部材等を示す符号を括弧を付して付記するが、これは単に理解の容易化のためであり、本発明の各構成要件は、これら部材等を示す符号を付した図面に示す部材等に限定されるものではない。

0016

本発明の第1の観点によると、液体を介して基板(W)上の第1領域(Sh1)を第1露光光(EL1)で露光する第1光学系を備えた露光装置(1)とともに使用される露光ユニット(2)であって、前記基板上の前記第1領域とは異なる第2領域(Sh2)に第2露光光(EL2)で露光する第2光学系(21)と、前記第1光学系と前記第2光学系との間で前記基板を搬送する搬送装置(3)による前記基板の搬送経路内に設けられ、前記第1光学系による前記第1領域に対する露光処理が行われた前記基板上の少なくとも前記第2領域を含む部分から液体を除去する液体除去装置(4)とを備える露光ユニットが提供される。

0017

本発明の第2の観点によると、基板(W)上の複数の領域(Sh)を露光する露光装置において、前記基板を保持して2次元平面内を移動可能な基板保持可動体(WT1,WT2)と、前記基板を保持する保持機構(WH1,WH2)と、前記保持機構から前記基板保持可動体に前記基板を移動する搬送装置(3)と、上述の本発明の第1の観点に係る露光ユニット(2)とを備える露光装置が提供される。

0018

本発明の第3の観点によると、基板(W)上の第1領域(Sh1)を第1露光光(EL1)で露光する第1光学系を備えた露光装置(1)と、前記基板上の前記第1領域とは異なる第2領域(Sh2)を露光するための上述の本発明の第1の観点に係る露光ユニット(2)とを備える露光システムが提供される。

0019

本発明の第4の観点によると、液体を介して、基板(W)上の第1領域(Sh1)を第1露光光(EL1)で露光する第1露光工程と、前記第1露光工程の後、前記基板上の前記第1領域とは異なる第2領域(Sh2)を少なくとも含む部分から液体を除去する液体除去工程と、前記液体除去工程の後、前記基板上の前記第2領域を第2露光光(EL2)で露光する第2露光工程とを含む露光方法が提供される。

0020

本発明の第5の観点によると、デバイスの製造方法であって、感光性基板(W)を準備する工程(S12)と、上述の本発明の第4の観点に係る露光方法を用い、前記感光性基板上の前記第1および第2領域(Sh1,Sh2)にそれぞれ所定のパターンを露光する工程(S13)と、露光された前記感光性基板を現像し、前記露光されたパターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成する工程(S13)と、前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工する工程(S13)とを備えるデバイス製造方法が提供される。

発明の効果

0021

本発明では、液体除去装置または液体除去工程を設けて、基板上の第1領域に対する露光処理の後に、基板上の該第1領域とは異なる第2領域に対する露光処理の前に、基板上の少なくとも第2領域を含む部分から液体を除去するようにしたので、該第2領域を露光処理する際に、基板上に残留する液体による悪影響を防止することができるという効果がある。

発明を実施するための最良の形態

0022

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

0023

[露光システム]
図1は本発明の実施形態に係る露光システムの全体構成の概略を模式的に示した図である。この露光システムは、フォトレジスト(感光性材料)が塗布された感光性基板としてのウエハW上の第1領域を第1露光光EL1で露光する第1光学系を備えた第1露光装置1と、この第1露光装置1とともに使用される露光装置(または露光ユニット)として、ウエハW上の前記第1領域とは異なる第2領域を第2露光光EL2で露光する第2光学系21を備えた第2露光装置2と、第1露光装置1(第1光学系)と第2露光装置2(第2光学系21)との間でウエハWを搬送するウエハ搬送ユニット(搬送装置)3とを備えて構成されている。

0024

また、ウエハ搬送ユニット3によるウエハWの搬送経路内には、第1露光装置1の第1光学系による前記第1領域に対する露光処理が行われたウエハW上の少なくとも前記第2領域を含む部分から液体を除去する液体除去ユニット(液体除去装置)4が設けられている。

0025

なお、以下の説明においては、図1に示されたXYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。XYZ直交座標系は、Y軸が紙面に対して垂直となる方向に設定され、X軸及びZ軸が紙面に対して平行となるように設定されている。図中のXYZ直交座標系は、実際にはXY平面が水平面に平行な面に設定され、Z軸が鉛直上方向に設定される。

0026

この実施形態においては、図2に示されているように、ウエハW上には、複数の矩形状のショット領域Shが配列的に設定されている。

0027

これらのショット領域Shのうち、図2中、実線で表示されているように、転写すべきパターン(レチクルに形成されたパターンの投影像)の全体が転写されるものを通常ショット領域Sh1という。

0028

また、図2中、点線で表示で表示されているように、その一部がウエハWの外周縁(エッジ)Eまたはその近傍に位置しているために、該パターンの一部が欠けたあるいは十分な精度を得られない状態で転写されるものを欠けショット領域Sh2という。

0029

隣接するショット領域Sh間には、所定幅スクライブラインが配置され、スクライブライン上にはアライメントマーク等が配置されることが多い。

0030

なお、欠けショット領域は、パターンの全体を含んでいないか、またはその一部が十分な精度となっていないことが多いため、パターンの転写は行うけれども、一般には、製品(デバイス)として用いられることはない領域である。

0031

また、この実施形態においては、第1露光装置1(第1光学系)によって露光処理されるウエハW上の第1領域は通常ショット領域Sh1であるものとし、第2露光装置2(第2光学系21)によって露光処理されるウエハW上の第2領域は欠けショット領域Sh2であるものとする。

0032

[第1露光装置]
この実施形態の第1露光装置1は、液体を介して通常ショット領域Sh1を露光する液浸型の露光装置である。また、この第1露光装置1は、投影光学系PLに対してレチクルR1を移動するレチクルステージ(不図示)とウエハWを移動するウエハステージWS1のウエハテーブルWT1とを同期移動(走査)させつつ、レチクルR1に形成されたパターンの像をウエハW上の通常ショット領域Sh1に逐次転写するステップアンドスキャン方式の露光装置である。

0033

但し、第1露光装置1は、レチクルRとウエハWとを静止させた状態で、ウエハWの通常ショット領域Sh1にレチクルR1に形成されたパターンの像を一括的に転写するステップ・アンド・リピート方式の露光装置であってもよい。

0034

第1光学系は、投影光学系PLの他、光源および照明光学系(何れも不図示)等を備えて構成されている。

0035

照明光学系は、ArFエキシマレーザ光源(波長193nm)等の光源から射出されるレーザ光の断面形状をスキャン(走査)方向に直交する方向に伸びスリット状に整形するとともに、その照度分布を均一化して露光光EL1として射出する。

0036

なお、本実施形態では、光源は、ArFエキシマレーザであるものとするが、これに限られず、g線(波長436nm)、i線(波長365nm)を射出する超高圧水銀ランプ、またはKrFエキシマレーザ(波長248nm)、F2レーザ(波長157nm)、その他の光源を用いることができる。

0037

レチクルR1は、不図示のレチクルステージ上に吸着保持されており、レチクルステージの位置は、不図示のレーザ干渉計によって計測される。

0038

レチクルR1の位置決めは、レチクルステージを投影光学系PLの光軸方向(Z軸方向)と垂直な平面(XY平面)内で並進移動させるとともに、Z軸回り微小回転させる不図示のレチクル駆動装置によって行われる。このレチクル駆動装置は、レチクルR1のパターンの像をウエハW上に転写する際には、レチクルステージを一定速度で所定のスキャン方向に走査する。

0039

レチクルステージの上方には、レチクルR1の周辺に複数形成されたレチクルアライメント用のマーク光電検出する一対のアライメント系(不図示)がスキャン方向に沿ってそれぞれ設けられている。

0040

レンズ等の複数の光学素子を有する投影光学系PLの下方には、ウエハステージWS1が設けられている。ウエハステージWS1は、基板保持可動体としてのウエハテーブルWT1と、ウエハテーブルWT1をXY平面内で2次元移動するとともに、Z軸方向に微小移動させる駆動装置とを備えている。

0041

ウエハテーブルWT1には、ウエハWを着脱可能に真空吸着する保持機構としてのウエハホルダWH1が設けられており、露光対象としてのウエハWはウエハホルダWH1に載置され、吸着固定される。

0042

ウエハテーブルWT1のXおよびY軸方向の位置は、不図示のレーザ干渉計によって計測される。ウエハテーブルWT1のZ軸方向の位置は、後述するオートフォーカス機構AF機構)が備えるAFセンサ面位置検出装置)によって計測される。

0043

また、図1では図示を省略しているが、ウエハホルダWH1の中央部には、上下方向(Z軸方向)に上下動可能な不図示のセンタテーブルが設けられている。センタテーブルは、ウエハWの裏面を真空吸着する吸着口を備え、ウエハステージWS1(ウエハホルダWH1)に対するウエハWの搬出入を行うための上下動機構であり、第2露光装置2へウエハWを搬送するためのウエハ搬送ユニット3との間で、またはこの露光システムに隣接して、ウエハWにフォトレジストを塗布するコータ塗布装置)および/またはウエハW上に露光転写されたパターンを現像するデベロッパ現像装置)(以下、コータ/デベロッパという)等が設置されている場合には、該コータ/デベロッパ等が備える搬送ユニットとの間でウエハWの受け渡しを行う。

0044

投影光学系PLの側方には、ウエハWに形成されたウエハマーク(アライメントマーク)の位置情報を計測するための、オフアクシス型アライメントセンサAS1が設けられている。

0045

アライメントセンサAS1としては、この実施形態では、ウエハW上のレジスト感光させないブロードバンド検出光対象マーク照射し、その対象マークからの反射光により受光面に受光された対象マークの像と、不図示の指標(センサ内に設けられた指標板上の指標マーク)の像とを2次元CCD(Charge Coupled Device)等からなる撮像素子カメラ)で撮像し、それらの撮像信号を出力する画像処理方式のFIA(Field Image Alignment)系のセンサが用いられている。

0046

また、投影光学系PLの近傍には、送光光学系11および受光光学系12を備えるAFセンサ(面位置検出装置)AF1が設けられている。

0047

このAFセンサAF1は、光源からの検出光(複数のスリット光)を被検面としてのウエハWの表面に斜め方向から照射する送光光学系11と、ウエハWの表面での反射光を受光するラインセンサ等からなる検出器を有する受光光学系12とを備え、該検出器の出力に基づいて、ウエハWのZ軸方向の位置を検出する装置である。

0048

この検出結果に基づいて、上述したウエハテーブルWT1がZ軸方向に駆動され、ウエハWの表面が投影光学系PLの像面に正確に位置合わせされる。

0049

なお、ウエハステージWS1のウエハテーブルWT1上には、各種センサキャリブレーションベースライン量の計測等に用いられる不図示の基準板が取り付けられている。基準板の表面には、レチクルR1のマークとともにアライメント系で検出可能な基準マークフィジューシャルマーク)やその他のマークが形成されている。ここで、ベースライン量とは、ウエハW上に投影されるレチクルR1のパターン像基準位置(例えば、パターン像の中心)とアライメントセンサAS1の視野中心との距離を示す量である。

0050

この第1露光装置1は、液浸型であるため、投影光学系PLの像面側(ウエハW側)の先端部近傍には、図示は省略しているが、液浸機構を構成する液体供給ノズルと、これと対向するように液体回収ノズルとが設けられている。液体供給ノズルは、液体供給装置供給管を介して接続されており、液体回収ノズルには、液体回収装置に接続された回収管が接続されている。

0051

液体としては、一例として、ArFエキシマレーザ光(波長193nm)が透過する超純水が用いられる。

0052

ArFエキシマレーザ光に対する水の屈折率nは、ほぼ1.44である。この水の中では、露光光EL1の波長は、193nm×1/n=約134nmに短波長化される。不図示の制御装置が、液体供給装置および液体回収装置を適宜に制御して、液体供給ノズルから液体(純水)を供給するとともに、液体回収ノズルから液体を回収することにより、投影光学系PLとウエハWとの間に、一定量の液体Lqが保持される。なお、この液体Lqは露光中は常に入れ替わっている。

0053

ウエハW上の露光すべき全ての通常ショット領域Sh1に対する露光処理が終了すると、液体の供給が停止され、ウエハW上の液体が回収された後に、ウエハテーブルWT1が所定の受渡位置に移動され、該受渡位置において、ウエハWは後述するウエハ搬送ユニット3に受け渡される(搬出される)。

0054

[ウエハ搬送ユニット]
ウエハ搬送ユニット3は、第1アーム部31、第2アーム部32、ハンド部33およびロボット本体34を有する多関節型搬送ロボットを備えて構成されている。

0055

第1アーム部31はその一端がロボット本体34に不図示のモータによって回転駆動される第1関節35を介して取り付けられ、第2アーム部32はその一端が第1アーム部31の他端に不図示のモータによって回転駆動される第2関節36を介して取り付けられ、ハンド部33は第2アーム部32の他端に不図示のモータによって回転駆動される第3関節37を介して取り付けられている。

0056

ここでは、第1〜第3関節35,36,37は、その回転中心軸がZ軸に略平行となるように設定されているものとするが、Xおよび/またはY軸回りにも回転する多軸型の関節であってもよい。

0057

ハンド部33は例えばXY面内において略U字状に形成され、その上面にはウエハWの裏面を真空吸着するための複数の吸着孔(不図示)が設けられている。

0058

第1〜第3関節35,36,37を適宜に回動させることにより、ウエハWを、第1露光装置1から所定の受渡位置(第1受渡位置)で受け取り、第2露光装置2に所定の受渡位置(第2受渡位置)で渡すことができるようになっている。

0059

また、このウエハ搬送ユニット3は、後述する液体除去ユニット4による液体の除去を実施するための所定の液体除去位置において、ウエハWを位置決めできるようになっている。

0060

なお、第1露光装置1の第1受渡位置と第2露光装置2の第2受渡位置の高さが異なる場合には、例えば、第1関節35をZ軸方向に昇降させる昇降装置をロボット本体34に設ける等により、ウエハWをZ軸方向に移動できるようにすればよい。

0061

また、ウエハ搬送ユニット3は、このような構成のものに限られず、スライダ型のものであってもよいし、他の構成の多関節ロボット等であってもよい。

0062

さらに、ウエハ搬送ユニット3としては、第1露光装置1と第2露光装置2間でウエハWの受け渡しを行う専用の装置であってもよいが、この露光システムに隣接してコータ/デベロッパ等が設置されている場合には、この露光システムと該コータ/デベロッパ等との間でウエハWを受け渡すための搬送ユニットと兼用してもよい。

0063

[液体除去ユニット]
ウエハ搬送ユニット3によるウエハWの搬送経路内には、液体除去ユニット(液体除去装置)4が設けられている。液体除去ユニット4は、液浸型の露光装置である第1露光装置1によって露光処理されたウエハW上に、投影光学系PLとウエハWとの間に供給された液体Lqに係る液滴が残留している場合に、これを除去する装置である。

0064

この液体除去ユニット4は、次工程で行われるウエハW上の欠けショット領域Sh2の第2露光装置2による露光処理に悪影響を与えないため、ウエハW上の少なくとも欠けショット領域Sh2を含む領域から残留する液体を除去するものである。

0065

但し、残留液体蒸発等によって、第2露光装置2において、各種の計測に誤差を生じたり、錆の発生等の問題をも解消する観点からは、ウエハW上の通常ショット領域Sh1および欠けショット領域Sh2を含む全体から残留液体を除去するように構成することが好ましい。

0066

液体除去ユニット4としては、ウエハ搬送ユニット3によるウエハWの搬送経路内の液体除去位置に位置決めされたウエハWの表面(パターン形成面)に圧縮された気体ノズル41から噴射して吹き付ける気体吹付装置を例示することができる。

0067

ノズル41の形状は、特に限定されないが、ウエハWの表面に全体的に一括的に気体を吹き付けるもの、あるいは噴出させた気体の断面形状が細長い略矩形状となるようにウエハWの表面の一部に気体を吹き付けるもの等を用いることができる。

0068

後者の場合には、気体の吹付中にウエハWをウエハ搬送ユニット3によって移動あるいは回転させて、結果としてウエハWの表面の全面に気体を吹き付けるようにする。

0069

ウエハWを移動または回転させるのではなく、静止されたウエハW上でノズル41を移動または回転させるようにしてもよい。ウエハWとノズル41の両者を相対的に移動させてもよい。

0070

ノズル41から噴射させる気体は、この露光システムを収容するチャンバー内の気体(空気、窒素ヘリウム等)と同じものを用いることができる。

0071

この実施形態では、当該チャンバー内は空気であるものとし、このノズル41から噴射する液体除去のための気体も空気であるものとする。

0072

気体の温度は、気体の吹き付けによってウエハWになるべく温度変化を生じさせないようにするため、当該チャンバー内に空調のために供給される気体と同じ温度とすることが好ましい。例えば、当該チャンバー内を空調するために供給する気体を分岐させて、該ノズル41から噴射させるようにできる。当該チャンバー内の気体を循環させるかたちで用いてもよい。

0073

なお、ここでは、ウエハWへの気体の吹き付けは、ウエハ搬送ユニット3のハンド部33にウエハWが吸着保持された状態で、液体除去位置に設定して行うものとするが、この液体除去位置に、上述した第1露光装置1のウエハテーブルWT1に設けられている上述したセンターピンと同様のセンターピンを有する仮置台を設けて、ウエハ搬送ユニット3から一旦この仮置台にウエハWを受け渡し、液体除去および後述する残留液滴検査の後に、再度ウエハ搬送ユニット3のハンド部33に受け渡すようにしてもよい。

0074

ウエハ搬送ユニット3内にウエハWを予備的にアライメントするプリアライメントユニットを設ける場合には、該プリアライメントユニットのテーブル等とこの仮置台を兼用するようにしてもよい。

0075

また、ノズル41からの気体の噴出の方向としては、第1露光装置1または第2露光装置2側に気体吹き付けにより飛散する液滴がなるべく向かわないような方向とすることが好ましい。吹き付けた気体を吸引するノズルや囲い等を別途設けて、該液滴の飛散を防止するようにしてもよい。

0076

検査ユニット
ウエハ搬送ユニット3によるウエハWの搬送経路内には、上述した液体除去ユニット4に隣接して、検査ユニット(検査装置)5が設けられている。この検査ユニット5は、液浸型の露光装置である第1露光装置1によって露光処理されたウエハW上に、投影光学系PLとウエハWとの間に供給された液体Lqに係る液滴が残留しているか否かを検査する装置である。

0077

この検査ユニット5は、次工程で行われるウエハW上の欠けショット領域Sh2の第2露光装置2による露光処理に悪影響を与えないようにするため、ウエハW上の少なくとも欠けショット領域Sh2を含む領域に液滴が残留しているか否かを検査する。

0078

この検査ユニット5による残留液滴の有無の検査は、上述した液体除去ユニット4による液体の除去の後に、更に液滴が残留しているか否かを検査するようにしてもよいし、あるいは液体除去ユニット4による液体の除去の前に、ウエハW上への残留液滴の有無を検査して、残留液滴がある場合に、上述した液体除去ユニット4による液体の除去を実施するようにしてもよい。

0079

なお、液体除去ユニット4による液体の除去の後に残留液滴の有無を検査し、残留液滴が有ると判断された場合には、エラーウエハとして、当該残留液滴の付着しているウエハWを第2露光装置2に渡さないで、他の所定の格納場所に格納するようにしてもよいし、再度液体除去ユニット4による液体の除去を実施するようにしてもよい。

0080

検査ユニット5としては、液体除去位置に設定されたウエハWの表面(パターン形成面)の全体を照明して2次元CCDカメラ等により一度に撮像して画像解析により残留液滴の有無を検査するようにできる。

0081

また、ウエハWの一部をライン状に照明する検査用光源と、ラインセンサにより撮像するようにし、撮像中に、ウエハWをウエハ搬送ユニット3によって移動あるいは回転させて、結果としてウエハWの表面の全面を撮像するようにしてもよい。

0082

ウエハWを移動または回転させるのではなく、静止されたウエハW上で光源およびセンサを移動または回転させるようにしてもよい。ウエハWと光源およびセンサの両者を相対的に移動させてもよい。

0083

検査ユニット5としては、図1に模式的に示されているように、ウエハWの一部をライン状に斜めから照明する光源51と、残留液滴が存在する場合に該残留液滴で回折または散乱した光を1次元CCD等からなるセンサ52で受光する暗視野方式のものを用いるとよい。

0084

なお、ここでは、ウエハWへの残留液滴の付着の有無の検査は、上述した液体除去ユニット4による気体の吹き付けのための液体除去位置で行うようにしているが、これと異なる検査位置で行うようにしてもよい。

0085

この液体除去位置または他の検査位置に、上述した第1露光装置1のウエハテーブルWT1のセンターピンと同様のセンターピンを有する仮置台を設けて、ウエハ搬送ユニット3から一旦この仮置台にウエハWを受け渡し、液体除去の前または後に、残留液滴の有無の検査を行い、再度搬送ユニット3のハンド部33に受け渡すようしてもよいことは、上述した液体除去ユニット4の場合と同様である。

0086

[第2露光装置]
この実施形態の第2露光装置(露光ユニット)2は、液浸方式の第1露光装置1とは異なり、光学系(第2光学系21)とウエハWとの間に存在する気体を介して欠けショット領域Sh2を露光するドライ方式の露光装置である。

0087

また、この第2露光装置2は、投影光学系としての投影レンズ26,28およびレチクルR2等を含む第2光学系21は固定されており、ウエハWをステップ移動させつつ、第2光学系21とウエハWとを静止させた状態で、レチクルR2のパターンの像をウエハW上の各欠けショット領域Sh2に一括的に露光転写するステップ・アンド・リピート方式の露光装置である。

0088

但し、第2露光装置2としては、第2光学系21とウエハWの何れか一方または双方を相対的に移動して、各欠けショット領域Sh2にレチクルR2のパターンの像を逐次転写するステップ・アンド・スキャン方式であってもよい。

0089

第2光学系21は、図3にも示されているように、図外の光源からライトガイド22を介して導入される露光光EL2を、レンズ系23、反射ミラー24、レチクルR2および反射ミラー25を有する照明光学系と、第1投影レンズ系26、反射ミラー27および第2投影レンズ系28を有する投影光学系とを介して、ウエハW上に照射する。

0090

第2露光装置2における露光光EL2の波長は、第1露光装置1における露光光EL1と略同一とすることが好ましい。但し、この第2露光装置2では、デバイス製造には用いられることがない欠けショット領域Sh2を露光するものであるため、第1露光装置1とは異なる波長(長波長)のものを用いてもよい。

0091

なお、本実施形態では、第2露光装置2に用いられる光源は、第1露光装置1と同様にArFエキシマレーザであるものとするが、これに限られず、g線(波長436nm)、i線(波長365nm)を射出する超高圧水銀ランプ、またはKrFエキシマレーザ(波長248nm)、F2レーザ(波長157nm)、その他の光源を用いることができるのは、第1露光装置1の場合と同様である。

0092

レチクルR2には、第1露光装置1によって通常ショット領域Sh1に転写されるレチクルR1のパターンの像(以下、簡単のため第1パターンということがある)と概略同程度のパターン密度となるように所定の間隔(ピッチ)でラインパターンが配置されたライン・アンド・スペースパターンが形成されている。

0093

レチクルR2は、ライン・アンド・スペースパターンのデューティ線幅および配列間隔等)の異なる複数種類のレチクルを準備し、第1パターンのパターン密度との関係で、適宜取り換えて用いるようにしてもよい。

0094

また、これらの複数種類のレチクルを回転レボルバ等に取り付けて、該レボルバを所定角度だけ回転させることによって、適宜なパターンを、第2光学系21の光路上に選択的に配置するようにしてもよい。ここでは、レチクルR2はその位置の微調整が可能な状態で、第2光学系21の筐体に固定されているものとする。

0095

図1に示されているように、第2光学系21の投影光学系(投影レンズ系28)の下方には、ウエハステージWS2が設けられている。ウエハステージWS2は、基板保持可動体としてのウエハテーブルWT2と、ウエハテーブルWT2をXY平面内で2次元移動するとともに、Z軸方向に微小移動させる駆動装置とを備えている。

0096

ウエハテーブルWT2には、ウエハWを着脱可能に真空吸着する保持機構としてのウエハホルダWH2が設けられており、露光対象としてのウエハWはウエハホルダWH2に載置され、吸着固定される。

0097

また、ウエハホルダWH2は、ウエハテーブルWT2上で、360度の範囲で90度毎に位置決め可能に回転させる不図示の回転機構によって支持されている。

0098

ウエハテーブルWT2のXおよびY軸方向の位置は、不図示のレーザ干渉計又はエンコーダによって計測される。ウエハテーブルWT2のZ軸方向の位置は、後述するオートフォーカス機構(AF機構)が備えるAFセンサ(面位置検出装置)によって計測される。

0099

また、図示は省略しているが、ウエハホルダWH2の中央部には、上下方向(Z軸方向)に上下動可能なセンタテーブルが設けられている。センタテーブルは、その先端にウエハWを吸着保持するための吸着口を有し、ウエハステージWS2(ウエハホルダWH2)に対するウエハWの搬出入を行うための上下動機構であり、ウエハ搬送ユニット3との間で、またはこの露光システムに隣接して配置される不図示のコータ/デベロッパ等が備える搬送ユニットとの間でウエハWの受け渡しを行う。

0100

また、図3に示されているように、ウエハW上の所定の2カ所を指向するように、一対のアライメントセンサAS2が設けられている。これらのアライメントセンサAS2は、ウエハWに形成されたウエハマーク(アライメントマーク)の位置情報を計測するための装置である。

0101

アライメントセンサAS2は、図外の光源(検出用光源)からライトガイドA1を介して供給される検出光を、レンズ系A2、反射ミラーA3、ハーフプリズムA4、反射ミラーA5、およびレンズ系A6を介して、ウエハW上のアライメントマークを含む所定の視野領域に照射する送光系と、その反射光をレンズ系A6、反射ミラーA5、ハーフプリズムA4、およびレンズ系A7を介してセンサA8に導入する受光系とを備えて構成されている。

0102

これらのアライメントセンサAS2は、それぞれXおよびY軸方向に可動できるようになっており、計測すべきウエハW上のアライメントマークの位置に応じて、その位置が変更可能となっている。

0103

検出光は、ウエハW上のレジストを感光させないブロードバンドな光である。センサA8は2次元CCD等からなる撮像素子(カメラ)であり、その受光面に結像されるアライメントマークの像を画像処理して、該アライメントマークの位置を検出する。

0104

一対のアライメントセンサAS2の検出結果に基づいて、ウエハWのX,Y軸方向の位置ずれ量(シフト量)およびZ軸回りの回転ずれ量が検出され、ウエハステージWS2が駆動されることによって、該ずれ量が補正される。

0105

なお、ウエハWに形成されたウエハマークの位置情報をアライメントセンサAS2で計測する代わりに、ウエハWの外形(エッジ)を光学的に検出するプリアライメントユニットを用いてウエハWのX,Y軸方向の位置ずれ量およびZ軸回りの回転ずれ量を検出してもよい。このようなプリアライメントユニットは、例えば米国特許第6,225,012号公報や米国特許第6,624,433号公報に開示されている。

0106

第2光学系21の近傍には、AFセンサ(面位置検出装置)AF2が設けられている。このAFセンサAF2としては、第1露光装置1が備えるAFセンサAF1と同様の送光光学系11および受光光学系12を備えるものを用いることができる。

0107

このAFセンサAF2の出力に基づいて、ウエハテーブルWT2がZ軸方向に駆動され、ウエハWの表面が第2光学系21の投影光学系(投影レンズ28)の像面に正確に位置合わせされる。

0108

なお、第2露光装置(露光ユニット)2でウエハWに転写されるパターン像の焦点深度が十分に深い場合には、AFセンサAF2を用いなくてもよい。

0109

ウエハステージWS2のウエハテーブルWT2上には、図4に示されているように、照度ムラセンサD1、照射量センサD2、および空間像計測センサD3等が設けられている。

0110

ここでは、ウエハWがウエハホルダWH2上に載置されているか否かにかかわらず、計測できるように、照度ムラセンサD1および照射量センサD2は、ウエハテーブルWT2上であって、ウエハホルダWH2の外側に設けられている。但し、ウエハWがウエハホルダWH2に載置されていないときに、計測が行われる場合には、ウエハホルダWH2にそれぞれ貫通穴を設け、ウエハテーブルWT2上の該貫通穴に対応する位置D1’,D2’に、これらのセンサを設けてもよい。

0111

照度ムラセンサD1は、その上面に設けられたピンホール(不図示)を通過する光の照度を計測するセンサであり、第2光学系21による投影領域(露光領域)内の複数の位置で、それぞれの照度を計測して、露光光EL2の第2光学系21の像面における照度分布(照度ムラ)を計測するためのセンサである。

0112

照射量センサD2は、例えば特開平11−16816号公報およびこれに対応する米国特許出願公開第2002/0061469号公報に開示されているようなセンサであり、露光光EL2の第2光学系21の像面における照射量を計測するためのセンサである。この照射量センサD2による計測結果は、当該像面における照射量が一定となるように、第2光学系21が備える例えば可変減光器(不図示)等を用いて露光光EL2の照射量を制御する等のために用いられる。

0113

空間像計測センサD3は、例えば特開2002−14005号公報およびこれに対応する米国特許出願公開第2002/0041377号公報に開示されているように、2次元CCDセンサとその上面に略矩形状の開口(またはスリット)とを備え、レチクルR2のパターンの第2光学系21の像面における投影像に対して、センサ(開口)をレチクルR2のパターン(ラインパターン)の配列方向にスキャンして、その信号強度の変化から当該投影像のパターンの線幅や間隔を計測するセンサである。

0114

空間像計測センサD3は、ウエハテーブルWT2をZ軸方向に移動させることによって、第2光学系21の像面位置をも検出することが可能であり、その計測結果は、AFセンサAF2等のキャリブレーションに用いることができる。

0115

なお、ウエハテーブルWT2上には、これらの他に、アライメントセンサで検出可能な基準マーク(フィジューシャルマーク)やその他のマークが形成された基準板等も設けられている。これらの基準マークは、例えば、ウエハW上に投影されるレチクルR2のパターン像の基準位置(例えば、パターン像の中心)と各アライメントセンサAS2の視野中心との距離を示すベースライン量の計測に用いられる。

0116

第1露光装置1により通常ショット領域Sh1への露光処理が終了し、ウエハ搬送ユニット3による搬送経路内で液体除去ユニット4により残留液滴が除去され、検査ユニット4により残留液滴の存在が確認されなかったウエハWは、所定の受渡位置において、ウエハ搬送ユニット3からウエハテーブルWT2のウエハホルダWH2上に渡され、吸着保持される。

0117

次いで、アライメントセンサAS2によってウエハW上の所定のアライメントマークが計測され、この計測結果に基づいて、ウエハステージWS2が駆動されて、ウエハWの第2光学系21に対するX,Y軸方向の位置ずれおよびZ軸回りの回転ずれが補正される。

0118

その後、ウエハW上の最初に露光すべき欠けショット領域Sh2が第2光学系21の投影領域に位置決めされ、AFセンサAF2による計測結果に基づいて、ウエハステージWS2によるZ軸方向の位置が調整され、当該欠けショット領域Sh2に対してレチクルR2のパターンの像が転写される。

0119

次いで、隣接する欠けショット領域Sh2にステップ移動して、ウエハステージWS2のXおよびY軸方向のストロークとの関係で、露光処理可能な欠けショット領域Sh2について、以後同様に露光処理をステップ・アンド・リピート方式で繰り返し実施する。

0120

その後、ウエハホルダWH2の回転機構を駆動して、ウエハWを90度回転し、同様に露光処理を実施し、以後、さらに90度ずつ回転しつつ、同様に露光処理を実施する。

0121

全ての露光処理すべき欠けショット領域Sh2に対する露光処理が終了したならば、所定の受渡位置において、この露光システムに隣接して配置されるコータ/デベロッパ等の他の搬送ユニットに搬出して、以後、ウエハ搬送ユニット3により順次搬入されるウエハWに対して同様の処理を繰り返し実施する。

0122

上述した実施形態によると、ウエハW上の通常ショット領域Sh1を露光する液浸方式の第1露光装置1とウエハW上の欠けショット領域Sh2を露光するドライ方式の第2露光装置2との間でウエハWを搬送する搬送ユニット3による搬送経路内に、ウエハW上の液体を除去する液体除去ユニット4およびウエハW上の液滴の残留の有無を検査する検査ユニット5を設けている。

0123

従って、第1露光装置1による通常ショット領域Sh1に対する露光処理の後、第2露光装置2による欠けショット領域Sh2に対する露光処理時に、ウエハW上には、液体が残留していることはなく、欠けショット領域Sh2に対して良好な露光処理を行うことができる。また、液体が残留したウエハWが第2露光装置2に搬入されることがないので、該液体の蒸発や他の部品等への付着を防止でき、計測誤差の発生や錆の発生等の障害を抑制することができる。

0124

上述した実施形態において、第2露光装置2のウエハステージWS2は、X,Y,Z軸方向への駆動機構に加えて、360度の範囲で90度毎に位置決め可能な回転機構を備えたものであった。この回転機構を設けることにより、ウエハステージWS2のXおよびY軸方向のストロークを小さくでき、ひいては第2露光装置2を小型にできる。

0125

但し、ウエハステージWS2のXおよびY軸方向におけるストロークを拡大してもよい場合には、この回転機構は設けなくてもよい。この場合には、ウエハW上の欠けショット領域Sh2の全てをウエハステージWS2のXおよびY軸方向の移動によって露光処理することができる程度のストロークとする。

0126

ウエハステージWS2のXおよびY軸方向のストロークをこれらの中程度に設定して、回転機構により180度の回転を行って、同様に露光処理するようにしてもよい。

0127

また、上述した実施形態では、第2露光装置2について、第2光学系21は固定されており、ウエハステージWS2によってウエハWをX,Y,Z軸方向に移動し、Z軸回りに回転させるものとしたが、これらのX,Y,Z軸方向の移動およびZ軸回りの回転のうちの1つ若しくは複数または全部を省略し、第2光学系21を移動ないし回転させる第2光学系移動機構を設けて、該省略に係るものを、該第2光学系移動機構に負担させるようにしてもよい。

0128

図5は、第2光学系21を第2光学系移動機構(不図示)によりXおよびY軸方向に移動する構成として、ウエハステージWS2として、Z軸方向の移動およびZ軸回りの回転を行うものを採用した例である。第2光学系21がステップ移動しながら、ウエハW上の欠けショット領域Sh2が順次露光される。

0129

また、この図5に示す例では、第2光学系21と同様の構成を有する第3光学系21’を設けている。

0130

第3光学系21’は、ウエハホルダWH2の回転中心に対して、第2光学系21と略点対称な位置および配置で設置されている。第3光学系21’は第2光学系移動機構と同様の第3光学系移動機構(不図示)によってXおよびY軸方向に移動できるようになっている。

0131

このように2台の光学系(第2光学系21、第3光学系21’)を設けることにより、2つの欠けショット領域Sh2に対して同時に露光処理を行うことができるとともに、ウエハWのZ軸回りの90度の回転を1回行うだけで、全ての欠けショット領域Sh2の露光処理が可能となり、欠けショット領域Sh2の露光処理についてのスループットを向上(約2倍)にすることができる。

0132

また、第2光学系21と同様の構成の光学系および第2光学系移動機構と同様の構成の移動機構を全部で4つとして、90度ピッチで配設するようにしてもよく、このようにすれば、ウエハWをZ軸回りに回転させる回転機構を設けなくても、全ての欠けショット領域Sh2を露光処理することが可能となるとともに、4つの欠けショット領域Sh2に対して同時に露光処理を行うができ、スループットも大幅に向上(約4倍)にすることができる。

0133

上述した実施形態では、第2露光装置2の第2光学系21は、光路折曲用の3つの反射ミラー(24,25,27)を備えることにより、小型化を図っているが、例えば、図6に示されているように、第2光学系21を単一の反射ミラーを用いて構成してもよい。

0134

図外の光源からの露光光EL2は、レンズ系23、レチクルR2、反射ミラー25、投影レンズ系を有する投影光学系PL2を介して、ウエハW上に導かれる。

0135

なお、図示は省略するが、第2光学系21は、反射ミラーを一つも用いずに、各光学部材23,R2,PL2等をZ軸方向に直列に配置した直胴型に構成してもよい。

0136

また、図3または図5では、アライメントセンサAS2は2つ設けていたが、ウエハステージWS2がXおよびY軸方向に移動可能である場合には、図6に示すように、単一のアライメントセンサAS2としてもよい。

0137

上述した実施形態では、第2露光装置2の第2光学系21には、光源からの光をライトガイド22を用いて導入していたが、図7に示されているように、光源LSからの光をリレーレンズ系L1,L2を介して導入するようにしてもよい。

0138

また、上述した実施形態では、互いに独立した第1露光装置1と第2露光装置2とを備える露光システムについて説明したが、第2露光装置2を露光ユニットとして、第1露光装置1に付属させて全体として露光装置を構成してもよい。この場合において、ウエハステージWS1とウエハステージWS2とを一体として、2つのウエハテーブルを備える、いわゆるツインステージとしてもよい。

0139

また、このような第2露光装置2を、図7に示されているように、上述した露光システムに隣接して配置されるコータ/デベロッパC/D内でウエハWを搬送する搬送ユニットTUに隣接して配置、即ちコータ/デベロッパC/Dの一部として付属させるようにしてもよい。

0140

なお、図7においては、アライメントセンサAS2、AFセンサAF2(11,12)は、図3等に示したものと同様であるが、追加的に、ウエハW上に形成されたパターンの線幅を計測する線幅計測ユニットMUを備えている。

0141

線幅を計測した結果が設計値に対して良好でない場合には、第2露光装置2がコータ/デベロッパC/D内にあるため、ウエハWに対して、直ちにレジストの剥離、レジストの再塗布を実施して、第1露光装置1へ送り、第1露光装置1による露光条件等を適宜に変更して露光処理(再利用)することができ、便宜である。

0142

次に、本発明の実施形態の露光システムを使用したデバイスの製造方法について説明する。図8は、本発明の実施形態に係る露光システムを用いたデバイス(ICやLSI等の半導体チップ、CCD、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等)の生産フローチャートである。

0143

図8に示されるように、まず、ステップS10(設計ステップ)において、デバイスの機能、性能設計(例えば、半導体デバイス回路設計等)を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップS11(レチクル製作ステップ)において、設計した回路パターンを形成したレチクルを製作する。

0144

一方、ステップS12(ウエハ製造ステップ)において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。

0145

次に、ステップS10〜ステップS12で用意したレチクルとウエハを使用して、ステップS13(ウエハ処理ステップ)を行う。このステップ13では、ウエハ上に感光性材料(フォトレジスト)を塗布して感光性基板とするレジスト塗布処理、上述した露光システム(第1露光装置1、第2露光装置2)を用いた露光処理(通常ショット領域および欠けショット領域への露光処理)、現像処理(露光された感光性基板を現像し、露光されたパターンに対応する形状のマスク層を感光性基板の表面に形成する処理)、およびエッチング処理(該マスク層を介して感光性基板の表面を加工する処理)、必要に応じてCMP処理等の処理を複数回行って、ウエハ上に回路を形成する。

0146

次いで、ステップS14(デバイス組立ステップ)において、ステップS13で処理されたウエハを用いてチップ化する。このステップS14には、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)等の工程が含まれる。

0147

最後に、ステップS15(検査ステップ)において、製造されたデバイスの動作確認テスト耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にデバイスが完成し、これが出荷される。

0148

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

図面の簡単な説明

0149

本発明の実施形態の露光システムの全体構成を模式的に示す図である。
本発明の実施形態のウエハ上に設定される通常ショット領域および欠けショット領域を説明するための図である。
本発明の実施形態の第2露光装置の光学系およびウエハステージの要部の構成を示す斜視図である。
本発明の実施形態の第2露光装置のウエハテーブルの平面図である。
本発明の実施形態の第2露光装置の光学系およびウエハステージの他の構成を示す斜視図である。
本発明の実施形態の他の光学系を有する第2露光装置の構成を示す図である。
本発明の実施形態の更に他の光学系を有する第2露光装置の構成およびコータ/デベロッパ内に設置した場合の例を示す図である。
本発明の実施形態のデバイス製造工程を示すフローチャートである。

符号の説明

0150

1…第1露光装置、2…第2露光装置(露光ユニット)、3…ウエハ搬送ユニット、4…液体除去ユニット、5…検査ユニット、W…ウエハ、R1,R2…レチクル、WS1,WS2…ウエハステージ。

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