JP2003031494A - Optical property measurement mask, optical property measurement method, projection optical system adjustment method, and exposure apparatus manufacturing method - Google Patents
Optical property measurement mask, optical property measurement method, projection optical system adjustment method, and exposure apparatus manufacturing methodInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 計測時間の短縮を実現する光学特性計測用マ
スクを提供する。
【解決手段】 計測用マスクRTは、複数のパターン6
7i,jが配置されたマスク基板60と、該基板の射出側
に配置され、各パターンに個別に対応するピンホール開
口70i,jが形成された開口板66とを備え、各パター
ンの遮光部が一部光を通す程度の透過率に設定されてい
る。このため、マスクRTを物体面上に配置し、照明光
により照明すると、パターンから射出された照明光がピ
ンホール開口のそれぞれ及び投影光学系PLを介して像
面上にあるウエハ上のレジスト層に投射され、レジスト
層にパターンが転写される。この際、本来光が遮光され
ている遮光部からの僅かな光もウエハ上に到達し、ウエ
ハ表面のレジストの感光を促進する。従って、目的とす
る線幅のパターン転写像を得るための露光時間、ひいて
は投影光学系の光学特性の計測時間を短縮できる。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To provide an optical characteristic measurement mask that can reduce the measurement time. SOLUTION: A measurement mask R T has a plurality of patterns 6.
7 i, j are provided, and an opening plate 66 is provided on the emission side of the substrate and has pinhole openings 70 i, j individually corresponding to each pattern. The light transmittance is set to such a degree that the light shielding part partially transmits light. For this reason, when the mask RT is arranged on the object plane and illuminated by the illumination light, the illumination light emitted from the pattern passes through each of the pinhole openings and the resist on the wafer on the image plane via the projection optical system PL. The pattern is projected onto the layer and the pattern is transferred to the resist layer. At this time, even a small amount of light from the light-shielding portion, which is originally light-shielded, reaches the wafer and promotes exposure of the resist on the wafer surface. Therefore, it is possible to shorten the exposure time for obtaining a pattern transfer image having a target line width, and the measurement time for the optical characteristics of the projection optical system.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光学特性計測用マ
スク、光学特性計測方法、投影光学系の調整方法、及び
露光装置の製造方法に係り、さらに詳しくは、第1面上
のパターンを第2面上に投影する投影光学系の光学特性
の計測のために用いられる光学特性計測用マスク、投影
光学系の光学特性を計測する光学特性計測方法、該光学
特性計測方法によって計測された結果に基づいて投影光
学系を調整する調整方法、及びマスクのパターンを基板
上に転写する露光装置の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical characteristic measuring mask, an optical characteristic measuring method, a projection optical system adjusting method, and an exposure apparatus manufacturing method. The optical characteristic measuring mask used for measuring the optical characteristic of the projection optical system projecting onto two surfaces, the optical characteristic measuring method for measuring the optical characteristic of the projection optical system, and the result measured by the optical characteristic measuring method. The present invention relates to an adjusting method for adjusting a projection optical system based on the above, and a manufacturing method for an exposure apparatus that transfers a mask pattern onto a substrate.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、半導体素子(CPU、DRA
M等)、撮像素子(CCD等)及び液晶表示素子、薄膜
磁気ヘッド等を製造するリソグラフィ工程では、基板上
にデバイスパターンを形成する種々の露光装置が用いら
れている。近年においては、半導体素子等の高集積化に
伴い、高いスループットで微細パターンを精度良くウエ
ハ又はガラスプレート等の基板上に形成可能なステップ
・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置(いわゆる
ステッパ)やこのステッパに改良を加えたステップ・ア
ンド・スキャン方式の走査型露光装置(いわゆるスキャ
ニング・ステッパ)等の投影露光装置が主として用いら
れている。2. Description of the Related Art Conventionally, semiconductor elements (CPU, DRA
M, etc.), image pickup devices (CCDs, etc.), liquid crystal display devices, thin film magnetic heads, etc. In the lithography process, various exposure apparatuses for forming a device pattern on a substrate are used. In recent years, with high integration of semiconductor elements and the like, a step-and-repeat type reduction projection exposure apparatus (so-called stepper) capable of accurately forming a fine pattern on a substrate such as a wafer or a glass plate with high throughput, A projection exposure apparatus such as a step-and-scan type scanning exposure apparatus (so-called scanning stepper), which is an improved version of this stepper, is mainly used.
【0003】ところで、半導体素子等を製造する場合に
は、異なる回路パターンを基板上に幾層にも積み重ねて
形成する必要があるため、回路パターンが描画されたレ
チクル(又はマスク)と、基板上の各ショット領域に既
に形成されたパターンとを正確に重ね合わせることが重
要である。かかる重ね合せを精度良く行うためには、投
影光学系の光学特性を正確に計測し、これを所望の状態
に調整し管理する必要がある。By the way, when manufacturing a semiconductor device or the like, it is necessary to stack different layers of circuit patterns on a substrate, and therefore, the reticle (or mask) on which the circuit pattern is drawn and the substrate are formed. It is important to accurately superimpose the pattern already formed on each of the shot areas. In order to perform such superposition with high accuracy, it is necessary to accurately measure the optical characteristics of the projection optical system, adjust it to a desired state, and manage it.
【0004】従来、投影光学系の光学特性の計測方法と
して、所定の計測用パターンが形成された計測用マスク
を用いて露光を行い、計測用パターンの投影像が転写さ
れた基板を現像して得られるレジスト像を計測した計測
結果に基づいて光学特性を算出する方法(以下、「焼き
付け法」と呼ぶ)が、主として用いられている。この
他、実際に露光を行うことなく、計測用マスクを照明光
により照明し投影光学系によって形成された計測用パタ
ーンの空間像(投影像)を計測し、この計測結果に基づ
いて光学特性を算出する方法(以下、「空間像計測法」
と呼ぶ)も行われている。Conventionally, as a method for measuring the optical characteristics of a projection optical system, exposure is performed using a measurement mask on which a predetermined measurement pattern is formed, and the substrate on which the projected image of the measurement pattern is transferred is developed. A method of calculating optical characteristics based on a measurement result obtained by measuring the obtained resist image (hereinafter, referred to as “baking method”) is mainly used. In addition, without actually performing the exposure, the measurement mask is illuminated with illumination light to measure the aerial image (projection image) of the measurement pattern formed by the projection optical system, and the optical characteristics are determined based on the measurement result. Calculation method (hereinafter referred to as "aerial image measurement method")
It is also done).
【0005】従来の露光装置では、いわゆるザイデルの
5収差と呼ばれる球面収差、コマ収差、非点収差、像面
湾曲、歪曲収差(ディストーション)等の低次の収差を
上記焼き付け法又は空間像計測法によって計測し、この
計測結果に基づいて投影光学系の上記諸収差を調整し管
理することが主として行われていた。In the conventional exposure apparatus, low order aberrations such as so-called Seidel's 5 aberrations such as spherical aberration, coma aberration, astigmatism, curvature of field, distortion (distortion), etc. are recorded by the above-mentioned printing method or aerial image measuring method. It has been mainly performed to measure and to adjust and manage the various aberrations of the projection optical system based on the measurement result.
【0006】しかるに、半導体素子は年々高集積化し、
これに伴って露光装置には、より一層の高精度な露光性
能が要求されるようになり、近年では、上記の低次収差
のみを調整するのみでは不十分となっている。従って、
露光装置の製造工場内での組み立て時のみならず、半導
体製造工場のクリーンルーム内に設置後においても、投
影光学系の波面収差を計測してより高次の収差を含む投
影光学系の光学特性を維持管理する必要が生じている。However, semiconductor devices are becoming highly integrated year by year,
Along with this, the exposure apparatus is required to have an exposure performance with higher accuracy, and in recent years, it has become insufficient to adjust only the above-mentioned low-order aberrations. Therefore,
The optical characteristics of the projection optical system including higher order aberrations can be measured by measuring the wavefront aberration of the projection optical system not only during assembly in the exposure equipment manufacturing plant but also after installation in the clean room of the semiconductor manufacturing plant. The need for maintenance has arisen.
【0007】上記の焼き付け法を利用して波面収差を計
測する技術として、特殊な構造のマスクを用い、そのマ
スク上の複数の計測用パターンのそれぞれを、個別に設
けられたピンホール及び投影光学系を順次介して基板上
に焼き付けるとともに、マスク上の基準パターンを集光
レンズ及びピンホールを介することなく、投影光学系を
介して基板上に焼き付けて、それぞれの焼き付けの結果
得られる複数の計測用パターンのレジスト像それぞれの
基準パターンのレジスト像に対する位置ずれ量を計測し
て所定の演算により、波面収差を算出する技術に関する
発明が、米国特許第5,978,085号に開示されて
いる。As a technique for measuring the wavefront aberration using the above-mentioned printing method, a mask having a special structure is used, and a plurality of measurement patterns on the mask are individually provided with pinholes and projection optics. In addition to printing on the substrate sequentially through the system, the reference pattern on the mask is printed on the substrate via the projection optical system without passing through the condenser lens and pinhole, and multiple measurements are obtained as a result of each printing. U.S. Pat. No. 5,978,085 discloses an invention relating to a technique for calculating a wavefront aberration by measuring a positional deviation amount of each resist image of a work pattern with respect to a resist image of a reference pattern and performing a predetermined calculation.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記米
国特許に開示されている技術を、実際のステッパ等に適
用した場合、計測に時間が掛かり過ぎるという不都合が
あった。これは、次のような理由による。However, when the technique disclosed in the above-mentioned US patent is applied to an actual stepper or the like, there is an inconvenience that it takes too much time for measurement. This is for the following reason.
【0009】上記米国特許に記載のマスクは、マスク上
の複数の計測用パターンのそれぞれを、個別に設けられ
たピンホール及び投影光学系を順次介して基板上に焼き
付けるので、ピンホールの存在により基板上に到達する
照明光のエネルギはマスクに照射されるエネルギの約1
/100程度である。従って、従来の計測用マスクを用
いた光学特性の計測の際に必要な照明エネルギが20m
J〜30mJ程度であるため、単純に計算して上記米国
特許に記載のマスクを用いた場合2〜3J、あるいはそ
れ以上の照明エネルギが必要となり、同一の照明光源及
び照明光学系を用いた場合、従来の焼付け法に比較して
100倍程度の時間が、掛かることとなる。In the mask described in the above-mentioned US patent, each of the plurality of measurement patterns on the mask is printed on the substrate through the individually provided pinholes and projection optical system in sequence, so that the existence of pinholes causes The energy of the illumination light reaching the substrate is about 1 of the energy applied to the mask.
It is about / 100. Therefore, the illumination energy required for measuring the optical characteristics using the conventional measurement mask is 20 m.
Since it is about J to 30 mJ, it is necessary to simply calculate and use 2 to 3 J or more illumination energy when using the mask described in the above-mentioned US patent, and when the same illumination light source and illumination optical system are used. It takes about 100 times as long as the conventional baking method.
【0010】本発明は、かかる事情の下になされたもの
で、その第1の目的は、光学特性の計測に要する時間の
短縮を実現する光学特性計測用マスクを提供することに
ある。The present invention has been made under such circumstances, and a first object of the present invention is to provide an optical characteristic measuring mask which can shorten the time required for measuring the optical characteristic.
【0011】本発明の第2の目的は、計測能力の向上を
図ることが可能な投影光学系の光学特性計測方法を提供
することにある。A second object of the present invention is to provide a method for measuring the optical characteristics of a projection optical system which can improve the measuring ability.
【0012】本発明の第3の目的は、投影光学系の光学
特性を精度良く調整することが可能な投影光学系の調整
方法を提供することにある。A third object of the present invention is to provide a method of adjusting a projection optical system which can adjust the optical characteristics of the projection optical system with high accuracy.
【0013】本発明の第4の目的は、マスクのパターン
を基板上に精度良く転写することが可能な露光装置の製
造方法を提供することにある。A fourth object of the present invention is to provide a method of manufacturing an exposure apparatus capable of accurately transferring a mask pattern onto a substrate.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、第1面上のパターンを第2面上に投影する投影光学
系(PL)の光学特性を計測するために用いられる光学
特性計測用マスクであって、複数の計測用パターン(6
7i,j)が所定の位置関係で配置されたパターン面を有
するパターン形成部材(60)と;前記パターン形成部
材の前記パターン面に対する射出側に配置され、前記各
計測用パターンにそれぞれ対応する複数のピンホール状
の開口(70i,j)が形成された開口板(66)とを備
え、前記各計測用パターンの遮光部が一部光を通す程度
の透過率に設定されていることを特徴とする光学特性計
測用マスクである。According to a first aspect of the present invention, there is provided an optical characteristic used for measuring an optical characteristic of a projection optical system (PL) for projecting a pattern on a first surface onto a second surface. The measurement mask includes a plurality of measurement patterns (6
7 i, j ) has a pattern forming member (60) having a pattern surface arranged in a predetermined positional relationship; arranged on the ejection side of the pattern forming member with respect to the pattern surface, and corresponds to each of the measurement patterns. An aperture plate (66) having a plurality of pinhole-shaped apertures (70 i, j ) formed therein, and the light-shielding portion of each of the measurement patterns is set to have a transmittance that allows some light to pass through. Is a mask for measuring optical characteristics.
【0015】ここで、光学特性計測用マスクは、フォト
マスクあるいはレチクル等の原版に限らず、上記各構成
要件を具備するものの全てを含む。Here, the optical characteristic measuring mask is not limited to a photomask or an original plate such as a reticle, but includes all those having the above-mentioned respective constituents.
【0016】これによれば、例えばパターン形成部材の
パターン面が第1面に位置する状態で、投影光学系の物
体面側に光学特性計測用マスクを配置し、投影光学系の
像面(第2面)に表面に感光剤(レジスト)が塗布され
た基板を配置する。この状態で、パターン形成部材のパ
ターン面に所定の位置関係で配置された複数の計測用パ
ターンが、照明光により照明されると、それぞれの計測
用パターンから射出された照明光がパターン形成部材の
パターン面に対する射出側に配置された開口板に各計測
用パターンにそれぞれ対応して設けられた複数のピンホ
ール状の開口のそれぞれを介して投影光学系に入射し、
該投影光学系を介して基板上の感光層(レジスト層)に
投射される。この際、各計測用パターンの遮光部が一部
光を通す程度の透過率に設定されているので、本来光が
遮光されている部分からの僅かな光(以下、適宜「漏れ
光」と呼ぶ)も各ピンホール状の開口及び投影光学系を
介して基板上に到達し、基板表面の感光剤の感光を促進
する。すなわち、前記漏れ光は、計測用パターンが投影
される領域全体の感光を促進する。従って、目的とする
線幅の計測用パターンの転写像、例えばレジスト像を得
るための照明光の照射時間(露光時間)を短縮すること
ができ、結果的に投影光学系の光学特性の計測に要する
時間を短縮することが可能となる。According to this, for example, in a state where the pattern surface of the pattern forming member is located on the first surface, the mask for measuring optical characteristics is arranged on the object plane side of the projection optical system, and the image plane of the projection optical system (first A substrate having a surface coated with a photosensitive agent (resist) is placed on the second surface. In this state, when the plurality of measurement patterns arranged in a predetermined positional relationship on the pattern surface of the pattern forming member are illuminated by the illumination light, the illumination light emitted from each of the measurement patterns emits the illumination light of the pattern forming member. It enters the projection optical system through each of a plurality of pinhole-shaped openings provided corresponding to each measurement pattern on the aperture plate arranged on the exit side with respect to the pattern surface,
It is projected on the photosensitive layer (resist layer) on the substrate through the projection optical system. At this time, since the light-shielding portion of each measurement pattern is set to have such a transmittance that a part of light is transmitted, a slight amount of light (hereinafter, appropriately referred to as “leakage light”) from a portion where light is originally shielded. ) Also reaches on the substrate through each pinhole-shaped opening and the projection optical system, and promotes the exposure of the photosensitive agent on the substrate surface. That is, the leaked light promotes the exposure of the entire area on which the measurement pattern is projected. Therefore, it is possible to shorten the irradiation time (exposure time) of the illumination light for obtaining the transfer image of the target line width measurement pattern, for example, the resist image, and as a result, it is possible to measure the optical characteristics of the projection optical system. It is possible to reduce the time required.
【0017】なお、表面に感光層が形成された基板の代
わりに、例えば少なくとも1つの基準パターンが形成さ
れた基準板を投影光学系の第2面(像面)又はその共役
面に配置し、各計測用パターンの投影像と基準パターン
との位置ずれ量に基づいて投影光学系の光学特性を計測
しても良い。In place of the substrate having the photosensitive layer formed on the surface thereof, for example, a reference plate having at least one reference pattern formed thereon is arranged on the second surface (image surface) of the projection optical system or a conjugate surface thereof. The optical characteristics of the projection optical system may be measured based on the amount of displacement between the projected image of each measurement pattern and the reference pattern.
【0018】この場合において、請求項2に記載の光学
特性計測用マスクの如く、前記パターン形成部材の入射
側に前記複数の計測用パターンのそれぞれと対応して配
置された複数の集光素子(65i,j)を更に備えること
とすることができる。In this case, as in the optical characteristic measuring mask according to claim 2, a plurality of light-collecting elements (corresponding to each of the plurality of measuring patterns on the incident side of the pattern forming member). 65 i, j ) may be further provided.
【0019】上記請求項1及び2に記載の各光学特性計
測用マスクにおいて、請求項3に記載の光学特性計測用
マスクの如く、前記パターン形成部材は、前記各計測用
パターンの投影位置の位置ずれの基準となる基準パター
ン(741,742)を更に有することとすることができ
る。In each of the optical characteristic measuring masks described in claims 1 and 2, like the optical characteristic measuring mask described in claim 3, the pattern forming member has a position of a projection position of each measuring pattern. It is possible to further have a reference pattern (74 1 , 74 2 ) that serves as a reference for the shift.
【0020】この場合において、請求項4に記載の光学
特性計測用マスクの如く、前記基準パターンは、その遮
光部が一部光を通す程度の透過率に設定されていること
とすることができる。In this case, as in the optical characteristic measuring mask according to the fourth aspect, the reference pattern can be set to have such a transmittance that the light-shielding portion partially transmits light. .
【0021】請求項5に記載の発明は、第1面上のパタ
ーンを第2面上に投影する投影光学系の光学特性を計測
する光学特性計測方法であって、前記第1面上に所定の
位置関係で複数の計測用パターンを配置するとともに、
前記第2面上に予め複数の基準パターンが前記複数の計
測用パターンの位置関係に対応する位置関係で形成され
た基準基板(WF)を配置し、前記複数の計測用パター
ンを照明光により照明し、前記複数の計測用パターンの
それぞれから発生する照明光のそれぞれを、前記各計測
用パターンに個別に対応して設けられたピンホール及び
前記投影光学系を介して前記第2面上の前記基準基板に
投射し、前記基準基板上の感光層に前記各計測用パター
ンの転写像をそれぞれ形成する形成工程と;前記基準基
板上における前記各計測用パターンの転写像の対応する
基準パターンからの位置ずれ量に基づいて前記投影光学
系の光学特性を求める計測工程と;を含む光学特性計測
方法である。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an optical characteristic measuring method for measuring an optical characteristic of a projection optical system for projecting a pattern on a first surface onto a second surface. While arranging multiple measurement patterns according to the positional relationship of
A reference substrate (W F ) on which a plurality of reference patterns are formed in advance in a positional relationship corresponding to the positional relationship of the plurality of measurement patterns is arranged on the second surface, and the plurality of measurement patterns are irradiated with illumination light. Each of the illumination light that illuminates and is generated from each of the plurality of measurement patterns is on the second surface via a pinhole and the projection optical system that are individually provided for each of the measurement patterns. Forming step of projecting onto the reference substrate to form transfer images of the respective measurement patterns on the photosensitive layer on the reference substrate; from corresponding reference patterns of transfer images of the respective measurement patterns on the reference substrate And a measuring step of obtaining an optical characteristic of the projection optical system based on the positional deviation amount of.
【0022】これによれば、形成工程では、第1面(投
影光学系の物体面)上に所定の位置関係で複数の計測用
パターンを配置するとともに、第2面上に予め複数の基
準パターンが前記複数の計測用パターンの位置関係に対
応する位置関係で形成された基準基板を配置する。そし
て、この状態で、前記複数の計測用パターンを照明光に
より照明し、複数の計測用パターンのそれぞれから発生
する照明光のそれぞれを、各計測用パターンに個別に対
応して設けられたピンホール及び投影光学系を介して第
2面(投影光学系の像面)上の前記基準基板に投射し、
基準基板上の感光層に各計測用パターンの転写像を形成
する。次いで、計測工程では、前記基準基板上における
各計測用パターンの転写像の対応する基準パターンから
の位置ずれ量に基づいて投影光学系の光学特性を求め
る。According to this, in the forming step, a plurality of measurement patterns are arranged on the first surface (the object plane of the projection optical system) in a predetermined positional relationship, and a plurality of reference patterns are previously formed on the second surface. Arranges the reference substrate formed in a positional relationship corresponding to the positional relationship of the plurality of measurement patterns. Then, in this state, the plurality of measurement patterns are illuminated with illumination light, and each of the illumination light generated from each of the plurality of measurement patterns is provided with a pinhole corresponding to each measurement pattern. And projecting onto the reference substrate on the second surface (image plane of the projection optical system) via the projection optical system,
A transfer image of each measurement pattern is formed on the photosensitive layer on the reference substrate. Next, in the measurement step, the optical characteristics of the projection optical system are obtained based on the amount of positional deviation of the transfer image of each measurement pattern on the reference substrate from the corresponding reference pattern.
【0023】すなわち、本発明の光学特性計測方法で
は、計測用パターンの転写を行うのみで足りるので、基
準パターンの転写(通常のこの転写は、ステップ・アン
ド・リピート方式で行われる)が不要となり、その分露
光に要する時間の短縮が可能となる。That is, in the optical characteristic measuring method of the present invention, since it is sufficient to transfer the measurement pattern, the transfer of the reference pattern (normally this transfer is performed by the step-and-repeat method) becomes unnecessary. Therefore, the time required for the exposure can be shortened accordingly.
【0024】また、計測用パターンのそれぞれから発生
した照明光(回折光)それぞれは、各計測用パターンに
個別に対応して設けられたピンホール状の開口によって
それぞれ制限され、各開口を通過した光のみが基板上に
到達する。前記各開口を通過した光は、どの位置の計測
用パターンに由来する光であるかによって、投影光学系
の瞳面を通る位置が異なる。すなわち、各計測用パター
ンの像は、それぞれの計測用パターンを介した光の波面
の理想波面に対する傾きに応じてずれた位置に結像され
る。一方、基準基板は、予め作製することができるの
で、高精度なパターン描画装置等を用いることにより、
基準パターンの配置をほぼ設計値通りにすることができ
る。このため、基準基板上における各計測用パターンの
転写像の対応する基準パターンからの位置ずれ量は、投
影光学系の光学特性を正確に反映した量であり、この量
に基づくことにより投影光学系の光学特性を精度良く求
めることが可能となる。従って、時間的な面及び精度面
において、投影光学系の光学特性の計測能力の向上に貢
献することができる。The illumination light (diffracted light) generated from each of the measurement patterns is limited by a pinhole-shaped opening provided corresponding to each measurement pattern, and passes through each opening. Only light reaches the substrate. The light passing through each of the openings has different positions passing through the pupil plane of the projection optical system, depending on which position of the measurement pattern the light originates from. That is, the image of each measurement pattern is formed at a position displaced according to the inclination of the wavefront of light passing through each measurement pattern with respect to the ideal wavefront. On the other hand, since the reference substrate can be manufactured in advance, by using a highly accurate pattern drawing device,
The arrangement of the reference pattern can be made almost as designed. Therefore, the amount of positional deviation of the transfer image of each measurement pattern on the reference substrate from the corresponding reference pattern is an amount that accurately reflects the optical characteristics of the projection optical system. It is possible to accurately obtain the optical characteristics of. Therefore, in terms of time and accuracy, it is possible to contribute to the improvement of the measurement ability of the optical characteristics of the projection optical system.
【0025】請求項6に記載の発明は、請求項1又は2
に記載の光学特性計測用マスクを用いて投影光学系の光
学特性を計測する光学特性計測方法であって、照明光に
より前記第1面上に配置された前記光学特性計測用マス
クを照明し、前記複数の計測用パターンを該各計測用パ
ターンに個別に対応して設けられたピンホール状の開口
及び前記投影光学系を介して前記第2面上に配置された
基板(W)上の感光層に転写する転写工程と;前記各計
測用パターンの転写像の所定の基準位置からの位置ずれ
量に基づいて前記投影光学系の光学特性を求める計測工
程と;を含む光学特性計測方法である。The invention according to claim 6 is the invention according to claim 1 or 2.
An optical characteristic measuring method for measuring the optical characteristic of a projection optical system using the optical characteristic measuring mask according to claim 1, illuminating the optical characteristic measuring mask arranged on the first surface with illumination light, Photosensitivity on a substrate (W) arranged on the second surface via a pinhole-shaped opening provided corresponding to each of the plurality of measurement patterns and the projection optical system. A transfer step of transferring to the layer; a measurement step of obtaining the optical characteristics of the projection optical system based on the amount of displacement of the transfer image of each measurement pattern from a predetermined reference position; .
【0026】これによれば、転写工程で、照明光により
第1面上に配置された請求項1及び2に記載の各光学特
性計測用マスクを照明し、該光学特性計測用マスクのパ
ターン形成部材に形成された複数の計測用パターンを該
各計測用パターンに個別に対応して設けられたピンホー
ル状の開口及び投影光学系を介して第2面上に配置され
た基板上の感光層に転写する。この際、各計測用パター
ンの遮光部が一部光を通す程度の透過率に設定されてい
るので、本来光が遮光されている部分からの漏れ光も各
ピンホール状の開口及び投影光学系を介して基板上に到
達し、基板表面の感光層の感光を促進する。すなわち、
前記漏れ光は、計測用パターンが投影される領域全体の
感光を促進する。従って、目的とする線幅の計測用パタ
ーンの転写像、例えばレジスト像を得るための照明光の
照射時間(露光時間)を短縮することができる。According to this, in the transfer step, each mask for optical characteristic measurement according to claim 1 and 2 arranged on the first surface is illuminated with illumination light, and a pattern is formed on the mask for optical characteristic measurement. A plurality of measurement patterns formed on a member and a photosensitive layer on a substrate disposed on the second surface through a pinhole-shaped opening provided corresponding to each measurement pattern and a projection optical system. Transfer to. At this time, since the light-shielding portion of each measurement pattern is set to have a transmittance that allows a part of light to pass therethrough, leakage light from the portion where the light is originally shielded also has a pinhole-shaped opening and a projection optical system. Reach the substrate through the substrate and accelerate the exposure of the photosensitive layer on the substrate surface. That is,
The leaked light promotes the exposure of the entire area on which the measurement pattern is projected. Therefore, it is possible to shorten the irradiation time (exposure time) of the illumination light for obtaining the transfer image of the target line width measurement pattern, for example, the resist image.
【0027】そして、計測工程では、各計測用パターン
の転写像の所定の基準位置からの位置ずれ量に基づいて
投影光学系の光学特性を求める。この場合も、請求項5
と同様の理由により、各計測用パターンの像は、それぞ
れの計測用パターンを介した光の波面の理想波面に対す
る傾きに応じてずれた位置に結像されるので、上記の位
置ずれ量は、投影光学系の光学特性を正確に反映した量
となり、この量に基づくことにより投影光学系の光学特
性を精度良く求めることが可能となる。従って、時間的
な面及び精度面において、投影光学系の光学特性の計測
能力の向上に貢献することができる。Then, in the measuring step, the optical characteristics of the projection optical system are obtained based on the amount of displacement of the transfer image of each measuring pattern from the predetermined reference position. Also in this case, claim 5
For the same reason as above, the image of each measurement pattern is imaged at a position displaced in accordance with the inclination of the wavefront of the light passing through each measurement pattern with respect to the ideal wavefront. The quantity accurately reflects the optical characteristics of the projection optical system, and based on this quantity, the optical characteristics of the projection optical system can be accurately obtained. Therefore, in terms of time and accuracy, it is possible to contribute to the improvement of the measurement ability of the optical characteristics of the projection optical system.
【0028】この場合において、請求項7に記載の光学
特性計測方法の如く、前記転写工程では、前記基板とし
て、予め複数の基準パターンが前記複数の計測用パター
ンの位置関係に対応する位置関係で形成された基準基板
を用い、前記計測工程では、前記各計測用パターンの転
写像の対応する基準パターンからの位置ずれ量に基づい
て前記投影光学系の光学特性を求めることとすることが
できる。In this case, as in the optical characteristic measuring method according to the seventh aspect, in the transferring step, a plurality of reference patterns are previously formed on the substrate in a positional relationship corresponding to a positional relationship of the plurality of measuring patterns. Using the formed reference substrate, in the measurement step, the optical characteristic of the projection optical system can be obtained based on the amount of positional deviation of the transfer image of each measurement pattern from the corresponding reference pattern.
【0029】なお、請求項5又は7に記載の光学特性計
測方法では、基準基板上での複数の基準パターンの位置
関係(間隔など)を計測しておき、例えばこの計測結果
を用いて計測用パターン毎に前述の位置ずれ量を求め
る、あるいは投影光学系の光学特性の計測結果を補正す
ることが望ましい。これにより、基準基板上での基準パ
ターンの位置誤差に起因した投影光学系の光学特性の計
測誤差を低減することができる。In the optical characteristic measuring method according to the fifth or seventh aspect, the positional relationship (interval, etc.) of the plurality of reference patterns on the reference substrate is measured, and the measurement result is used for measurement. It is desirable to obtain the amount of positional deviation described above for each pattern or to correct the measurement result of the optical characteristics of the projection optical system. As a result, the measurement error of the optical characteristics of the projection optical system due to the position error of the reference pattern on the reference substrate can be reduced.
【0030】請求項8に記載の発明は、請求項3又は4
に記載の光学特性計測用マスクを用いて投影光学系の光
学特性を計測する光学特性計測方法であって、照明光に
より前記第1面上に配置された前記光学特性計測用マス
クを照明し、前記複数の計測用パターンを該各計測用パ
ターンに個別に対応して設けられたピンホール状の開口
及び前記投影光学系を介して前記第2面上に配置された
基板上の感光層に転写する第1転写工程と;前記照明光
を用いて前記光学特性計測用マスク上の前記基準パター
ンを前記各計測用パターンの位置ずれの基準として前記
基板上の前記感光層に順次転写する第2転写工程と;前
記各計測用パターンの転写像の対応する基準パターンか
らの位置ずれ量に基づいて前記投影光学系の光学特性を
求める計測工程と;を含む光学特性計測方法である。The invention according to claim 8 is the invention according to claim 3 or 4.
An optical characteristic measuring method for measuring the optical characteristic of a projection optical system using the optical characteristic measuring mask according to claim 1, illuminating the optical characteristic measuring mask arranged on the first surface with illumination light, Transferring the plurality of measurement patterns to a photosensitive layer on a substrate arranged on the second surface via a pinhole-shaped opening provided corresponding to each of the measurement patterns and the projection optical system. A second transfer step in which the reference pattern on the optical characteristic measuring mask is sequentially transferred to the photosensitive layer on the substrate by using the illumination light as a reference for positional deviation of each measuring pattern. An optical characteristic measuring method including: a measuring step for obtaining an optical characteristic of the projection optical system based on a positional deviation amount of a transfer image of each measuring pattern from a corresponding reference pattern.
【0031】これによれば、第1転写工程で、照明光に
より第1面上に配置された請求項3及び4に記載の各光
学特性計測用マスクを照明し、該光学特性計測用マスク
のパターン形成部材に形成された複数の計測用パターン
を該各計測用パターンに個別に対応して設けられたピン
ホール状の開口及び投影光学系を介して第2面上に配置
された基板上の感光層に転写する。この際、各計測用パ
ターンの遮光部が一部光を通す程度の透過率に設定され
ているので、本来光が遮光されている部分からの漏れ光
も各ピンホール状の開口及び投影光学系を介して基板上
に到達し、基板表面の感光層の感光を促進する。すなわ
ち、前記漏れ光は、計測用パターンが投影される領域全
体の感光を促進する。従って、目的とする線幅の計測用
パターンの転写像、例えばレジスト像を得るための照明
光の照射時間(露光時間)を短縮することができる。According to this, in the first transfer step, each of the optical characteristic measuring masks according to claim 3 and 4 arranged on the first surface is illuminated with illumination light, and the optical characteristic measuring masks are illuminated. A plurality of measurement patterns formed on the pattern forming member are arranged on the second surface via a pinhole-shaped opening provided corresponding to each of the measurement patterns and a projection optical system. Transfer to the photosensitive layer. At this time, since the light-shielding portion of each measurement pattern is set to have a transmittance that allows a part of light to pass therethrough, leakage light from the portion where the light is originally shielded also has a pinhole-shaped opening and a projection optical system. Reach the substrate through the substrate and accelerate the exposure of the photosensitive layer on the substrate surface. That is, the leaked light promotes the exposure of the entire area on which the measurement pattern is projected. Therefore, it is possible to shorten the irradiation time (exposure time) of the illumination light for obtaining the transfer image of the target line width measurement pattern, for example, the resist image.
【0032】また、第2転写工程では、照明光を用いて
光学特性計測用マスク上の基準パターンを各計測用パタ
ーンの位置ずれの基準として基板上の感光層に順次転写
する。In the second transfer step, the reference pattern on the optical characteristic measuring mask is sequentially transferred to the photosensitive layer on the substrate using the illumination light as a reference for the positional deviation of each measuring pattern.
【0033】そして、計測工程では、各計測用パターン
の転写像の対応する基準パターンからの位置ずれ量に基
づいて投影光学系の光学特性を求める。この場合も、請
求項5と同様の理由により、各計測用パターンの像は、
それぞれの計測用パターンを介した光の波面の理想波面
に対する傾きに応じてずれた位置に結像される。一方、
基準パターンから発生する回折光は、ピンホール状の開
口の制限を受けることなく、しかも投影光学系に直接入
射し、該投影光学系を介して基板上に投射される。この
ため、基準パターンを投影光学系の光軸近傍に位置させ
た状態で照明光を照射することにより、投影光学系の収
差の影響を殆ど受けることなく、位置ずれの無い状態で
結像される。従って、上記の位置ずれ量は、投影光学系
の光学特性を正確に反映した量となり、この量に基づく
ことにより投影光学系の光学特性を精度良く求めること
が可能となる。従って、時間的な面及び精度面におい
て、投影光学系の光学特性の計測能力の向上に貢献する
ことができる。Then, in the measuring step, the optical characteristic of the projection optical system is obtained based on the amount of displacement of the transfer image of each measuring pattern from the corresponding reference pattern. Also in this case, for the same reason as in claim 5, the image of each measurement pattern is
An image is formed at a position shifted according to the inclination of the wavefront of light passing through each measurement pattern with respect to the ideal wavefront. on the other hand,
The diffracted light generated from the reference pattern is directly incident on the projection optical system without being restricted by the pinhole-shaped opening, and is projected onto the substrate via the projection optical system. Therefore, by irradiating the illumination light in a state where the reference pattern is positioned near the optical axis of the projection optical system, the image is imaged in a state in which there is almost no influence of the aberration of the projection optical system and there is no positional deviation. . Therefore, the amount of positional deviation described above is an amount that accurately reflects the optical characteristics of the projection optical system, and based on this amount, the optical characteristics of the projection optical system can be accurately obtained. Therefore, in terms of time and accuracy, it is possible to contribute to the improvement of the measurement ability of the optical characteristics of the projection optical system.
【0034】上記請求項5〜8に記載の各光学特性計測
方法において、請求項9に記載の発明の如く、前記計測
工程では、前記位置ずれ量の算出結果に基づいて前記投
影光学系の波面収差を算出することとすることができ
る。In each of the optical characteristic measuring methods described in claims 5 to 8, as in the invention described in claim 9, in the measuring step, the wavefront of the projection optical system is calculated based on the calculation result of the positional deviation amount. Aberration can be calculated.
【0035】請求項10に記載の発明は、第1面上のパ
ターンを第2面上に投影する投影光学系の光学特性を計
測する光学特性計測方法であって、所定の計測用パター
ンが形成され、前記計測用パターンの遮光部の透過率が
相互に異なる複数の計測用マスクを用意する工程と;前
記計測用パターンを転写するための基板上の感光層の厚
さを計測する工程と;前記計測された感光層の厚さに応
じて、前記複数の計測用マスクのうちから特定の計測用
マスクを選択する工程と;前記特定の計測用マスクを前
記第1面上に配置して照明光により照明し、前記特定の
計測用マスク上の計測用パターンを前記投影光学系を介
して前記第2面上に配置された前記基板上の感光層に転
写する工程と;前記基板上の前記計測用パターンの転写
像の計測結果に基づいて前記投影光学系の光学特性を算
出する工程と;を含む光学特性計測方法である。The invention described in claim 10 is an optical characteristic measuring method for measuring an optical characteristic of a projection optical system for projecting a pattern on a first surface onto a second surface, wherein a predetermined measurement pattern is formed. And a step of preparing a plurality of measuring masks in which the light shielding portions of the measuring pattern have different transmittances; a step of measuring the thickness of the photosensitive layer on the substrate for transferring the measuring pattern; Selecting a specific measurement mask from the plurality of measurement masks according to the measured thickness of the photosensitive layer; and illuminating the specific measurement mask by arranging the specific measurement mask on the first surface. Illuminating with light and transferring the measurement pattern on the specific measurement mask to the photosensitive layer on the substrate arranged on the second surface via the projection optical system; Based on the measurement result of the transfer image of the measurement pattern An optical characteristic measuring method comprising: step and of calculating the optical characteristic of the projection optical system are.
【0036】これによれば、光学特性の計測の開始に先
立って、基板上の感光層の厚さを計測し、この計測され
た感光層の厚さ(及びその感度)に応じた照明光透過率
に遮光部が設定された特定の計測用マスクを選択する。
そして、その選択した特定の計測用マスクを第1面上に
配置して照明光により照明し、特定の計測用マスク上の
計測用パターンを投影光学系を介して第2面上に配置さ
れた基板上の感光層に転写し、基板上の計測用パターン
の転写像の計測結果に基づいて投影光学系の光学特性を
算出する。これにより、基板上に形成される計測用パタ
ーンの転写像の線幅を所望の線幅の範囲内に常に収める
ことが可能となり、この結果感光層の厚さの影響を受け
ることなく、投影光学系の光学特性を精度良く計測する
ことができる。従って、精度面において、投影光学系の
光学特性の計測能力の向上に貢献することができる。According to this, the thickness of the photosensitive layer on the substrate is measured before the measurement of the optical characteristics is started, and the illumination light transmission according to the measured thickness (and its sensitivity) of the photosensitive layer is performed. A specific measurement mask for which the light-shielding portion has been set is selected.
Then, the selected specific measurement mask is arranged on the first surface and illuminated with illumination light, and the measurement pattern on the specific measurement mask is arranged on the second surface via the projection optical system. The image is transferred onto the photosensitive layer on the substrate, and the optical characteristics of the projection optical system are calculated based on the measurement result of the transfer image of the measurement pattern on the substrate. This makes it possible to keep the line width of the transfer image of the measurement pattern formed on the substrate within the range of the desired line width, and as a result, the projection optical system is not affected by the thickness of the photosensitive layer. The optical characteristics of the system can be accurately measured. Therefore, in terms of accuracy, it is possible to contribute to the improvement of the measurement capability of the optical characteristics of the projection optical system.
【0037】請求項11に記載の発明は、請求項1又は
2に記載の光学特性計測用マスクを用いて投影光学系の
光学特性を計測する光学特性計測方法であって、前記第
1面上に配置された前記光学特性計測用マスクを照明す
るとともに、前記複数の計測用パターンをそれぞれピン
ホール状の開口及び前記投影光学系を介して投影し、前
記第2面又はその共役面上での前記各計測用パターンの
投影像の所定の基準位置からの位置ずれ量に基づいて、
前記投影光学系の光学特性を計測することを特徴とする
光学特性計測方法である。An eleventh aspect of the present invention is an optical characteristic measuring method for measuring the optical characteristic of a projection optical system using the optical characteristic measuring mask according to the first or second aspect. While illuminating the mask for measuring optical characteristics arranged in, the plurality of measurement patterns are projected through the pinhole-shaped opening and the projection optical system, respectively, and the second surface or the conjugate surface thereof is projected. Based on the amount of displacement from the predetermined reference position of the projected image of each measurement pattern,
An optical characteristic measuring method is characterized in that the optical characteristic of the projection optical system is measured.
【0038】これによれば、第1面上に配置された光学
特性計測用マスクを照明するとともに、複数の計測用パ
ターンをそれぞれピンホール状の開口及び投影光学系を
介して投影し、第2面又はその共役面上での各計測用パ
ターンの投影像の所定の基準位置からの位置ずれ量に基
づいて、投影光学系の光学特性を計測する。この場合、
各計測用パターンの遮光部が一部光を通す程度の透過率
に設定されているので、本来光が遮光されている部分か
らの漏れ光も各ピンホール状の開口及び投影光学系を介
して基板上に到達する。この場合も、請求項5と同様の
理由により、各計測用パターンの像は、それぞれの計測
用パターンを介した光の波面の理想波面に対する傾きに
応じてずれた位置に結像されるので、上記の位置ずれ量
は、投影光学系の光学特性を正確に反映した量となり、
この量に基づくことにより投影光学系の光学特性を精度
良く求めることが可能となる。従って、精度面におい
て、投影光学系の光学特性の計測能力の向上に貢献する
ことができる。According to this, the optical characteristic measuring mask arranged on the first surface is illuminated, and a plurality of measuring patterns are projected through the pinhole-shaped opening and the projection optical system, respectively. The optical characteristic of the projection optical system is measured based on the amount of displacement of the projected image of each measurement pattern on the surface or its conjugate surface from a predetermined reference position. in this case,
Since the light-shielding portion of each measurement pattern is set to a transmittance that allows some light to pass through, leakage light from the portion where light is originally shielded is also transmitted through each pinhole-shaped opening and projection optical system. Reach onto the substrate. In this case as well, for the same reason as in claim 5, the image of each measurement pattern is formed at a position displaced according to the inclination of the wavefront of the light passing through each measurement pattern with respect to the ideal wavefront. The above positional deviation amount is an amount that accurately reflects the optical characteristics of the projection optical system,
Based on this amount, the optical characteristics of the projection optical system can be accurately obtained. Therefore, in terms of accuracy, it is possible to contribute to the improvement of the measurement capability of the optical characteristics of the projection optical system.
【0039】この場合において、請求項12に記載の光
学特性計測方法の如く、前記第2面又はその共役面に少
なくとも1つの基準パターンが形成される基準板を配置
し、前記基準パターンに対する前記各計測用パターンの
投影像の位置ずれ量を求めることとすることができる。In this case, as in the optical characteristic measuring method according to the twelfth aspect, a reference plate on which at least one reference pattern is formed is arranged on the second surface or a conjugate surface thereof, and each of the reference patterns is formed. It is possible to obtain the positional deviation amount of the projected image of the measurement pattern.
【0040】請求項13に記載の発明は、請求項5〜1
2のいずれか一項に記載の光学特性計測方法を用いて投
影光学系の光学特性を計測する工程と;前記光学特性の
計測結果に基づいて前記投影光学系を調整する工程と;
を含む投影光学系の調整方法である。The invention described in claim 13 is the invention according to claims 5 to 1.
Measuring the optical characteristic of the projection optical system by using the optical characteristic measuring method according to any one of 2); and adjusting the projection optical system based on the measurement result of the optical characteristic.
It is a method of adjusting the projection optical system including.
【0041】これによれば、請求項5〜12に記載の各
光学特性計測方法を用いて投影光学系の光学特性を計測
するので、投影光学系の光学特性が精度良く計測され
る。そして、この精度良く計測された光学特性の計測結
果に基づいて投影光学系が調整されるので、投影光学系
の光学特性を精度良く調整することができる。According to this, since the optical characteristics of the projection optical system are measured by using the optical characteristic measuring methods described in claims 5 to 12, the optical characteristics of the projection optical system can be accurately measured. Since the projection optical system is adjusted based on the measurement result of the optical characteristics measured with high accuracy, the optical characteristics of the projection optical system can be adjusted with high accuracy.
【0042】請求項14に記載の発明は、マスク(R)
のパターンを投影光学系を介して基板(W)上に転写す
る露光装置(10)を製造する露光装置の製造方法であ
って、請求項5〜12のいずれか一項に記載の光学特性
計測方法を用いて前記投影光学系の光学特性を計測する
工程と;前記計測された光学特性に基づいて前記投影光
学系を調整する工程と;を含む露光装置の製造方法であ
る。The invention according to claim 14 is the mask (R)
13. An exposure apparatus manufacturing method for manufacturing an exposure apparatus (10) for transferring the pattern according to claim 1 onto a substrate (W) via a projection optical system, the optical characteristic measurement according to claim 5. And a step of adjusting the projection optical system based on the measured optical characteristic, and a method of measuring the optical characteristic of the projection optical system using a method.
【0043】これによれば、請求項5〜12に記載の各
光学特性計測方法を用いて投影光学系の光学特性を精度
良く計測し、その計測された光学特性に基づいて投影光
学系を調整するので、投影光学系の結像特性を精度良く
調整される。従って、投影光学系の結像特性が精度良く
調整された露光装置が製造され、該露光装置を用いて露
光を行うことにより、マスクのパターンを投影光学系を
介して基板上に精度良く転写することが可能になる。According to this method, the optical characteristics of the projection optical system are accurately measured by using the optical characteristic measuring methods according to claims 5 to 12, and the projection optical system is adjusted based on the measured optical characteristics. Therefore, the imaging characteristics of the projection optical system can be adjusted accurately. Therefore, an exposure apparatus is manufactured in which the imaging characteristics of the projection optical system are adjusted with high accuracy, and the pattern of the mask is accurately transferred onto the substrate through the projection optical system by performing exposure using the exposure apparatus. It will be possible.
【0044】[0044]
【発明の実施の形態】≪第1の実施形態≫以下、本発明
の第1の実施形態を図1〜図7(B)に基づいて説明す
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION << First Embodiment >> A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 7B.
【0045】図1には、第1の実施形態に係る露光装置
10の概略構成が示されている。この露光装置10は、
露光用光源(以下「光源」という)にパルスレーザ光源
を用いたステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露
光装置、すなわちいわゆるステッパである。FIG. 1 shows the schematic arrangement of an exposure apparatus 10 according to the first embodiment. This exposure apparatus 10 is
This is a step-and-repeat reduction projection exposure apparatus using a pulse laser light source as an exposure light source (hereinafter referred to as “light source”), that is, a so-called stepper.
【0046】この露光装置10は、光源16及び照明光
学系12を含む照明系、この照明系からのエネルギビー
ムとしての露光用照明光ELにより照明されるマスクと
してのレチクルRを保持するマスクステージとしてのレ
チクルステージRST、レチクルRから出射された露光
用照明光ELを基板としてのウエハW上(像面上)に投
射する投影光学系PL、ウエハWを保持するZチルトス
テージ58が搭載された基板ステージとしてのウエハス
テージWST、及びこれらの制御系等を備えている。This exposure apparatus 10 serves as a mask stage for holding an illumination system including a light source 16 and an illumination optical system 12, and a reticle R as a mask illuminated by exposure illumination light EL as an energy beam from the illumination system. Reticle stage RST, a projection optical system PL for projecting the exposure illumination light EL emitted from the reticle R onto a wafer W (on the image plane) as a substrate, and a substrate on which a Z tilt stage 58 for holding the wafer W is mounted. A wafer stage WST as a stage and a control system for these are provided.
【0047】前記光源16としては、ここでは、ArF
エキシマレーザ光源(出力波長193nm)が用いられ
ている。なお、光源16として、F2レーザ光源(出力
波長157nm)等の真空紫外域のパルス光を出力する
光源や、KrFエキシマレーザ光源(出力波長248n
m)などの近紫外域のパルス光を出力する光源などを用
いても良い。As the light source 16, here, ArF is used.
An excimer laser light source (output wavelength 193 nm) is used. As the light source 16, a light source that outputs pulsed light in the vacuum ultraviolet region such as an F 2 laser light source (output wavelength 157 nm) or a KrF excimer laser light source (output wavelength 248 n
A light source that outputs pulsed light in the near-ultraviolet region such as m) may be used.
【0048】前記光源16は、実際には、照明光学系1
2の各構成要素及びレチクルステージRST、投影光学
系PL、及びウエハステージWST等から成る露光装置
本体が収納されたチャンバ11が設置されたクリーンル
ームとは別のクリーン度の低いサービスルームに設置さ
れており、チャンバ11にビームマッチングユニットと
呼ばれる光軸調整用光学系を少なくとも一部に含む不図
示の送光光学系を介して接続されている。この光源16
は、主制御装置50からの制御情報TSに基づいて、内
部のコントローラにより、レーザ光LBの出力のオン・
オフ、レーザ光LBの1パルスあたりのエネルギ、発振
周波数(繰り返し周波数)、中心波長及びスペクトル半
値幅などが制御されるようになっている。The light source 16 is actually the illumination optical system 1.
2 is installed in a low-clean service room different from the clean room in which the chamber 11 in which the exposure apparatus main body including the reticle stage RST, the projection optical system PL, the wafer stage WST and the like is housed is installed. And is connected to the chamber 11 via a light-transmitting optical system (not shown) including an optical axis adjusting optical system at least partially called a beam matching unit. This light source 16
Is based on the control information TS from the main controller 50, the internal controller turns on / off the output of the laser beam LB.
Off, energy per pulse of the laser beam LB, oscillation frequency (repetition frequency), center wavelength, spectrum half width, etc. are controlled.
【0049】前記照明光学系12は、シリンダレンズ,
ビームエキスパンダ及びズーム光学系(いずれも不図
示)及びオプティカルインテグレータ(ホモジナイザ)
としてのフライアイレンズ又は内面反射型インテグレー
タ(本実施形態ではフライアイレンズ)22等を含むビ
ーム整形・照度均一化光学系20、照明系開口絞り板2
4、第1リレーレンズ28A、第2リレーレンズ28
B、レチクルブラインド30、光路折り曲げ用のミラー
M及びコンデンサレンズ32等を備えている。The illumination optical system 12 includes a cylinder lens,
Beam expander, zoom optical system (neither shown), and optical integrator (homogenizer)
Beam shaping / illuminance homogenizing optical system 20 including a fly-eye lens or an internal reflection type integrator (fly-eye lens in the present embodiment) 22 and the like, and an illumination system aperture stop plate 2
4, first relay lens 28A, second relay lens 28
B, a reticle blind 30, a mirror M for bending the optical path, a condenser lens 32, and the like.
【0050】前記ビーム整形・照度均一化光学系20
は、チャンバ11に設けられた光透過窓17を介して不
図示の送光光学系に接続されている。このビーム整形・
照度均一化光学系20は、光源16でパルス発光され光
透過窓17を介して入射したレーザビームLBの断面形
状を、例えばシリンダレンズやビームエキスパンダを用
いて整形する。そして、ビーム整形・照度均一化光学系
20内部の射出端側に位置するフライアイレンズ22
は、レチクルRを均一な照度分布で照明するために、前
記断面形状が整形されたレーザビームの入射により、照
明光学系12の瞳面とほぼ一致するように配置されるそ
の射出側焦点面に多数の点光源(光源像)から成る面光
源(2次光源)を形成する。この2次光源から射出され
るレーザビームを以下においては、「照明光EL」と呼
ぶものとする。Beam shaping / illuminance uniforming optical system 20
Are connected to a light transmission optical system (not shown) through a light transmission window 17 provided in the chamber 11. This beam shaping
The illuminance homogenizing optical system 20 shapes the cross-sectional shape of the laser beam LB which is pulse-emitted by the light source 16 and is incident through the light transmission window 17 using, for example, a cylinder lens or a beam expander. Then, the fly-eye lens 22 positioned on the exit end side inside the beam shaping / illuminance uniformizing optical system 20.
In order to illuminate the reticle R with a uniform illuminance distribution, by the incidence of the laser beam whose cross-sectional shape is shaped, on the exit-side focal plane of the illumination optical system 12, which is arranged so as to substantially coincide with the pupil plane. A surface light source (secondary light source) including a large number of point light sources (light source images) is formed. The laser beam emitted from this secondary light source is hereinafter referred to as "illumination light EL".
【0051】フライアイレンズ22の射出側焦点面の近
傍に、円板状部材から成る照明系開口絞り板24が配置
されている。この照明系開口絞り板24には、ほぼ等角
度間隔で、例えば通常の円形開口より成る開口絞り(通
常絞り)、小さな円形開口より成りコヒーレンスファク
タであるσ値を小さくするための開口絞り(小σ絞
り)、輪帯照明用の輪帯状の開口絞り(輪帯絞り)、及
び変形光源法用に複数の開口を偏心させて配置して成る
変形開口絞り(図1ではこのうちの2種類の開口絞りの
みが図示されている)等が配置されている。この照明系
開口絞り板24は、主制御装置50により制御されるモ
ータ等の駆動装置40により回転されるようになってお
り、これによりいずれかの開口絞りが照明光ELの光路
上に選択的に設定され、後述するケーラー照明における
光源面形状が、輪帯、小円形、大円形、あるいは四つ目
等に制限される。An illumination system aperture stop plate 24 made of a disk-shaped member is arranged near the exit-side focal plane of the fly-eye lens 22. The illumination system aperture stop plate 24 has, for example, an aperture stop having a normal circular aperture (normal aperture) and an aperture stop having a small circular aperture (small aperture) for reducing a coherence factor σ value at substantially equal angular intervals. σ stop), a ring-shaped aperture stop for ring-shaped illumination (ring-shaped aperture stop), and a modified aperture stop formed by eccentrically arranging a plurality of apertures for the modified light source method (of which two types are shown in FIG. 1). Only the aperture stop is shown) and so on. The illumination system aperture stop plate 24 is adapted to be rotated by a drive device 40 such as a motor controlled by the main control device 50, whereby any aperture stop is selectively placed on the optical path of the illumination light EL. The light source surface shape in the Koehler illumination, which will be described later, is limited to an annular zone, a small circle, a large circle, a fourth circle, or the like.
【0052】なお、本実施形態では開口絞り板24を用
いて照明光学系の瞳面上での照明光の光量分布(2次光
源の形状や大きさ)、すなわちレチクルRの照明条件を
変更するものとしたが、開口絞り板24の代わりに、あ
るいはそれと組み合わせて、例えば照明光学系の光路上
に交換して配置される複数の回折光学素子、照明光学系
の光軸に沿って移動可能な少なくとも1つのプリズム
(円錐プリズムや多面体プリズムなど)、及びズーム光
学系の少なくとも1つを含む光学ユニットを光源16と
オプティカルインテグレータ(フライアイレンズ)22
との間に配置し、オプティカルインテグレータ(フライ
アイレンズ)22の入射面上での照明光の強度分布ある
いは照明光の入射角度範囲を可変として、前述の照明条
件の変更に伴なう光量損失を最小限に抑えることが好ま
しい。In this embodiment, the aperture stop plate 24 is used to change the light quantity distribution of illumination light on the pupil plane of the illumination optical system (the shape and size of the secondary light source), that is, the illumination condition of the reticle R. However, instead of the aperture stop plate 24 or in combination with the aperture stop plate 24, for example, a plurality of diffractive optical elements arranged interchangeably on the optical path of the illumination optical system, and movable along the optical axis of the illumination optical system. An optical unit including at least one prism (conical prism, polyhedron prism, etc.) and at least one zoom optical system is provided as a light source 16 and an optical integrator (fly-eye lens) 22.
And the intensity distribution of the illumination light on the incident surface of the optical integrator (fly-eye lens) 22 or the incident angle range of the illumination light is made variable to reduce the light amount loss due to the change of the illumination condition. It is preferable to minimize it.
【0053】照明系開口絞り板24から出た照明光EL
の光路上に、レチクルブラインド30を介在させて第1
リレーレンズ28A及び第2リレーレンズ28Bから成
るリレー光学系が配置されている。レチクルブラインド
30は、レチクルRのパターン面に対する共役面に配置
され、レチクルR上の矩形の照明領域IARを規定する
矩形開口が形成されている。ここで、レチクルブライン
ド30としては、開口形状が可変の可動ブラインドが用
いられており、主制御装置50によってマスキング情報
とも呼ばれるブラインド設定情報に基づいてその開口が
設定されるようになっている。Illumination light EL emitted from the illumination system aperture stop plate 24
The reticle blind 30 on the optical path of the first
A relay optical system including a relay lens 28A and a second relay lens 28B is arranged. The reticle blind 30 is arranged on a conjugate plane with respect to the pattern surface of the reticle R, and has a rectangular opening that defines a rectangular illumination area IAR on the reticle R. Here, as the reticle blind 30, a movable blind whose opening shape is variable is used, and the opening is set by the main control device 50 based on blind setting information also called masking information.
【0054】リレー光学系を構成する第2リレーレンズ
28B後方の照明光ELの光路上には、当該第2リレー
レンズ28Bを通過した照明光ELをレチクルRに向け
て反射する折り曲げミラーMが配置され、このミラーM
後方の照明光ELの光路上にコンデンサレンズ32が配
置されている。A bending mirror M for reflecting the illumination light EL passing through the second relay lens 28B toward the reticle R is arranged on the optical path of the illumination light EL behind the second relay lens 28B constituting the relay optical system. And this mirror M
The condenser lens 32 is arranged on the optical path of the rear illumination light EL.
【0055】以上の構成において、フライアイレンズ2
2の入射面、レチクルブラインド30の配置面、及びレ
チクルRのパターン面は、光学的に互いに共役に設定さ
れ、フライアイレンズ22の射出側焦点面に形成される
光源面(照明光学系の瞳面)、投影光学系PLのフーリ
エ変換面(射出瞳面)は光学的に互いに共役に設定さ
れ、ケーラー照明系となっている。In the above configuration, the fly-eye lens 2
The incident surface of No. 2, the arrangement surface of the reticle blind 30, and the pattern surface of the reticle R are optically set to be conjugate with each other, and are formed on the exit-side focal plane of the fly-eye lens 22 (the pupil of the illumination optical system). Surface) and the Fourier transform surface (exit pupil surface) of the projection optical system PL are optically set to be conjugate with each other to form a Koehler illumination system.
【0056】このようにして構成された照明光学系12
の作用を簡単に説明すると、光源16からパルス発光さ
れたレーザビームLBは、ビーム整形・照度均一化光学
系に入射して断面形状が整形された後、フライアイレン
ズ22に入射する。これにより、フライアイレンズ22
の射出端に前述した2次光源が形成される。The illumination optical system 12 configured in this way
In brief, the laser beam LB pulse-emitted from the light source 16 is incident on the beam shaping / illuminance uniforming optical system and the cross-sectional shape is shaped, and then is incident on the fly-eye lens 22. As a result, the fly-eye lens 22
The secondary light source described above is formed at the exit end of the.
【0057】上記の2次光源から射出された照明光EL
は、照明系開口絞り板24上のいずれかの開口絞りを通
過した後、第1リレーレンズ28Aを経てレチクルブラ
インド30の矩形開口を通過した後、第2リレーレンズ
28Bを通過してミラーMによって光路が垂直下方に折
り曲げられた後、コンデンサレンズ32を経て、レチク
ルステージRST上に保持されたレチクルR上の矩形の
照明領域IARを均一な照度分布で照明する。Illumination light EL emitted from the above-mentioned secondary light source
Passes through one of the aperture stops on the illumination system aperture stop plate 24, then passes through the first relay lens 28A, the rectangular aperture of the reticle blind 30, and then passes through the second relay lens 28B. After the optical path is bent vertically downward, the rectangular illumination area IAR on the reticle R held on the reticle stage RST is illuminated with a uniform illuminance distribution via the condenser lens 32.
【0058】前記レチクルステージRST上にはレチク
ルRが装填され、不図示の静電チャック(又はバキュー
ムチャック)等を介して吸着保持されている。レチクル
ステージRSTは、不図示の駆動系により水平面(XY
平面)内で微小駆動(回転を含む)が可能な構成となっ
ている。また、レチクルステージRSTは、Y軸方向に
ついては、所定のストローク範囲(レチクルRの長さ程
度)で移動可能な構成となっている。なお、レチクルス
テージRSTの位置は、不図示の位置検出器、例えばレ
チクルレーザ干渉計によって、所定の分解能(例えば
0.5〜1nm程度の分解能)で計測され、この計測結
果が主制御装置50に供給されるようになっている。The reticle R is loaded on the reticle stage RST, and is held by suction via an electrostatic chuck (or vacuum chuck) or the like (not shown). The reticle stage RST is driven by a drive system (not shown) on a horizontal plane (XY
It is configured such that minute driving (including rotation) is possible within a plane. Further, reticle stage RST is configured to be movable within a predetermined stroke range (about the length of reticle R) in the Y-axis direction. The position of reticle stage RST is measured with a predetermined resolution (for example, a resolution of about 0.5 to 1 nm) by a position detector (not shown), for example, a reticle laser interferometer, and the measurement result is sent to main controller 50. It is being supplied.
【0059】前記投影光学系PLは、例えば両側テレセ
ントリックな縮小系が用いられている。この投影光学系
PLの投影倍率は例えば1/4、1/5あるいは1/6
等である。このため、前記の如くして、照明光ELによ
りレチクルR上の照明領域IARが照明されると、その
レチクルRに形成されたパターンが投影光学系PLによ
って前記投影倍率で縮小された像が表面にレジスト(感
光剤)が塗布されたウエハW上の矩形の露光領域IA
(通常は、ショット領域に一致)に投影され転写され
る。As the projection optical system PL, for example, a bilateral telecentric reduction system is used. The projection magnification of this projection optical system PL is, for example, 1/4, 1/5 or 1/6.
Etc. Therefore, as described above, when the illumination area IAR on the reticle R is illuminated by the illumination light EL, the image formed by reducing the pattern formed on the reticle R by the projection optical system PL at the projection magnification is the surface. A rectangular exposure area IA on the wafer W coated with a resist (photosensitizer)
It is projected and transferred (usually coincident with the shot area).
【0060】投影光学系PLとしては、図1に示される
ように、複数枚、例えば10〜20枚程度の屈折光学素
子(レンズ)13のみから成る屈折系が用いられてい
る。この投影光学系PLを構成する複数枚のレンズ13
のうち、物体面側(レチクルR側)の複数枚(ここで
は、説明を簡略化するために4枚とする)のレンズ13
1,132,133,134は、結像特性補正コントローラ
48によって外部から駆動可能な可動レンズとなってい
る。レンズ131,132,134は、不図示のレンズホ
ルダにそれぞれ保持され、これらのレンズホルダが不図
示の駆動素子、例えばピエゾ素子などにより重力方向に
3点で支持されている。そして、これらの駆動素子に対
する印加電圧を独立して調整することにより、レンズ1
31,132,134を投影光学系PLの光軸方向である
Z軸方向にシフト駆動、及びXY面に対する傾斜方向
(すなわちX軸回りの回転方向及びY軸回りの回転方
向)に駆動可能(チルト可能)な構成となっている。ま
た、レンズ133は、不図示のレンズホルダに保持さ
れ、このレンズホルダの外周部に例えばほぼ90°間隔
でピエゾ素子などの駆動素子が配置されており、相互に
対向する2つの駆動素子をそれぞれ一組として、各駆動
素子に対する印加電圧を調整することにより、レンズ1
33をXY面内で2次元的にシフト駆動可能な構成とな
っている。As the projection optical system PL, as shown in FIG. 1, a refraction system consisting of a plurality of, for example, 10 to 20 refracting optical elements (lenses) 13 is used. A plurality of lenses 13 forming this projection optical system PL
Among them, a plurality of lenses 13 on the object plane side (reticle R side) (here, four lenses for simplification of description)
1 , 13, 2 , 13 3 , and 13 4 are movable lenses that can be externally driven by the imaging characteristic correction controller 48. The lenses 13 1 , 13 2 and 13 4 are respectively held by lens holders (not shown), and these lens holders are supported at three points in the direction of gravity by drive elements (not shown) such as piezo elements. Then, by independently adjusting the voltage applied to these drive elements, the lens 1
3 1 , 13 2 , 13 4 are shift-driven in the Z-axis direction which is the optical axis direction of the projection optical system PL, and are driven in the tilt direction with respect to the XY plane (that is, the rotation direction around the X-axis and the rotation direction around the Y-axis). It is possible (tiltable). Further, the lens 13 3 is held by a lens holder (not shown) are driven element disposed such as a piezoelectric element at approximately 90 ° intervals, for example, in the outer peripheral portion of the lens holder, the two driving elements facing each other By adjusting the voltage applied to each drive element as a set, the lens 1
3 3 can be two-dimensionally shift-driven in the XY plane.
【0061】なお、レチクルR、及び投影光学系PLの
光学素子(特にレンズエレメント)はそれぞれ照明光E
Lの波長に応じてその硝材が適宜選択される。例えば、
照明光ELの波長が190nm程度以上(照明光ELが
ArFエキシマレーザ光、KrFエキシマレーザ光な
ど)では、合成石英を用いることができる。しかし、例
えば、照明光ELの波長が180nm程度以下(照明光
ELがF2レーザ光など)では、透過率などの点で合成
石英の使用が困難なので、ホタル石などのフッ化物結晶
や不純物(フッ素など)をドープした合成石英などが用
いられる。The reticle R and the optical elements (particularly lens elements) of the projection optical system PL are respectively illuminated by the illumination light E.
The glass material is appropriately selected according to the wavelength of L. For example,
When the wavelength of the illumination light EL is about 190 nm or more (the illumination light EL is ArF excimer laser light, KrF excimer laser light, or the like), synthetic quartz can be used. However, for example, when the wavelength of the illumination light EL is about 180 nm or less (the illumination light EL is F 2 laser light or the like), it is difficult to use synthetic quartz in terms of transmittance and the like, so that fluoride crystals such as fluorite and impurities ( Synthetic quartz or the like doped with fluorine etc. is used.
【0062】前記ウエハステージWSTは、ウエハステ
ージ駆動部56によりXY2次元面内で自在に駆動され
るようになっている。このウエハステージWST上に搭
載されたZチルトステージ58上には不図示のウエハホ
ルダを介してウエハWが静電吸着(あるいは真空吸着)
等により保持されている。Zチルトステージ58は、ウ
エハWのZ方向の位置(フォーカス位置)を調整すると
共に、XY平面に対するウエハWの傾斜角を調整する機
能を有する。また、ウエハステージWSTのX、Y位置
及び回転(ヨーイング、ピッチング、ローリングを含
む)は、Zチルトステージ58上に固定された移動鏡5
2Wを介して外部のウエハレーザ干渉計54Wにより計
測され、このウエハレーザ干渉計54Wの計測値が主制
御装置50に供給されるようになっている。The wafer stage WST can be freely driven in the XY two-dimensional plane by the wafer stage drive section 56. The wafer W is electrostatically attracted (or vacuum attracted) on the Z tilt stage 58 mounted on the wafer stage WST via a wafer holder (not shown).
And so on. The Z tilt stage 58 has the function of adjusting the position (focus position) of the wafer W in the Z direction and adjusting the tilt angle of the wafer W with respect to the XY plane. The X, Y position and rotation (including yawing, pitching, and rolling) of wafer stage WST are fixed to movable mirror 5 fixed on Z tilt stage 58.
An external wafer laser interferometer 54W measures through 2W, and the measured value of the wafer laser interferometer 54W is supplied to the main controller 50.
【0063】また、Zチルトステージ58上には、不図
示のウエハアライメント系のいわゆるベースライン計測
用の第1基準マークその他の基準マークが形成された基
準マーク板FMが、その表面がほぼウエハWの表面と同
一高さとなるように固定されている。On the Z-tilt stage 58, a reference mark plate FM having a first reference mark and other reference marks for so-called baseline measurement of a wafer alignment system (not shown) is formed on the surface of the wafer W. It is fixed so that it is flush with the surface of.
【0064】制御系は、図1中、前記主制御装置50に
よって主に構成される。主制御装置50は、CPU(中
央演算処理装置)、ROM(リード・オンリ・メモ
リ)、RAM(ランダム・アクセス・メモリ)等からな
るいわゆるワークステーション(又はマイクロコンピュ
ータ)等から構成され、露光動作が的確に行われるよう
に、例えば、ウエハステージWSTのショット間ステッ
ピング、露光タイミング等を統括して制御する。The control system is mainly constituted by the main controller 50 in FIG. The main controller 50 is composed of a so-called workstation (or microcomputer) including a CPU (central processing unit), a ROM (read only memory), a RAM (random access memory), etc. For example, the stepping between shots of the wafer stage WST, the exposure timing, etc. are centrally controlled so as to be performed accurately.
【0065】次に、本実施形態の露光装置10の投影光
学系PLの光学特性の計測の際に用いられる、光学特性
計測用マスクとしての計測用レチクルRTについて説明
する。Next, the measurement reticle R T as an optical characteristic measurement mask used when measuring the optical characteristics of the projection optical system PL of the exposure apparatus 10 of this embodiment will be described.
【0066】図2には、この計測用レチクルRTの概略
斜視図が示されている。また、図3には、レチクルステ
ージRST上に装填した状態におけるレチクルRTの光
軸AX近傍のXZ断面の概略図が、投影光学系PLの模
式図とともに示されている。また、図4には、レチクル
ステージRST上に装填した状態におけるレチクルR T
の−Y側端部近傍のXZ断面の概略図が、投影光学系P
Lの模式図とともに示されている。FIG. 2 shows this measurement reticle R.TOutline of
A perspective view is shown. Moreover, in FIG.
Reticle R loaded on the RSTTLight of
The schematic diagram of the XZ cross section near the axis AX is a model of the projection optical system PL.
It is shown with a schematic diagram. Further, in FIG. 4, the reticle is
Reticle R loaded on the stage RST T
Is a schematic view of the XZ cross section near the −Y side end of the projection optical system P.
It is shown with a schematic diagram of L.
【0067】図2から明らかなように、この計測用レチ
クルRTの全体形状は、通常のペリクル付きレチクルと
ほぼ同様の形状を有している。この計測用レチクルRT
は、パターン形成部材としてのガラス基板60、該ガラ
ス基板60の図2における上面のX軸方向中央部に、固
定された長方形板状の形状を有するレンズ取付け部材6
2、ガラス基板60の図2における下面に取り付けられ
た通常のペリクルフレームと同様の外観を有する枠状部
材から成るスペーサ部材64、及びこのスペーサ部材6
4の下面に取り付けられた開口板66等を備えている。As is apparent from FIG. 2, the entire shape of the measurement reticle R T is substantially the same as that of a normal reticle with a pellicle. This measurement reticle R T
Is a glass substrate 60 as a pattern forming member, and a lens mounting member 6 having a rectangular plate shape fixed to the central portion of the upper surface of the glass substrate 60 in FIG. 2 in the X-axis direction.
2. A spacer member 64 made of a frame-shaped member attached to the lower surface of the glass substrate 60 in FIG. 2 and having the same appearance as a normal pellicle frame, and the spacer member 6
4 is provided with an opening plate 66 and the like attached to the lower surface.
【0068】前記レンズ取付け部材62には、Y軸方向
の両端部の一部の帯状の領域を除く、ほぼ全域にマトリ
ックス状配置でn個の円形開口63i,j(i=1〜p、
j=1〜q、p×q=n)が形成されている。各円形開
口63i,jの内部には、Z軸方向の光軸を有する凸レン
ズから成る集光レンズ65i,jがそれぞれ設けられてい
る(図3参照)。In the lens mounting member 62, n circular openings 63 i, j (i = 1 to p, i = 1 to p, i = 1 to p
j = 1 to q, pxq = n) are formed. Inside each circular opening 63 i, j, a condenser lens 65 i, j made of a convex lens having an optical axis in the Z-axis direction is provided (see FIG. 3).
【0069】また、ガラス基板60とスペーサ部材64
と開口板66とで囲まれる空間の内部には、図3に示さ
れるように、補強部材69が所定の間隔で設けられてい
る。Further, the glass substrate 60 and the spacer member 64
As shown in FIG. 3, reinforcing members 69 are provided at predetermined intervals inside the space surrounded by the opening plate 66.
【0070】更に、前記各集光レンズ65i,jに対向し
て、図3に示されるように、ガラス基板60の下面に
は、計測用パターン67i,jがそれぞれ形成されてい
る。また、開口板66には、図4に示されるように、各
計測用パターン67i,jにそれぞれ対向してピンホール
状の開口70i,jが形成されている。このピンホール状
の開口70i,jは、例えば直径100〜150μm程度
とされる。Further, as shown in FIG. 3, measurement patterns 67 i, j are formed on the lower surface of the glass substrate 60 so as to face the condenser lenses 65 i, j . Further, as shown in FIG. 4, the opening plate 66 is formed with pinhole-shaped openings 70 i, j facing the respective measurement patterns 67 i, j . The pinhole-shaped opening 70 i, j has a diameter of, for example, about 100 to 150 μm.
【0071】図2に戻り、レンズ保持部材62には、Y
軸方向の両端部の一部の帯状の領域の中央部に、開口7
21、722がそれぞれ形成されている。図4に示される
ように、ガラス基板60の下面(パターン面)には、一
方の開口721に対向して基準パターン741が形成され
ている。また、図示は省略されているが、他方の開口7
22に対向して、ガラス基板60の下面(パターン面)
に、基準パターン741と同様の基準パターン(便宜
上、「基準パターン742」と記述する)が形成されて
いる。Returning to FIG. 2, the lens holding member 62 has a Y
The opening 7 is formed in the center of a part of the belt-shaped region at both ends in the axial direction.
2 1 and 72 2 are formed respectively. As shown in FIG. 4, a reference pattern 74 1 is formed on the lower surface (pattern surface) of the glass substrate 60 so as to face one opening 72 1 . Although not shown, the other opening 7
The lower surface of the glass substrate 60 (pattern surface) facing 2 2
In addition, a reference pattern similar to the reference pattern 74 1 (for convenience, described as “reference pattern 74 2 ”) is formed.
【0072】また、図2に示されるように、ガラス基板
60のレチクル中心を通るX軸上には、レンズ保持部材
62の両外側に、レチクル中心に関して対称な配置で一
対のレチクルアライメントマークRM1,RM2が形成
されている。Further, as shown in FIG. 2, on the X axis passing through the center of the reticle of the glass substrate 60, a pair of reticle alignment marks RM1 are arranged on both outsides of the lens holding member 62 in a symmetrical arrangement with respect to the center of the reticle. RM2 is formed.
【0073】ここで、本実施形態では、計測用パターン
67i,jとして、図5(A)に示されるような網目状
(ストリートライン状)のパターンが用いられている。
この計測用パターン67i,jは、遮光部であるクロム層
を網目状(ストリートライン状)にパターンニングによ
り除去して形成されたネガパターン(いわゆる抜きパタ
ーン)である。ここで、クロム層の厚さは、例えば0.
1μm程度とされており、照明光EL(ArFエキシマ
レーザ光)に対して2〜20%程度の透過率を持たせて
いる。Here, in this embodiment, as the measurement pattern 67 i, j , a mesh pattern (street line pattern) as shown in FIG. 5A is used.
The measurement pattern 67 i, j is a negative pattern (so-called blank pattern) formed by removing the chromium layer, which is the light-shielding portion, in a mesh shape (street line shape) by patterning. Here, the thickness of the chrome layer is, for example, 0.
It is about 1 μm, and has a transmittance of about 2 to 20% with respect to the illumination light EL (ArF excimer laser light).
【0074】なお、レチクルRの照明条件(照明光学系
の瞳面上での照明光ELの光量分布)やレジストの種類
及び膜厚などに応じて最適条件(遮光部の透過率など)
が異なることがあるので、例えば遮光部の透過率などが
異なる複数のレチクルを用意しておき、照明条件やレジ
ストの種類及び膜厚などに応じて1つのレチクルを選択
するようにしても良い。Optimal conditions (such as the transmittance of the light-shielding portion) depending on the illumination conditions of the reticle R (the light amount distribution of the illumination light EL on the pupil plane of the illumination optical system), the type of resist, and the film thickness.
Therefore, it is possible to prepare a plurality of reticles having different transmittances of the light-shielding portion and select one reticle according to the illumination condition, the type of resist, the film thickness, and the like.
【0075】上記の計測用パターン67i,jに対応し
て、基準パターン741、742として、図5(B)に示
されるような、計測用パターン67i,jと同一ピッチで
正方形パターンが配置された2次元の格子パターンが用
いられている。この場合、基準パターン741、742と
しては、遮光部であるクロム層を2次元の格子状にパタ
ーンニングにより除去して形成されたネガパターン(い
わゆる抜きパターン)が用いられている。この場合も、
クロム層の厚さは、上述した計測用パターン67 i,jと
同じ厚さとして、照明光EL(ArFエキシマレーザ
光)に対して同程度の透過率を持たせている。The above measurement pattern 67i, jCorresponding to
The reference pattern 741, 742As shown in Fig. 5 (B)
Measurement pattern 67i, jAt the same pitch as
Uses a two-dimensional grid pattern with square patterns
I have been. In this case, the reference pattern 741, 742When
The pattern of the light-shielding chrome layer is a two-dimensional grid.
Negative pattern formed by removing by negative (
A loose pattern) is used. Also in this case,
The thickness of the chrome layer is the same as the measurement pattern 67 described above. i, jWhen
With the same thickness, illumination light EL (ArF excimer laser
(Light) has a similar transmittance.
【0076】なお、基準パターン741、742として図
5(A)のパターンを用い、計測用パターンとして図6
(B)に示されるパターンを用いることは可能である。
また、計測用パターン67i,jは、これに限られず、そ
の他の形状のパターンを用いても良く、その場合には、
基準パターンとして、その計測用パターンとの間に所定
の位置関係があるパターンを用いれば良い。すなわち、
基準パターンは、計測用パターンの位置ずれの基準とな
るパターンであれば良く、その形状等は問わないが、投
影光学系PLの光学特性(結像特性を含む)を計測する
ためには、投影光学系PLのイメージフィールド又は露
光エリアの全面に渡ってパターンが分布しているパター
ンが望ましい。The pattern of FIG. 5A is used as the reference patterns 74 1 and 74 2 and the pattern of FIG.
It is possible to use the pattern shown in (B).
Further, the measurement pattern 67 i, j is not limited to this, and patterns of other shapes may be used. In that case,
As the reference pattern, a pattern having a predetermined positional relationship with the measurement pattern may be used. That is,
The reference pattern may be any pattern as long as it serves as a reference for the positional deviation of the measurement pattern, and its shape and the like are not limited, but in order to measure the optical characteristics (including the imaging characteristics) of the projection optical system PL, A pattern in which the pattern is distributed over the entire image field or exposure area of the optical system PL is desirable.
【0077】次に、計測用レチクルRTを用いて、投影
光学系PLの光学特性を計測する際の手順について説明
する。Next, the procedure for measuring the optical characteristics of the projection optical system PL using the measurement reticle R T will be described.
【0078】まず、主制御装置50では、不図示のレチ
クルローダを介して計測用レチクルRTをレチクルステ
ージRST上にロードする。次いで、主制御装置50で
は、レーザ干渉計54Wの出力をモニタしつつ、ウエハ
ステージ駆動部56を介してウエハステージWSTを移
動し、基準マーク板FM上の一対のレチクルアライメン
ト用基準マーク(以下、「第2基準マーク」と呼ぶ)を
予め定められた基準位置に位置決めする。ここで、この
基準位置とは、例えば一対の第2基準マークの中心が、
レーザ干渉計54Wで規定されるステージ座標系上の原
点に一致する位置に定められている。First, main controller 50 loads measurement reticle R T onto reticle stage RST via a reticle loader (not shown). Next, in main controller 50, while monitoring the output of laser interferometer 54W, wafer stage WST is moved via wafer stage drive unit 56, and a pair of reticle alignment reference marks (hereinafter, referred to as reference marks for reticle alignment on fiducial mark plate FM. A "second reference mark") is positioned at a predetermined reference position. Here, the reference position is, for example, the center of the pair of second reference marks,
It is set at a position corresponding to the origin on the stage coordinate system defined by the laser interferometer 54W.
【0079】次に、主制御装置50では、計測用レチク
ルRT上の一対のレチクルアライメントマークRM1,
RM2とこれらに対応する第2基準マークとを、不図示
の一対のレチクルアライメント顕微鏡により同時に観察
し、レチクルアライメントマークRM1,RM2の基準
板FM上への投影像と、対応する第2基準マークとの位
置ずれ量が、共に最小となるように、不図示の駆動系を
介してレチクルステージRSTをXY2次元面内で微少
駆動する。これにより、レチクルアライメントが終了
し、レチクル中心が投影光学系PLの光軸にほぼ一致す
る。Next, in main controller 50, a pair of reticle alignment marks RM1, on reticle R T for measurement is used.
The RM2 and the second reference marks corresponding thereto are simultaneously observed by a pair of reticle alignment microscopes (not shown), and projected images of the reticle alignment marks RM1 and RM2 on the reference plate FM and the corresponding second reference marks. The reticle stage RST is finely driven in the XY two-dimensional plane via a drive system (not shown) so that the positional deviation amounts of are both minimized. As a result, the reticle alignment is completed and the center of the reticle substantially coincides with the optical axis of the projection optical system PL.
【0080】次に、主制御装置50では、不図示のウエ
ハローダを用いて表面にレジスト(感光剤)が塗布され
たウエハWをZチルトステージ58上にロードする。Next, main controller 50 loads wafer W having a surface coated with a resist (photosensitive agent) onto Z tilt stage 58 by using a wafer loader (not shown).
【0081】次いで、主制御装置50では、計測用レチ
クルRTの集光レンズ65i,jの全てが含まれ、かつ開口
721,722が含まれず、レンズ保持部材62のX軸方
向の最大幅以内のX軸方向の長さを有する矩形の照明領
域を形成するため、不図示の駆動系を介してレチクルブ
ラインド30の開口を設定する。また、これと同時に、
主制御装置50では、駆動装置40を介して照明系開口
絞り板24を回転して、所定の開口絞り、例えば小σ絞
りを照明光ELの光路上に設定する。このとき、前述し
た照明光学系内の光学ユニット(不図示)、例えばズー
ム光学系などを用いてオプティカルインテグレータ(フ
ライアイレンズ22)に入射する照明光の光束径(又は
入射角度範囲)を小さくして光量損失を最小限とするこ
とが望ましい。Next, the main controller 50 includes all of the condenser lenses 65 i, j of the measurement reticle R T and does not include the openings 72 1 and 72 2 , and the lens holding member 62 in the X-axis direction. In order to form a rectangular illumination area having a length within the maximum width in the X-axis direction, the opening of the reticle blind 30 is set via a drive system (not shown). At the same time,
The main controller 50 rotates the illumination system aperture stop plate 24 via the drive device 40 to set a predetermined aperture stop, for example, a small σ stop on the optical path of the illumination light EL. At this time, the luminous flux diameter (or incident angle range) of the illumination light incident on the optical integrator (fly-eye lens 22) is reduced by using an optical unit (not shown) in the illumination optical system described above, for example, a zoom optical system. It is desirable to minimize light loss.
【0082】このような準備作業の後、主制御装置50
では、制御情報TSを光源16に与えて、レーザビーム
LBを発光させて、照明光ELをレチクルRTに照射し
て露光を行う。これにより、図3に示されるように、各
計測用パターン67i,jが、対応するピンホール状の開
口70i,j及び投影光学系PLを介して同時にウエハW
上のレジスト(ポジレジスト)層に転写される。この結
果、ウエハW上のレジスト層には、図6(A)に示され
るような各計測用パターン67i,jの縮小像(潜像)6
7’i,jが、所定間隔でXY2次元方向に沿って所定間
隔で形成される。After such preparatory work, main controller 50
Then, the control information TS is given to the light source 16, the laser beam LB is emitted, and the reticle R T is irradiated with the illumination light EL to perform exposure. As a result, as shown in FIG. 3, the respective measurement patterns 67 i, j are simultaneously exposed to the wafer W via the corresponding pinhole-shaped openings 70 i, j and the projection optical system PL.
Transferred to the upper resist (positive resist) layer. As a result, a reduced image (latent image) 6 of each measurement pattern 67 i, j as shown in FIG. 6A is formed on the resist layer on the wafer W.
7 ′ i, j are formed at predetermined intervals along the XY two-dimensional direction at predetermined intervals.
【0083】ここで、本実施形態の場合には、各計測用
パターン67i,jの遮光部に2〜20%程度の透過率を
持たせているので、遮光部の透過率が0の場合と比べ
て、レジスト感度に相当する必要なエネルギ量がレジス
ト層に照射されるまでの時間を短くすることができる。
この理由について簡単に説明する。Here, in the case of the present embodiment , since the light shielding portion of each measurement pattern 67 i, j has a transmittance of about 2 to 20%, when the transmittance of the light shielding portion is 0. Compared with the above, it is possible to shorten the time until the required amount of energy corresponding to the resist sensitivity is applied to the resist layer.
The reason for this will be briefly described.
【0084】図7(A)には、本実施形態の計測用レチ
クルRT上の任意の計測用パターンを構成する1本のラ
インパターン部分に着目したパターン面の直下における
光強度の分布が横軸を位置として示されている。一方、
図7(B)には、比較例として、遮光部の透過率が0の
場合の図7(A)に対応する光強度の分布が横軸を位置
として示されている。これらの図を比較すると明らかな
ように、図7(A)中の斜線部部分の分だけ、本実施形
態の方がピンホール状の開口を介して投影光学系PLに
入射し、ウエハW上のレジスト層の上記ラインパターン
の結像位置に入射する光量が多いことがわかる。従っ
て、本実施形態の場合、上記遮光部の透過率に応じた分
だけ計測用パターン67i,jの転写に要する露光時間を
短縮することができる。但し、遮光部を透過した光は遮
光部に対応するウエハW上の領域にも照射され、このこ
とは遮光部の透過率に応じて上記のラインパターンから
成る計測用パターンの転写像のコントラストが低下する
ことを意味する。従って、遮光部の透過率を、あまり高
く設定すべきではない。FIG. 7A shows a lateral distribution of the light intensity immediately below the pattern surface, focusing on one line pattern portion forming an arbitrary measurement pattern on the measurement reticle R T of this embodiment. The axis is shown as position. on the other hand,
As a comparative example, FIG. 7B shows the distribution of the light intensity corresponding to FIG. 7A when the transmittance of the light shielding portion is 0, with the horizontal axis representing the position. As is clear from a comparison of these figures, only the shaded portion in FIG. 7 (A) makes this embodiment enter the projection optical system PL via a pinhole-shaped opening, and on the wafer W. It can be seen that a large amount of light is incident on the image forming position of the line pattern on the resist layer. Therefore, in the case of the present embodiment, the exposure time required to transfer the measurement pattern 67 i, j can be shortened by an amount corresponding to the transmittance of the light shielding portion. However, the light transmitted through the light-shielding portion is also radiated to the region on the wafer W corresponding to the light-shielding portion, which means that the contrast of the transfer image of the measurement pattern composed of the above-mentioned line pattern depends on the transmittance of the light-shielding portion. It means to decrease. Therefore, the transmittance of the light shielding portion should not be set too high.
【0085】次に、主制御装置50では、不図示のレチ
クルレーザ干渉計の計測値とレチクルセンタと一方の基
準パターン741との設計上の位置関係とに基づいて、
基準パターン741の中心位置が光軸AX上に一致する
ように、不図示の駆動系を介してレチクルステージRS
TをY軸方向に所定距離移動する。次いで、主制御装置
50では、その移動後の開口721を含むレンズ保持部
材62上の所定面積の矩形領域(この領域は、いずれの
集光レンズにも掛からない)にのみ照明光ELの照明領
域を規定すべく、不図示の駆動系を介してレチクルブラ
インド30の開口を設定する。Next, in main controller 50, based on the measured value of a reticle laser interferometer (not shown) and the designed positional relationship between the reticle center and one of the reference patterns 74 1 ,
The reticle stage RS is arranged via a drive system (not shown) so that the center position of the reference pattern 74 1 coincides with the optical axis AX.
The T is moved in the Y-axis direction by a predetermined distance. Next, in the main controller 50, the illumination light EL is illuminated only on a rectangular area of a predetermined area (this area is not covered by any condenser lens) on the lens holding member 62 including the moved opening 72 1. In order to define the area, the opening of the reticle blind 30 is set via a drive system (not shown).
【0086】次に、主制御装置50では、最初の計測用
パターン671,1の潜像67’1,1が形成されたウエハW
上の領域のほぼ中心が、投影光学系PLの光軸上にほぼ
一致するように、レーザ干渉計54Wの計測値をモニタ
しつつ、ウエハステージWSTを移動する。Next, the main controller 50, the wafer W latent image 67 '1,1 of the first measurement pattern 67 1,1 are formed
The wafer stage WST is moved while monitoring the measurement value of the laser interferometer 54W so that the approximate center of the upper region substantially coincides with the optical axis of the projection optical system PL.
【0087】そして、主制御装置50では、制御情報T
Sを光源16に与えて、レーザビームLBを発光させ
て、照明光ELをレチクルRTに照射して露光を行う。
これにより、ウエハW上のレジスト層の計測用パターン
671,1の潜像が既に形成されている領域(領域S1,1と
呼ぶ)に基準パターン741が重ねて転写される。この
結果、ウエハW上の領域S1,1には、図6(B)に示さ
れるように、計測用パターン671,1の潜像67’1,1と
基準パターン741の潜像74’1が同図のような位置関
係で形成される。この場合も、上述の計測用パターンの
転写の場合と同様の理由により、基準パターン741の
遮光部の透過率に応じた分だけ基準パターン741の転
写に要する露光時間を短縮することができる。Then, in the main controller 50, the control information T
S is given to the light source 16 to cause the laser beam LB to emit light, and the illumination light EL is irradiated to the reticle RT to perform exposure.
As a result, the reference pattern 74 1 is transferred in an overlapping manner onto the region (referred to as the region S 1,1 ) in which the latent image of the measurement pattern 67 1,1 of the resist layer on the wafer W is already formed. As a result, in the area S 1,1 on the wafer W, as shown in FIG. 6B, the latent image 67 ′ 1,1 of the measurement pattern 67 1,1 and the latent image 74 of the reference pattern 74 1 are formed. ' 1 is formed in the positional relationship shown in the same figure. In this case, for the same reason as in the case of transfer of the measurement pattern described above, by the amount corresponding to the reference pattern 74 1 of the light shielding portion of the transmission required to transfer the reference pattern 74 1 can be shortened exposure time .
【0088】次いで、主制御装置50では、レチクルR
T上の計測用パターン67i,jの配列ピッチと投影光学系
PLの投影倍率とに基づいて、ウエハW上の計測用パタ
ーン67i,jの設計上の配列ピッチpを算出し、そのピ
ッチpだけ、ウエハステージWSTをX軸方向に移動し
て、第2番目の計測用パターン671,2の潜像が形成さ
れたウエハW上の領域(領域S1,2と呼ぶ)のほぼ中心
が、投影光学系PLの光軸上にほぼ一致するように、ウ
エハステージWSTを移動する。Next, in the main controller 50, the reticle R
The design arrangement pitch p of the measurement patterns 67 i, j on the wafer W is calculated based on the arrangement pitch of the measurement patterns 67 i, j on T and the projection magnification of the projection optical system PL, and the pitch is calculated. The wafer stage WST is moved in the X-axis direction by p, and the center of the area (called area S 1,2 ) on the wafer W where the latent image of the second measurement pattern 67 1,2 is formed. Moves wafer stage WST so that it substantially coincides with the optical axis of projection optical system PL.
【0089】そして、主制御装置50では、制御情報T
Sを光源16に与えて、レーザビームLBを発光させ
て、照明光ELをレチクルRTに照射して露光を行う。
これにより、ウエハW上の領域S1,2には基準パターン
741が重ねて転写される。この場合も、上述の計測用
パターンの転写の場合と同様の理由により、基準パター
ン741の転写に要する露光時間を短縮することができ
る。Then, in the main controller 50, the control information T
S is given to the light source 16 to cause the laser beam LB to emit light, and the illumination light EL is irradiated to the reticle RT to perform exposure.
As a result, the reference pattern 74 1 is transferred onto the area S 1,2 on the wafer W in an overlapping manner. Also in this case, the exposure time required for transferring the reference pattern 74 1 can be shortened for the same reason as in the case of transferring the measurement pattern described above.
【0090】以後、上記と同様の領域間ステッピング動
作と、露光動作とを繰り返すことにより、ウエハW上の
領域Si,jに、図6(B)と同様の計測用パターンと基
準パターンとの潜像が形成される。この場合も、各領域
Si,jに対する基準パターン741の転写に要する露光時
間を短縮することができる。Thereafter, by repeating the inter-region stepping operation and the exposure operation similar to the above, the measurement pattern and the reference pattern similar to those in FIG. 6B are formed in the region S i, j on the wafer W. A latent image is formed. Also in this case, the exposure time required for transferring the reference pattern 74 1 to each area S i, j can be shortened.
【0091】このようにして、全ての露光が終了する
と、主制御装置50では、不図示のウエハローダを介し
てウエハWをZチルトステージ58上からアンロードし
た後、チャンバ11にインラインにて接続されている不
図示のコータ・デベロッパ(以下、「C/D」と略述す
る)に送る。そして、C/D内で、そのウエハWの現像
が行われ、その現像後にウエハW上には、マトリックス
状に配列された各領域S i,jに図6(B)と同様の配置
で計測用パターンと基準パターンとのレジスト像が形成
される。In this way, all exposure is completed.
In the main controller 50, a wafer loader (not shown) is used.
And unload the wafer W from the Z tilt stage 58.
Connected to the chamber 11 inline.
The illustrated coater / developer (abbreviated as "C / D" below)
Send) to. Then, the development of the wafer W is performed in the C / D.
And the matrix is formed on the wafer W after the development.
Areas S arranged in a line i, jThe same arrangement as in Fig. 6 (B)
A resist image of the measurement pattern and the reference pattern is formed by
To be done.
【0092】その後、現像が終了したウエハWは、C/
Dから取り出され、外部の重ね合せ測定器(レジストレ
ーション測定器)を用いて、各領域Si,jについて重ね
合せ誤差の測定が行われ、この結果に基づいて、各計測
用パターン67i,jのレジスト像の対応する基準パター
ン741のレジスト像に対する位置誤差(位置ずれ量)
が算出される。なお、この位置ずれ量の算出方法は、種
々考えられるが、いずれにしても、計測された生データ
に基づいて統計演算を行うことが、精度を向上する観点
からは望ましい。After that, the wafer W which has been developed is C /
Then, the overlay error is measured for each region S i, j by using an external overlay measuring device (registration measuring device), and based on this result, each measurement pattern 67 i, Positional error (positional shift amount) of the resist image of j with respect to the resist image of the corresponding reference pattern 74 1.
Is calculated. There are various possible methods for calculating the positional deviation amount, but in any case, it is preferable to perform statistical calculation based on the measured raw data from the viewpoint of improving accuracy.
【0093】そして、各領域Si,jについて、基準パタ
ーンに対する計測用パターンのX,Y2次元方向の位置
ずれ量(Δξ,Δη)を求める。Then, for each region S i, j , the amount of positional displacement (Δξ, Δη) of the measurement pattern with respect to the reference pattern in the X and Y two-dimensional directions is obtained.
【0094】ここで、この位置ずれ量に基づいて、投影
光学系PLの波面を演算により求めるのであるが、その
前提として、位置ずれ量(Δξ,Δη)と波面との物理
的な関係を、図3及び図4に基づいて簡単に説明する。Here, the wavefront of the projection optical system PL is calculated by calculation based on this position shift amount. As a premise, the physical relationship between the position shift amount (Δξ, Δη) and the wavefront is calculated as follows. A brief description will be given with reference to FIGS. 3 and 4.
【0095】図3に、計測用パターン67k,lについ
て、代表的に示されるように、計測用パターン67i,j
(67k,l)で発生した回折光のうち、ピンホール状の
開口70 i,j を通過した光は、計測用パターン67k,l
のどの位置に由来する光であるかによって、投影光学系
PLの瞳面を通る位置が異なる。すなわち、当該瞳面の
各位置における波面は、その位置に対応する計測用パタ
ーン67k,lにおける位置を介した光の波面と対応して
いる。そして、仮に投影光学系PLに収差が全くないも
のとすると、それらの波面は、投影光学系PLの瞳面で
は、符号F1で示されるような理想波面(ここでは平
面)となるはずである。しかるに、収差の全く無い投影
光学系は実際には存在しないため、瞳面においては、例
えば、点線で示されるような曲面状の波面F2となる。
従って、計測用パターン67i,jの像は、ウエハW上で
波面F2の理想波面に対する傾きに応じてずれた位置に
結像される。FIG. 3 shows a measurement pattern 67.k, lAbout
Then, as representatively shown, the measurement pattern 67i, j
(67k, l) Of the diffracted light generated by
Opening 70 i, j The light that has passed through thek, l
Of the projection optical system
The position passing through the pupil plane of PL is different. That is, of the pupil plane
The wavefront at each position is the measurement pattern corresponding to that position.
67k, lCorresponding to the wavefront of light through the position at
There is. And if the projection optical system PL has no aberration at all,
, Those wavefronts are the pupil planes of the projection optical system PL.
Is the code F1The ideal wavefront as shown by
Surface). However, projection without aberrations
In the pupil plane, the example
For example, the curved wavefront F as shown by the dotted line2Becomes
Therefore, the measurement pattern 67i, jOn the wafer W
Wave front F2At a position shifted according to the inclination of the ideal wavefront of
It is imaged.
【0096】この一方、基準パターン741(又は7
42)から発生する回折光は、図4に示されるように、
ピンホール状の開口の制限を受けることなく、しかも投
影光学系PLに直接入射し、該投影光学系PLを介して
ウエハW上に結像される。更に、この基準パターン74
1を用いた露光は、投影光学系PLの光軸上に基準パタ
ーン741の中心を位置決めした状態で行われることか
ら、基準パターン741から発生する結像光束は殆ど投
影光学系PLの収差の影響を受けることなく、光軸を含
む微小領域に位置ずれなく結像する。On the other hand, the reference pattern 74 1 (or 7
4 2 ) generates diffracted light, as shown in FIG.
Without being restricted by the pinhole-shaped opening, the light directly enters the projection optical system PL and is imaged on the wafer W through the projection optical system PL. Furthermore, this reference pattern 74
Since exposure using 1 is performed with the center of the reference pattern 74 1 being positioned on the optical axis of the projection optical system PL, most of the imaging light flux generated from the reference pattern 74 1 is an aberration of the projection optical system PL. The image is formed on the minute area including the optical axis without any positional deviation without being affected by.
【0097】従って、位置ずれ量(Δξ,Δη)は、波
面の理想波面に対する傾斜をそのまま反映した値にな
り、逆に位置ずれ量(Δξ,Δη)に基づいて波面を復
元することができる。なお、上記の位置ずれ量(Δξ,
Δη)と波面との物理的な関係から明らかなように、本
実施形態における波面の算出原理は、周知のShack-Hart
manの波面算出原理そのものである。Therefore, the positional deviation amount (Δξ, Δη) becomes a value that directly reflects the inclination of the wavefront with respect to the ideal wavefront, and conversely the wavefront can be restored based on the positional deviation amount (Δξ, Δη). In addition, the amount of positional deviation (Δξ,
As is clear from the physical relationship between Δη) and the wavefront, the wavefront calculation principle in this embodiment is based on the well-known Shack-Hart method.
It is the wavefront calculation principle of man itself.
【0098】次に、上記の位置ずれ量に基づいて、波面
を算出する方法について、簡単に説明する。Next, a method for calculating the wavefront based on the above-mentioned amount of positional deviation will be briefly described.
【0099】上述の如く、位置ずれ量(Δξ,Δη)は
波面の傾きに対応しており、これを積分することにより
波面の形状(厳密には基準面(理想波面)からのずれ)
が求められる。波面(波面の基準面からのずれ)の式を
W(x,y)とし、比例係数をkとすると、次式
(1)、(2)のような関係式が成立する。As described above, the positional deviation amount (Δξ, Δη) corresponds to the inclination of the wavefront, and by integrating this, the shape of the wavefront (strictly speaking, deviation from the reference surface (ideal wavefront)).
Is required. If the equation of the wavefront (deviation of the wavefront from the reference plane) is W (x, y) and the proportional coefficient is k, the relational expressions such as the following equations (1) and (2) are established.
【0100】[0100]
【数1】 [Equation 1]
【0101】位置ずれ量のみでしか与えられていない波
面の傾きをそのまま積分するのは容易ではないため、面
形状を級数に展開して、これにフィットするものとす
る。この場合、級数は直交系を選ぶものとする。ツェル
ニケ多項式は軸対称な面の展開に適した級数で、円周方
向は三角級数に展開する。すなわち、波面Wを極座標系
(ρ,θ)で表すと、ツェルニケ多項式をRn m(ρ)と
して、次式(3)のように展開できる。Since it is not easy to directly integrate the wavefront inclination given only by the amount of positional deviation, the surface shape is developed into a series and fitted to it. In this case, the series should be orthogonal. The Zernike polynomial is a series suitable for expanding an axisymmetric surface, and expands into a trigonometric series in the circumferential direction. That is, when the wavefront W is represented by the polar coordinate system (ρ, θ), the Zernike polynomial can be expanded as R n m (ρ) as shown in the following expression (3).
【0102】[0102]
【数2】 [Equation 2]
【0103】なお、Rn m(ρ)の具体的な形は、周知で
ある(例えば光学の一般的な教科書などに記載されてい
る)ので、詳細な説明は省略する。直交系であるから各
項の係数、An m,Bn mは独立に決定することができる。
有限項で切ることはある種のフィルタリングを行うこと
に対応する。Since the specific form of R n m (ρ) is well known (for example, it is described in a general textbook of optics), detailed description thereof will be omitted. Since it is an orthogonal system, the coefficients of each term, A n m and B n m, can be independently determined.
Cutting with a finite term corresponds to performing some sort of filtering.
【0104】実際には、その微分が上記の位置ずれ量と
して検出されるので、フィッティングは微係数について
行う必要がある。極座標系(x=ρcosθ,y=ρs
inθ)では、次式(4)、(5)のように表される。In practice, the derivative is detected as the above-mentioned positional deviation amount, and therefore the fitting needs to be performed on the differential coefficient. Polar coordinate system (x = ρcos θ, y = ρs
in θ) is expressed by the following equations (4) and (5).
【0105】[0105]
【数3】 [Equation 3]
【0106】ツェルニケ多項式の微分形は直交系ではな
いので、フィッティングは最小自乗法で行う必要があ
る。1つの計測用パターンからの情報(ずれの量)はX
とY方向につき与えられるので、計測用パターンの数を
N(Nは、例えば81〜400程度とする)とすると、
上式(1)〜(5)で与えられる観測方程式の数は2N
(=162〜800程度)となる。これから例えば27
の係数を決めるため各係数の誤差はかなり小さくなる
(面の傾きを表すA1 1,B1 1を除けば係数のばらつきは
数nm程度に収まっている)。Since the differential form of the Zernike polynomial is not an orthogonal system, the fitting must be performed by the least square method. The information (the amount of deviation) from one measurement pattern is X
And the number of measurement patterns is N (N is, for example, about 81 to 400),
The number of observation equations given by the above equations (1) to (5) is 2N.
(= About 162 to 800). From now on, for example, 27
Much smaller the error of each coefficient to determine the coefficients (the variation coefficients except A 1 1, B 1 1 representing the tilt of the surface is accommodated in several nm).
【0107】ツェルニケ多項式のそれぞれの項は光学収
差に対応する。しかも低次の項はザイデル収差にほぼ対
応する。従って、ツェルニケ多項式を用いることによ
り、投影光学系PLの波面収差を求めることができる。Each term in the Zernike polynomial corresponds to an optical aberration. Moreover, the low-order terms almost correspond to Seidel aberrations. Therefore, the wavefront aberration of the projection optical system PL can be obtained by using the Zernike polynomial.
【0108】そこで、本実施形態では、前述のようにし
て求められた各領域Si,jについての基準パターンに対
する計測用パターンのX,Y2次元方向の位置ずれ量
(Δξ,Δη)のデータが、オペレータ等により、図1
の入出力装置44を介して主制御装置50に入力され
る。なお、外部の重ね合せ測定器から、演算した各領域
S i,jについての位置ずれ量(Δξ,Δη)のデータ
を、オンラインにて主制御装置50に入力することも可
能である。Therefore, in this embodiment, as described above,
Each area S obtained byi, jAgainst the reference pattern for
Amount of misalignment of measuring pattern in X, Y two-dimensional direction
The data of (Δξ, Δη) is shown in FIG.
Is input to the main controller 50 via the input / output device 44 of
It Each area calculated from an external overlay measuring instrument
S i, jDisplacement data (Δξ, Δη) for
Can be input to the main controller 50 online.
Noh.
【0109】いずれにしても、上記の入力に応答して、
主制御装置50内のCPUでは、所定の演算プログラム
を用いて、位置ずれ量(Δξ,Δη)に基づいて、前述
した原理に従って、各領域Si,jに対応する、すなわち
投影光学系PLの視野内の第1計測点〜第n計測点に対
応する波面(波面収差)、ここでは、ツェルニケ多項式
の各項の係数、例えば第2項の係数Z2〜第36項の係
数Z36を演算する。In any case, in response to the above input,
The CPU in the main controller 50 uses a predetermined calculation program to correspond to each region S i, j based on the positional deviation amount (Δξ, Δη) according to the principle described above, that is, the projection optical system PL. wavefront corresponding to the first measurement point to the n-th measurement point in the visual field (wavefront aberration), wherein the calculation coefficient of each term of the Zernike polynomial, for example, the second term of the coefficient Z 2 - coefficient Z 36 of paragraph 36 To do.
【0110】本実施形態の露光装置10では、半導体デ
バイスの製造時には、レチクルとしてデバイス製造用の
レチクルRがレチクルステージRST上に装填され、そ
の後、レチクルアライメント及び不図示のウエハアライ
メント系のいわゆるベースライン計測、並びにEGA
(エンハンスト・グローバル・アライメント)等のウエ
ハアライメントなどの準備作業が行われる。その後、前
述した光学特性の計測時と同様のステップ・アンド・リ
ピート方式の露光が行われる。但し、この場合、ステッ
ピングは、ウエハアライメント結果に基づいて、ショッ
ト間を単位として行われる。なお、露光時の動作等は通
常のステッパと異なることがないので、詳細説明につい
ては省略する。In the exposure apparatus 10 of the present embodiment, at the time of manufacturing a semiconductor device, a reticle R for device manufacturing is loaded as a reticle on the reticle stage RST, and thereafter, reticle alignment and a so-called baseline of a wafer alignment system not shown. Measurement and EGA
Preparation work such as wafer alignment such as (enhanced global alignment) is performed. After that, the same step-and-repeat exposure is performed as in the measurement of the optical characteristics described above. However, in this case, stepping is performed in units of shots based on the wafer alignment result. Since the operation during exposure does not differ from that of a normal stepper, detailed description thereof will be omitted.
【0111】但し、この露光装置10では、定期的にメ
ンテナンスを行い、その際に、前述した計測用レチクル
RTを用いて、前述した手順で波面収差の計測が行わ
れ、その計測結果に基づいて、投影光学系PLが調整さ
れる。この調整は、例えば、主制御装置50が波面収差
の計測結果に基づいて、非点収差、コマ収差、ディスト
ーション、像面湾曲(又はフォーカス)、球面収差など
の低次収差、すなわちザイデルの5収差等を求め、これ
らの収差を補正すべき旨の指令を結像特性補正コントロ
ーラ48に与える。これにより、結像特性補正コントロ
ーラ48により、可動レンズ131〜134のうちの少な
くとも1つの所定の可動レンズを、少なくとも1自由度
方向に駆動する所定の駆動素子に対する印加電圧が制御
され、前記所定の可動レンズの位置及び姿勢の少なくと
も一方が調整され、投影光学系PLの結像特性、例えば
ディストーション、像面湾曲、コマ収差、球面収差、及
び非点収差等が補正される。However, in the exposure apparatus 10, the maintenance is periodically performed, and at that time, the wavefront aberration is measured using the above-described measurement reticle R T according to the procedure described above, and based on the measurement result. Thus, the projection optical system PL is adjusted. This adjustment is performed, for example, by the main control device 50 based on the measurement result of the wavefront aberration, astigmatism, coma aberration, distortion, field curvature (or focus), low-order aberration such as spherical aberration, that is, Seidel's 5 aberrations. Etc., and gives a command to the imaging characteristic correction controller 48 to correct these aberrations. As a result, the imaging characteristic correction controller 48 controls the applied voltage to a predetermined drive element that drives at least one predetermined movable lens of the movable lenses 13 1 to 13 4 in at least one degree of freedom direction, and At least one of the position and the posture of the predetermined movable lens is adjusted, and the imaging characteristics of the projection optical system PL, such as distortion, field curvature, coma aberration, spherical aberration, and astigmatism, are corrected.
【0112】この場合において、各可動レンズの各自由
度方向の単位駆動量と、波面収差(ツェルニケ多項式の
各項の係数)の変化量との関係を予め求め、これをデー
タベースとしてメモリ内に記憶しておくとともに、この
データベースとツェルニケ多項式の各項の係数とに基づ
いて結像特性の調整量を演算する調整量演算プログラム
を準備しておくこととしても良い。このようにすると、
主制御装置50では、波面収差の計測結果(ツェルニケ
多項式の各項の係数の算出値)が得られた時点で、上記
のデータベースとその得られた波面収差の計測結果とを
用いて上記の調整量演算プログラムに従って、可動レン
ズ131〜134を各自由度方向に駆動すべき調整量を演
算し、この調整量の指令値を、結像特性補正コントロー
ラ48に与える。これにより、結像特性補正コントロー
ラ48により、可動レンズ131〜134をそれぞれの自
由度方向に駆動する各駆動素子に対する印加電圧が制御
され、可動レンズ131〜134の位置及び姿勢の少なく
とも一方がほぼ同時に調整され、投影光学系PLの結像
特性、例えばディストーション、像面湾曲、コマ収差、
球面収差、及び非点収差等が補正される。なお、コマ収
差、球面収差、及び非点収差については、低次のみなら
ず高次の収差をも補正可能である。In this case, the relationship between the unit drive amount of each movable lens in the direction of each degree of freedom and the change amount of the wavefront aberration (the coefficient of each term of the Zernike polynomial) is obtained in advance and stored in a memory as a database. At the same time, an adjustment amount calculation program for calculating the adjustment amount of the imaging characteristic based on this database and the coefficient of each term of the Zernike polynomial may be prepared. This way,
In the main controller 50, when the measurement result of the wavefront aberration (calculated value of the coefficient of each term of the Zernike polynomial) is obtained, the above adjustment is performed using the database and the obtained measurement result of the wavefront aberration. An adjustment amount for driving the movable lenses 13 1 to 13 4 in each of the degrees of freedom is calculated according to the amount calculation program, and a command value of this adjustment amount is given to the imaging characteristic correction controller 48. As a result, the image formation characteristic correction controller 48 controls the voltage applied to each drive element that drives the movable lenses 13 1 to 13 4 in the respective degrees of freedom, and at least the positions and orientations of the movable lenses 13 1 to 13 4 are controlled. One of them is adjusted almost at the same time, and image forming characteristics of the projection optical system PL, such as distortion, field curvature, and coma aberration,
Spherical aberration, astigmatism, etc. are corrected. Regarding coma aberration, spherical aberration, and astigmatism, not only low-order aberrations but also high-order aberrations can be corrected.
【0113】次に、露光装置10の製造方法について説
明する。Next, a method of manufacturing the exposure apparatus 10 will be described.
【0114】露光装置10の製造に際しては、まず、複
数のレンズ、ミラー等の光学素子などを含む照明光学系
12、投影光学系PL、多数の機械部品から成るレチク
ルステージ系やウエハステージ系などを、それぞれユニ
ットとして組み立てるとともに、それぞれユニット単体
としての所望の性能を発揮するように、光学的な調整、
機械的な調整、及び電気的な調整等を行う。In manufacturing the exposure apparatus 10, first, an illumination optical system 12 including optical elements such as a plurality of lenses and mirrors, a projection optical system PL, a reticle stage system including a large number of mechanical parts, a wafer stage system, and the like are provided. , Assembling each as a unit, and performing optical adjustments so that each unit exhibits the desired performance as a unit,
Make mechanical and electrical adjustments.
【0115】次に、照明光学系12や投影光学系PLな
どを露光装置本体に組むとともに、レチクルステージ系
やウエハステージ系などを露光装置本体に取り付けて配
線や配管を接続する。Next, the illumination optical system 12, the projection optical system PL, etc. are assembled in the exposure apparatus main body, and the reticle stage system, wafer stage system, etc. are attached to the exposure apparatus main body to connect wiring and piping.
【0116】次いで、照明光学系12や投影光学系PL
については、光学的な調整を更に行う。これは、露光装
置本体への組み付け前と組み付け後とでは、それらの光
学系、特に投影光学系PLの光学特性が微妙に変化する
からである。本実施形態では、この露光装置本体へ組み
込み後に行われる投影光学系PLの光学的な調整に際し
て、前述した計測用レチクルRTを用いて前述した手順
で、投影光学系PLの波面収差の計測を行う。そして、
この波面収差結果に基づいて、前述のメンテナンス時と
同様にして、ザイデル収差等の補正が行われる。また、
より高次の収差に基づいて必要であればレンズ等の組付
けを再調整する。なお、再調整により所望の性能が得ら
れない場合などには、一部のレンズを再加工する必要も
生じる。なお、投影光学系PLの光学素子の再加工を容
易に行うため、投影光学系PLを露光装置本体に組み込
む前に前述の波面収差を計測し、この計測結果に基づい
て再加工が必要な光学素子の有無や位置などを特定し、
その光学素子の再加工と他の光学素子の再調整とを並行
して行うようにしても良い。Next, the illumination optical system 12 and the projection optical system PL
With respect to, the optical adjustment is further performed. This is because the optical characteristics of those optical systems, in particular, the projection optical system PL slightly change before and after assembling to the exposure apparatus main body. In the present embodiment, when the optical adjustment of the projection optical system PL is carried out after being incorporated in the exposure apparatus main body, the wavefront aberration of the projection optical system PL is measured by the procedure described above using the measurement reticle R T described above. To do. And
Based on this wavefront aberration result, Seidel aberration and the like are corrected in the same manner as during the above-mentioned maintenance. Also,
If necessary, readjust the assembling of the lens or the like based on the higher-order aberration. If the desired performance cannot be obtained by the readjustment, it is necessary to reprocess some lenses. In order to easily reprocess the optical elements of the projection optical system PL, the above-mentioned wavefront aberration is measured before the projection optical system PL is incorporated into the exposure apparatus main body, and the optical processing that requires reprocessing is performed based on this measurement result. Identify the presence or absence of elements and their positions,
The reprocessing of the optical element and the readjustment of other optical elements may be performed in parallel.
【0117】その後、更に総合調整(電気調整、動作確
認等)をする。これにより、光学特性が高精度に調整さ
れた投影光学系PLを用いて、レチクルRのパターンを
ウエハW上に精度良く転写することができる、本実施形
態の露光装置10を製造することができる。なお、露光
装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリ
ーンルームで行うことが望ましい。Thereafter, further comprehensive adjustment (electrical adjustment, operation confirmation, etc.) is performed. This makes it possible to manufacture the exposure apparatus 10 of the present embodiment, which can accurately transfer the pattern of the reticle R onto the wafer W by using the projection optical system PL whose optical characteristics are adjusted with high accuracy. . It is desirable that the exposure apparatus be manufactured in a clean room where the temperature and cleanliness are controlled.
【0118】ところで、本実施形態のように、ウエハ上
のレジスト層に形成された計測用パターンの像と基準パ
ターンの像との位置関係の計測結果に基づいて、投影光
学系の光学特性(波面収差など)を算出する場合には、
レジスト層の厚さによって、特に球面収差の計測結果が
異なることが知られている。これは、レジスト層に形成
される像は、レジスト層の厚さによってその線幅が微妙
に異なるためである。従って、レジスト層の厚さは、投
影光学系の光学特性の計測の際には、ほぼ一定であるこ
とが望ましい。しかし、現実問題として、スピンコータ
ー等を用いてレジストをウエハ上に塗布する際に、レジ
スト層の厚さを常に一定にすることは、容易ではない。By the way, as in the present embodiment, based on the measurement result of the positional relationship between the image of the measurement pattern formed on the resist layer on the wafer and the image of the reference pattern, the optical characteristics (wavefront) of the projection optical system are measured. When calculating (e.g. aberration),
It is known that the measurement result of spherical aberration is different depending on the thickness of the resist layer. This is because the line width of the image formed on the resist layer is slightly different depending on the thickness of the resist layer. Therefore, it is desirable that the thickness of the resist layer be substantially constant when measuring the optical characteristics of the projection optical system. However, as a practical matter, it is not easy to always keep the thickness of the resist layer constant when the resist is applied onto the wafer using a spin coater or the like.
【0119】そこで、前述した計測用レチクルRTと同
様の計測用レチクルを用いて、投影光学系の光学特性の
計測を行う場合には、予め前述した各計測用パターンの
遮光部(クロム層)、基準パターンの遮光部(クロム
層)の膜厚、すなわち照明光透過率の異なる、前述した
計測用レチクルと同様の構成の計測用レチクルを複数種
類用意しておく。そして、投影光学系の光学特性を計測
する際には、その計測の開始に先立って、光学方式又は
接触針方式で計測に用いるウエハ上のレジスト層の厚さ
を計測し、その計測結果に基づいて、レジスト層の厚さ
及びレジスト感度に応じた照明光透過率に遮光部が設定
された適切な計測用レチクルを選択する。そして、選択
した計測用レチクルを用いて、前述と同様の手順で、計
測用パターン及び基準パターンを順次ウエハ上に転写
し、そのウエハを現像する。このようにすると、ウエハ
上に形成される計測用パターン及び基準パターンの線幅
を所望の線幅の範囲内に常に収めることが可能となる。Therefore, when the optical characteristics of the projection optical system are measured by using the same measurement reticle as the above-mentioned measurement reticle R T , the light-shielding portion (chrome layer) of each of the above-described measurement patterns is previously prepared. A plurality of types of measurement reticles having the same thickness as the light-shielding portion (chrome layer) of the reference pattern, that is, different illumination light transmittance, and having the same configuration as the above-described measurement reticle are prepared. Then, when measuring the optical characteristics of the projection optical system, prior to the start of the measurement, the thickness of the resist layer on the wafer used for measurement by the optical method or the contact needle method is measured, and based on the measurement result. Then, an appropriate measurement reticle in which the light shielding portion is set to the illumination light transmittance according to the thickness of the resist layer and the resist sensitivity is selected. Then, using the selected measurement reticle, the measurement pattern and the reference pattern are sequentially transferred onto the wafer in the same procedure as described above, and the wafer is developed. By doing so, it is possible to always keep the line widths of the measurement pattern and the reference pattern formed on the wafer within the range of the desired line width.
【0120】その理由は、前述したように、上記の遮光
部を透過した光は遮光部に対応するウエハW上の領域に
も照射され、このことは、遮光部の透過率を変更するこ
とにより、現像後のレジスト層の膜厚を制御できること
を意味するからである。従って、現像前のウエハ上の膜
厚に応じて、適切な計測用レチクルを選択する上記の手
法を用いることにより、現像後のレジスト層の膜厚が常
に一定となり、その結果、所望の線幅のレジスト像を得
ることが可能となる。The reason is that, as described above, the light transmitted through the above-mentioned light-shielding portion is also radiated to the region on the wafer W corresponding to the light-shielding portion, which means that the transmittance of the light-shielding portion is changed. This is because it means that the film thickness of the resist layer after development can be controlled. Therefore, by using the above method of selecting an appropriate measurement reticle according to the film thickness on the wafer before development, the film thickness of the resist layer after development is always constant, and as a result, the desired line width is obtained. It is possible to obtain a resist image of.
【0121】なお、上記の遮光部(クロム層)の膜厚、
すなわち照明光透過率の異なる、前述した計測用レチク
ルと同様の構成のマスクを複数種類用意しておく代わり
に、計測用レチクルなどにパターンの無い領域を用意し
て、計測用パターンあるいは基準パターンとその領域と
をウエハ等の基板に対して二重露光することとしても良
い。この場合、露光量を調節しながらパターンの無い領
域を介した露光を行うと、遮光部の透過率を変更する場
合と同様の効果が得られるので、結果的に上述の遮光部
(クロム層)の照明光透過率の異なるマスクを複数種類
用意しておく場合と同等の目的を達成することができ
る。The thickness of the above-mentioned light-shielding portion (chrome layer),
That is, instead of preparing a plurality of types of masks having different illumination light transmissivities and having the same configuration as the measurement reticle described above, a region without a pattern is prepared in the measurement reticle or the like and used as a measurement pattern or a reference pattern. The region and the substrate such as a wafer may be double-exposed. In this case, if the exposure is performed through a region having no pattern while adjusting the exposure amount, the same effect as when changing the transmittance of the light-shielding portion is obtained, and as a result, the above-mentioned light-shielding portion (chrome layer) is obtained. It is possible to achieve the same purpose as in the case where a plurality of masks having different illumination light transmittances are prepared.
【0122】そして、このようにして得られたウエハ上
に形成される各計測用パターンのレジスト像の対応する
基準パターンに対する位置ずれ量を計測し、その計測結
果に基づいて投影光学系の光学特性、例えば波面収差を
求める。これにより、この波面収差の計測結果に基づい
て、レジスト層の膜厚に影響を受けない球面収差の計測
が可能となる。Then, the amount of positional deviation of the resist image of each measurement pattern formed on the wafer with respect to the corresponding reference pattern is measured, and based on the measurement result, the optical characteristics of the projection optical system are measured. , For example, the wavefront aberration is calculated. As a result, it becomes possible to measure the spherical aberration that is not affected by the thickness of the resist layer based on the measurement result of the wavefront aberration.
【0123】なお、上述したレジスト層の膜厚に応じ
て、遮光部の透過率の異なるレチクルを選択する、換言
すればレジスト層の膜厚に応じて、レチクルの遮光部の
透過率を変更するという手法は、従来の計測用パターン
を用いた焼付け法による球面収差の計測の際にも好適に
適用できる。Note that a reticle having a light-transmitting portion having a different transmittance is selected according to the thickness of the resist layer described above, in other words, the light-transmitting portion of the reticle has a different transmittance depending on the thickness of the resist layer. This method can be suitably applied to the measurement of spherical aberration by the conventional printing method using a measurement pattern.
【0124】以上説明したように、本実施形態による
と、ガラス基板60のパターン面が物体面(第1面)に
位置する状態で、投影光学系PLの物体面側に計測用レ
チクルRTを配置し、投影光学系PLの像面(第2面)
に表面に感光剤(レジスト)が塗布されたウエハWを配
置する。この状態で、ガラス基板60のパターン面に所
定の位置関係で配置された複数の計測用パターン67
i,jが、照明光ELにより照明されると、それぞれの計
測用パターンから射出された照明光がガラス基板60の
パターン面に対する射出側に配置された開口板66に各
計測用パターン67 i,jにそれぞれ対応して設けられた
複数のピンホール状の開口70i,jのそれぞれを介して
投影光学系PLに入射し、該投影光学系PLを介してウ
エハW上の感光層(レジスト層)に投射される。この
際、各計測用パターン67i,jの遮光部が一部光を通す
程度の透過率に設定されているので、本来光が遮光され
ている部分からの漏れ光も各ピンホール状の開口70
i,j及び投影光学系PLを介してウエハW上に到達し、
ウエハW表面のレジストの感光を促進する。従って、目
的とする線幅の計測用パターンの転写像、例えばレジス
ト像を得るための照明光ELの照射時間(露光時間)を
短縮することができる。As described above, according to this embodiment
And the pattern surface of the glass substrate 60 becomes the object surface (first surface).
In the state where it is positioned, the measurement lens is placed on the object plane side of the projection optical system PL.
Chickle RTThe image plane of the projection optical system PL (second surface)
Wafer W with a photosensitive agent (resist) applied on its surface
Place. In this state, place on the pattern surface of the glass substrate 60.
A plurality of measurement patterns 67 arranged in a fixed positional relationship
i, jHowever, when illuminated by the illumination light EL,
The illumination light emitted from the measurement pattern is reflected by the glass substrate 60.
Each of the aperture plates 66 arranged on the emission side with respect to the pattern surface
Measurement pattern 67 i, jWas provided corresponding to
A plurality of pinhole-shaped openings 70i, jThrough each of
It is incident on the projection optical system PL and is transmitted through the projection optical system PL.
It is projected on the photosensitive layer (resist layer) on the roof W. this
At this time, each measurement pattern 67i, jPart of the light-shielding part of
Since the transmittance is set to a certain level, the light is originally blocked.
The leaked light from the part that has a pinhole-shaped opening 70
i, jAnd reaches the wafer W via the projection optical system PL,
The exposure of the resist on the surface of the wafer W is promoted. Therefore, the eyes
Transfer image of target line width measurement pattern, eg, resist
The irradiation time (exposure time) of the illumination light EL to obtain the image
It can be shortened.
【0125】また、照明光ELを用いて計測用レチクル
RT上の基準パターン741(742)を各計測用パター
ン67i,jの位置ずれの基準としてウエハW上のレジス
ト層に順次転写する。基準パターン741(742)も遮
光部が一部光を通す程度の透過率に設定されているの
で、遮光部からの漏れ光がウエハW表面のレジストの感
光を促進し、基準パターン741(742)の転写のため
の露光時間の短縮も可能である。但し、基準パターン7
41(742)の遮光部は、必ずしも照明光ELを透過さ
せなくとも良い。基準パターン741(742)で発生す
る回折光はピンホール状の開口によって制限されないか
らである。Further, the reference pattern 74 1 (74 2 ) on the measurement reticle R T is sequentially transferred to the resist layer on the wafer W by using the illumination light EL as a reference for the positional deviation of each measurement pattern 67 i, j. To do. Since 74 1 (74 2) also shielding portion reference pattern is set to the transmittance of the extent through which some light, leakage light from the light-shielding portion promotes a photosensitive resist on the wafer W surface, the reference pattern 74 1 It is also possible to shorten the exposure time for the transfer of (74 2 ). However, the reference pattern 7
The light shielding portion 4 1 (74 2 ) does not necessarily have to transmit the illumination light EL. This is because the diffracted light generated by the reference pattern 74 1 (74 2 ) is not limited by the pinhole-shaped opening.
【0126】そして、各計測用パターン67i,jのレジ
スト像の対応する基準パターン741(742)のレジス
ト像に対する位置ずれ量に基づいて投影光学系PLの光
学特性として波面収差が求められる。この場合、前述の
如く、位置ずれ量は、正確に投影光学系PLの光学特性
を正確に反映した量となっており、この量に基づくこと
により投影光学系PLの光学特性を精度良く求めること
が可能となっている。従って、時間的な面及び精度面に
おいて、投影光学系PLの光学特性(波面収差)の計測
能力の向上が可能である。Then, the wavefront aberration is obtained as the optical characteristic of the projection optical system PL based on the amount of displacement of the resist image of each measurement pattern 67 i, j with respect to the resist image of the corresponding reference pattern 74 1 (74 2 ). . In this case, as described above, the positional deviation amount is an amount that accurately reflects the optical characteristic of the projection optical system PL, and the optical characteristic of the projection optical system PL can be accurately obtained based on this amount. Is possible. Therefore, it is possible to improve the ability to measure the optical characteristics (wavefront aberration) of the projection optical system PL in terms of time and accuracy.
【0127】また、本実施形態によると、メンテナンス
時等において定期的に投影光学系PLの波面収差が精度
良く計測され、この精度良く計測された波面収差の計測
結果に基づいて投影光学系PLが調整されるので、投影
光学系PLの光学特性を精度良く調整することができ
る。Further, according to the present embodiment, the wavefront aberration of the projection optical system PL is measured with high accuracy at the time of maintenance or the like, and the projection optical system PL is adjusted based on the measurement result of the wavefront aberration measured with high accuracy. Since it is adjusted, the optical characteristics of the projection optical system PL can be adjusted with high accuracy.
【0128】さらに、本実施形態によると、露光装置1
0の製造時においても、投影光学系PLを露光装置本体
に組み込んだ後において、前述のように投影光学系PL
の波面収差が計測され、その計測された波面収差に基づ
いて投影光学系PLを調整するので、投影光学系の結像
特性が精度良く調整される。従って、投影光学系の結像
特性が精度良く調整された露光装置10が製造され、該
露光装置10を用いて露光を行うことにより、レチクル
パターンを投影光学系PLを介してウエハ上に精度良く
転写することが可能になる。Furthermore, according to the present embodiment, the exposure apparatus 1
Even when 0 is manufactured, after the projection optical system PL is incorporated in the exposure apparatus main body, as described above,
Is measured, and the projection optical system PL is adjusted based on the measured wavefront aberration, so that the imaging characteristics of the projection optical system are adjusted with high accuracy. Therefore, the exposure apparatus 10 in which the image forming characteristics of the projection optical system are adjusted with high accuracy is manufactured, and exposure is performed using the exposure apparatus 10, whereby the reticle pattern is accurately transferred onto the wafer via the projection optical system PL. It becomes possible to transfer.
【0129】なお、上記実施形態では、計測用パターン
と基準パターンとが、同一の計測用レチクルRT上に形
成されている場合について説明したが、これに限らず、
基準パターンを計測用パターンとは別のレチクル(マス
ク)上に形成しても良い。In the above embodiment, the case where the measurement pattern and the reference pattern are formed on the same measurement reticle R T has been described, but the present invention is not limited to this.
The reference pattern may be formed on a reticle (mask) different from the measurement pattern.
【0130】≪第2の実施形態≫次に、本発明の第2の
実施形態を図8及び図9(A)〜図9(C)に基づいて
説明する。ここで、前述した第1の実施形態と同一若し
くは同等の構成部分については、同一の符号を用いると
ともに、その説明を簡略にし若しくは省略する。<< Second Embodiment >> Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 and 9A to 9C. Here, the same reference numerals are used for the same or equivalent components as those in the first embodiment described above, and the description thereof will be simplified or omitted.
【0131】本第2の実施形態では、投影光学系PLの
光学特性、具体的には波面収差の計測に際して、前述し
た計測用レチクルRTに代えて、図8に示される計測用
レチクルR’Tが用いられる点、及びこれに対応して図
9(A)に示される基準基板としての基準ウエハWFが
用いられる点に特徴を有する。In the second embodiment, when measuring the optical characteristics of the projection optical system PL, specifically, the wavefront aberration, the measurement reticle R ′ shown in FIG. 8 is used instead of the above-mentioned measurement reticle R T. It is characterized in that T is used, and correspondingly, a reference wafer W F as a reference substrate shown in FIG. 9A is used.
【0132】計測用レチクルR’Tは、前述した計測用
レチクルRTと基本的には同様に構成されているが、ガ
ラス基板60の下面(パターン面)には、基準パターン
が一切形成されてなく、これに対応してレンズ保持部材
62に基準パターンに対する照明光の通路を成す開口が
設けられていない点において相違する。その他の部分
は、計測用レチクルRTと同様に構成されている。[0132] measurement reticle R 'T is configured in the same manner is basically the measurement reticle R T described above, the lower surface of the glass substrate 60 (pattern surface), the reference pattern is formed at all However, correspondingly, there is a difference in that the lens holding member 62 is not provided with an opening forming a passage of illumination light with respect to the reference pattern. The other parts are configured similarly to the measurement reticle R T.
【0133】本第2の実施形態では、基準パターンを計
測用レチクルR’Tに設けていない代わりに、基準パタ
ーンが設けられた基準ウエハWFを用いるものである。
この基準ウエハWFには、図9(A)に示されるよう
に、計測用レチクルR’T上の計測用パターン67i,jの
全てが含まれる矩形領域を投影倍率倍した矩形の区画領
域SA1〜SAm(図9(A)の場合はm=8)が予め形
成されたウエハである。各区画領域SAには、図9
(B)中に区画領域SAmについて拡大して示されるよ
うに、計測用パターン67i,jに対応するマトリクス状
配置の各領域Si,j内に基準パターン76i,jが予め形成
されている。基準パターン76i,jとしては、図9
(C)に拡大して示されるように、前述した第1の実施
形態における基準パターン741,742と同様の計測用
パターン67i,jに対応するピッチで正方形パターンが
配置された2次元の格子パターン(但し、この場合、各
正方形パターンは、投影倍率に応じて縮小した計測用パ
ターンに対応する配置及び大きさとされている)が用い
られている。In the second embodiment, instead of providing the reference pattern on the measurement reticle R ′ T , the reference wafer W F provided with the reference pattern is used.
As shown in FIG. 9A, the reference wafer W F has a rectangular division area obtained by multiplying a rectangular area including all the measurement patterns 67 i, j on the measurement reticle R ′ T by the projection magnification. SA 1 to SA m (m = 8 in the case of FIG. 9A) are preformed wafers. Each partition area SA is shown in FIG.
As shown in the enlarged view of the partitioned area SA m in (B), the reference pattern 76 i, j is previously formed in each area S i, j of the matrix arrangement corresponding to the measurement pattern 67 i, j. ing. The reference pattern 76 i, j is shown in FIG.
As shown in an enlarged view in (C), a two-dimensional square pattern is arranged with a pitch corresponding to the measurement patterns 67 i, j similar to the reference patterns 74 1 and 74 2 in the first embodiment. (However, in this case, each square pattern has an arrangement and size corresponding to the measurement pattern reduced according to the projection magnification).
【0134】本第2の実施形態において、投影光学系P
Lの波面収差の計測を行う際には、基準ウエハWF上に
レジストを塗布し、その基準ウエハWFをウエハステー
ジWST上にロードする。そして、前述した第1の実施
形態と同様の手順で、レチクルR’Tの計測用パターン
67i,jを基準ウエハWF上の少なくとも1つの区画領域
SAに転写する。次いで、その基準ウエハWFを不図示
のC/Dにより現像する。この現像後に基準ウエハWF
上には、マトリックス状に配列された各領域Si,jに図
6(B)と同様の配置で計測用パターン67i,jと基準
パターン76i,jとのレジスト像が形成される。In the second embodiment, the projection optical system P
When measuring the wavefront aberration of the L, resist is coated on the reference wafer W F, and loads the reference wafer W F on the wafer stage WST. Then, the measurement pattern 67 i, j of the reticle R ′ T is transferred onto at least one divided area SA on the reference wafer W F by the same procedure as in the first embodiment described above. Then, the reference wafer W F is developed by C / D (not shown). After this development, the reference wafer W F
A resist image of the measurement pattern 67 i, j and the reference pattern 76 i, j is formed on each of the areas S i, j arranged in a matrix in the same manner as in FIG. 6B.
【0135】その後、現像が終了したウエハWは、C/
Dから取り出され、外部の重ね合せ測定器(レジストレ
ーション測定器)を用いて、各領域Si,jについて、基
準パターンに対する計測用パターンのX,Y2次元方向
の位置ずれ量(Δξ,Δη)を求める。そして、前述と
同様の手順で、位置ずれ量(Δξ,Δη)に基づいて、
投影光学系PLの光学特性として波面収差を計測する。After that, the wafer W which has been developed is C /
The amount of displacement (Δξ, Δη) of the measurement pattern in the two-dimensional X and Y directions with respect to the reference pattern for each region S i, j taken out from D and using an external overlay measurement device (registration measurement device). Ask for. Then, in the same procedure as described above, based on the positional deviation amount (Δξ, Δη),
Wavefront aberration is measured as an optical characteristic of the projection optical system PL.
【0136】この場合、各計測用パターン67i,jの像
は、前述したように、投影光学系PLによりそれぞれの
計測用パターン67i,jを介した光の波面の理想波面に
対する傾きに応じてずれた位置に結像される。一方、基
準ウエハWFは、予め作製することができるので、高精
度なパターン描画装置等を用いることにより、基準パタ
ーン76i,jの配置をほぼ設計値通りにすることができ
る。このため、基準ウエハWF上における各計測用パタ
ーン67i,jの転写像の対応する基準パターン76i,jに
対する位置ずれ量は、投影光学系PLの光学特性を正確
に反映した量となり、この量に基づくことにより投影光
学系PLの光学特性、例えば波面収差を精度良く求める
ことが可能となる。[0136] In this case, the measurement pattern 67 i, the image of the j, as described above, depending on the inclination with respect to the ideal wavefront of the wavefront of each measurement pattern 67 i, light through a j by the projection optical system PL The image is formed at a position that is offset. On the other hand, since the reference wafer W F can be manufactured in advance , the arrangement of the reference patterns 76 i, j can be made almost as designed by using a highly accurate pattern drawing device or the like. Therefore, the amount of positional deviation of the transferred image of each measurement pattern 67 i, j on the reference wafer W F with respect to the corresponding reference pattern 76 i, j is an amount that accurately reflects the optical characteristics of the projection optical system PL. Based on this amount, it is possible to accurately obtain the optical characteristics of the projection optical system PL, for example, the wavefront aberration.
【0137】本第2の実施形態においても、露光装置の
メンテナンスを定期的に行い、その際に、前述した計測
用レチクルR’Tを用いて、前述した手順で波面収差の
計測が行われ、その計測結果に基づいて、第1の実施形
態と同様にして投影光学系PLが調整される。また、露
光装置の製造工程においても、投影光学系PLの露光装
置本体への組み付け後において波面収差の計測及びこれ
に基づく、投影光学系PLの調整が第1の実施形態と同
様にして行われる。[0137] The present also in the second embodiment performs the maintenance of the exposure apparatus periodically, in time, using the measurement reticle R 'T described above is performed the measurement of the wavefront aberration by the procedure described above, Based on the measurement result, the projection optical system PL is adjusted as in the first embodiment. Further, also in the manufacturing process of the exposure apparatus, the measurement of the wavefront aberration after assembling the projection optical system PL to the exposure apparatus main body and the adjustment of the projection optical system PL based on the measurement are performed in the same manner as in the first embodiment. .
【0138】以上説明した本第2の実施形態によると、
前述した第1の実施形態と同等の効果を得ることができ
る。これに加え、本実施形態では、投影光学系PLの光
学特性の計測に際し、計測用パターンの転写を行うのみ
で足りるので、基準パターンの転写(通常のこの転写
は、ステップ・アンド・リピート方式で行われる)が不
要となり、その分計測時間の短縮が可能となり、より一
層投影光学系の光学特性の計測に要する時間の短縮、ひ
いては投影光学系の調整時間の短縮が可能となる。According to the second embodiment described above,
It is possible to obtain the same effect as that of the first embodiment described above. In addition to this, in the present embodiment, when measuring the optical characteristics of the projection optical system PL, it suffices to transfer the measurement pattern. Therefore, the transfer of the reference pattern (normal transfer is a step-and-repeat method). Performed) is unnecessary, and the measurement time can be shortened accordingly, and the time required for measuring the optical characteristics of the projection optical system can be further shortened, and the adjustment time of the projection optical system can be further shortened.
【0139】なお、本第2の実施形態のように基準ウエ
ハを用いる場合には、各計測用パターンの遮光部に、必
ずしも照明光の透過率を持たせなくても良い。かかる場
合であっても、ステップ・アンド・リピート方式で行わ
れる基準パターンの転写が不要となり、その分計測時間
の短縮が可能だからである。When the reference wafer is used as in the second embodiment, the light-shielding portion of each measurement pattern does not necessarily have the transmittance of the illumination light. Even in such a case, the transfer of the reference pattern performed by the step-and-repeat method becomes unnecessary, and the measurement time can be shortened accordingly.
【0140】なお、上記第2の実施形態では、基準ウエ
ハ上に予め基準パターンが形成された場合について説明
したが、これに限らず、予め計測用パターンが形成され
た基準ウエハを準備しておき、この基準ウエハ上のレジ
スト層に基準パターンを転写してその位置ずれ量を計測
しても良い。かかる場合にも、投影光学系PLの光学特
性の計測に要する時間を大幅に短縮することができる。
計測用パターンのウエハ上への転写は、ピンホール状の
開口を介して行われるので、露光そのものは1回である
が、ステップ・アンド・リピート方式で行われる基準パ
ターンの転写時間と同等あるいはそれ以上の時間を要す
る。従って、計測用パターンのウエハ上への転写に要す
る時間が不要となれば、露光に要する時間を大幅に短縮
できることは明らかである。In the second embodiment, the case where the reference pattern is previously formed on the reference wafer has been described. However, the present invention is not limited to this, and the reference wafer on which the measurement pattern is previously formed is prepared. The reference pattern may be transferred to the resist layer on the reference wafer to measure the amount of positional deviation. Even in such a case, the time required to measure the optical characteristics of the projection optical system PL can be significantly reduced.
Since the measurement pattern is transferred onto the wafer through the pinhole-shaped opening, the exposure itself is one time, but it is equal to or longer than the transfer time of the reference pattern performed by the step-and-repeat method. It takes more time. Therefore, if the time required for transferring the measurement pattern onto the wafer is not necessary, it is clear that the time required for exposure can be greatly reduced.
【0141】また、本発明の光学特性計測用マスクで
は、集光レンズ等の集光素子は必ずしも設ける必要はな
い。なお、集光素子としては、集光レンズの他、フレネ
ルレンズその他の光学素子を用いても良い。In the optical characteristic measuring mask of the present invention, it is not always necessary to provide a condenser element such as a condenser lens. As the condenser element, a Fresnel lens or other optical elements may be used in addition to the condenser lens.
【0142】なお、上記各実施形態では、計測用パター
ン(及び基準パターン)をウエハW上に転写した後に、
そのウエハを現像して得られるレジスト像の計測結果に
基づいて、投影光学系PLの波面収差を算出するものと
したが、これに限らず、レジスト層に形成された計測用
パターン及び基準パターンの潜像あるいはウエハをエッ
チングして得られる像を計測することとしても良い。か
かる場合であっても、計測用パターンの潜像又はエッチ
ング像の基準位置(例えば設計上の計測用パターンの投
影位置、あるいは基準パターンの潜像又はエッチング像
の位置)からの位置ずれ量を計測すれば、その計測結果
に基づいて上記各実施形態と同様の手順で投影光学系の
波面収差を求めることは可能である。さらに、上記実施
形態では前述した位置ずれ量を重ね合せ測定器を用いて
計測するものとしたが、それ以外、例えば露光装置内に
設けられるアライメントセンサなどを用いても良い。In each of the above embodiments, after the measurement pattern (and the reference pattern) is transferred onto the wafer W,
Although the wavefront aberration of the projection optical system PL is calculated based on the measurement result of the resist image obtained by developing the wafer, the invention is not limited to this, and the measurement pattern and the reference pattern of the measurement pattern formed on the resist layer are not limited to this. The latent image or the image obtained by etching the wafer may be measured. Even in such a case, the amount of displacement from the reference position of the latent image or etching image of the measurement pattern (for example, the projected position of the designing measurement pattern or the position of the latent image or etching image of the reference pattern) is measured. If so, it is possible to obtain the wavefront aberration of the projection optical system based on the measurement result in the same procedure as in the above-described embodiments. Further, in the above-described embodiment, the amount of positional deviation described above is measured using the overlay measuring device, but other than that, for example, an alignment sensor or the like provided in the exposure apparatus may be used.
【0143】さらに、上記各実施形態では複数の計測用
パターンを1回の露光動作でウエハ上に転写するものと
したが、例えば2回以上の露光動作に分けて転写しても
良いし、その露光動作の間にレチクルを移動しても良
い。この場合、投影光学系PLの投影視野(照明光の照
射領域)に対応して複数の計測用パターンをレチクルに
形成することなく、少なくとも1つの計測用パターンを
レチクルに形成するだけでも良い。さらに、上記各実施
形態では計測用レチクルを用いるものとしたが、例えば
レチクルステージRSTに少なくとも1つの計測用パタ
ーンと基準パターンとをそれぞれ形成するとともに、投
影光学系の光学特性の計測時にピンホール状の開口が形
成されたプレートをレチクルのパターン面に近接して配
置する、あるいはレチクルステージの下面にその計測用
パターンに近接してピンホール板を設けても良い。すな
わち、本発明の光学特性計測用マスクは、マスク又はレ
チクルに限られるものではなく、例えばレチクルステー
ジなどに設けられるパターン板を含む概念である。Further, in each of the above-mentioned embodiments, a plurality of measurement patterns are transferred onto the wafer by one exposure operation, but they may be transferred in two or more exposure operations separately. The reticle may be moved during the exposure operation. In this case, at least one measurement pattern may be formed on the reticle without forming a plurality of measurement patterns on the reticle corresponding to the projection visual field (illumination light irradiation area) of the projection optical system PL. Further, although the measurement reticle is used in each of the above-described embodiments, for example, at least one measurement pattern and the reference pattern are formed on the reticle stage RST, and a pinhole shape is used when measuring the optical characteristics of the projection optical system. The plate on which the opening is formed may be arranged close to the pattern surface of the reticle, or a pinhole plate may be provided on the lower surface of the reticle stage close to the measurement pattern. That is, the optical characteristic measuring mask of the present invention is not limited to a mask or a reticle, and is a concept including a pattern plate provided on, for example, a reticle stage.
【0144】なお、上記の計測用レチクル以外の光学特
性計測用マスクを、前述した第2の実施形態と同様に基
準ウエハとともに用いる場合には、その光学特性計測用
マスクには、少なくとも1つの計測用パターンのみが形
成されていても良い。When an optical characteristic measuring mask other than the above-described measuring reticle is used together with the reference wafer as in the second embodiment, at least one measuring element is used for the optical characteristic measuring mask. Only the use pattern may be formed.
【0145】また、上記各実施形態では、投影光学系の
光学特性として波面収差を求める場合について説明した
が、上記の各計測用パターンの投影位置の所定の基準位
置からの位置ずれ量に基づいて求められるものであれ
ば、光学特性は、波面収差に限られない。Further, in each of the above embodiments, the case where the wavefront aberration is obtained as the optical characteristic of the projection optical system has been described. However, based on the amount of displacement of the projection position of each measurement pattern from the predetermined reference position. The optical characteristics are not limited to wavefront aberrations as long as they are required.
【0146】なお、上記第2の実施形態と同様に、基準
ウエハを用いる場合において、高精度なパターン描画装
置などでなく、ステッパ等の露光装置を用いて基準パタ
ーンをウエハ上に転写し基準ウエハを製造することとし
ても良い。但し、かかる場合には、基準ウエハ上での複
数の基準パターンの位置関係(間隔など)を計測してお
き、例えばこの計測結果をも考慮して、投影光学系PL
の光学特性を求めることが望ましい。これにより、基準
ウエハ上での基準パターンの位置誤差に起因した投影光
学系PLの光学特性の計測誤差を低減することができ
る。この場合において、複数の基準パターンの位置関係
の計測結果を考慮して計測用パターン毎に前述の位置ず
れ量(Δξ,Δη)を求め、この位置ずれ量に基づいて
投影光学系の光学特性を求めても良いし、位置ずれ量
(Δξ,Δη)を求める際には、特に基準パターンの位
置関係を考慮せず、位置ずれ量に基づいて計測された
(求められた)投影光学系PLの光学特性の計測結果を
複数の基準パターンの位置関係の計測結果を用いて補正
することとしても良い。As in the second embodiment, when a reference wafer is used, the reference pattern is transferred onto the wafer using an exposure device such as a stepper instead of a high-precision pattern drawing device. May be manufactured. However, in such a case, the positional relationship (interval, etc.) of the plurality of reference patterns on the reference wafer is measured, and the projection optical system PL is also taken into consideration, for example, in consideration of the measurement result.
It is desirable to obtain the optical characteristics of As a result, the measurement error of the optical characteristics of the projection optical system PL due to the position error of the reference pattern on the reference wafer can be reduced. In this case, the above-mentioned positional deviation amount (Δξ, Δη) is obtained for each measurement pattern in consideration of the measurement result of the positional relationship of the plurality of reference patterns, and the optical characteristic of the projection optical system is determined based on this positional deviation amount. It may be calculated, or when the positional deviation amount (Δξ, Δη) is calculated, the positional relationship of the reference pattern is not particularly considered, and the projection optical system PL measured (obtained) based on the positional deviation amount is used. The measurement result of the optical characteristic may be corrected using the measurement result of the positional relationship of the plurality of reference patterns.
【0147】さらに、光学特性計測用マスクとして計測
用レチクルRT又は計測用レチクルR’Tなどを用いる場
合、これらの計測用レチクル上での複数の計測用パター
ンの位置関係(間隔など)を計測しておき、例えばこの
計測結果をも考慮して投影光学系PLの光学特性を求め
ることが望ましい。これにより、計測用レチクル上での
計測用パターンの位置誤差(描画誤差)に起因した投影
光学系PLの光学特性の計測誤差を低減することができ
る。この場合も、上記と同様に、位置ずれ量(Δξ,Δ
η)を求める際に、計測用パターンの位置誤差を考慮し
ても良いし、光学特性の計測結果を計測用パターンの位
置誤差を用いて補正しても良い。Furthermore, when the measurement reticle R T or the measurement reticle R ′ T is used as the optical characteristic measurement mask, the positional relationship (interval, etc.) of a plurality of measurement patterns on these measurement reticles is measured. Incidentally, it is desirable to obtain the optical characteristics of the projection optical system PL in consideration of this measurement result as well. Accordingly, it is possible to reduce the measurement error of the optical characteristics of the projection optical system PL caused by the position error (drawing error) of the measurement pattern on the measurement reticle. Also in this case, as in the above case, the positional deviation amount (Δξ, Δ
When obtaining η), the position error of the measurement pattern may be taken into consideration, or the measurement result of the optical characteristics may be corrected using the position error of the measurement pattern.
【0148】なお、上記各実施形態では、計測用レチク
ルRT又はR’Tを用いて投影光学系PLの光学特性を計
測するに際し、計測用パターン及び基準パターンをウエ
ハ上に転写する、あるいは計測用パターンを基準ウエハ
上に転写する焼付け方法を採用するものとしたが、これ
に限らず空間像(投影像)の位置を計測する空間像計測
法を採用しても良い。In each of the above embodiments, when the optical characteristics of the projection optical system PL are measured using the measurement reticle R T or R ′ T , the measurement pattern and the reference pattern are transferred onto the wafer, or the measurement pattern is measured. Although the printing method of transferring the use pattern onto the reference wafer is adopted, the invention is not limited to this, and the aerial image measuring method of measuring the position of the aerial image (projected image) may be adopted.
【0149】すなわち、投影光学系PLの光学特性を計
測するに際し、前述した第1の実施形態と同様の手順
で、レチクルステージRST上に計測用レチクルR
T(又はR’T)を載置し、レチクルアライメントを行っ
た後、その計測用レチクルRT(又はR’T)を照明する
とともに、複数の計測用パターン67i,jをそれぞれピ
ンホール状の開口70i,j及び投影光学系PLを介して
投影する。そして、像面(又はその共役面)上での各計
測用パターン67i,jの投影像の所定の基準位置からの
位置ずれ量(Δξ,Δη)を求め、この位置ずれ量に基
づいて上記第1、第2の実施形態と同様の手順で投影光
学系の光学特性(例えば波面収差)を求めても良い。こ
の場合、投影光学系PLの像面(第2面)又はその共役
面上にアレイセンサ(CCDなど)を配置して各センサ
(画素)に対する計測用パターンの投影像の位置ずれ量
を上記の位置ずれ量として求めるようにしても良い。こ
の場合、各計測用パターンの遮光部が一部光を通す程度
の透過率に設定されているので、本来光が遮光されてい
る部分からの漏れ光も各ピンホール状の開口及び投影光
学系を介して像面上に到達する。また、前述と同様の理
由により、各計測用パターンの像は、それぞれの計測用
パターンを介した光の波面の理想波面に対する傾きに応
じてずれた位置に結像されるので、上記の位置ずれ量
は、投影光学系PLの光学特性を正確に反映した量とな
り、この量に基づくことにより投影光学系の光学特性を
精度良く求めることが可能となる。That is, when measuring the optical characteristics of the projection optical system PL, the measurement reticle R is placed on the reticle stage RST in the same procedure as in the first embodiment described above.
After T (or R ′ T ) is placed and reticle alignment is performed, the measurement reticle R T (or R ′ T ) is illuminated and a plurality of measurement patterns 67 i, j are formed in a pinhole shape. The image is projected through the aperture 70 i, j and the projection optical system PL. Then, the amount of positional deviation (Δξ, Δη) from the predetermined reference position of the projected image of each measurement pattern 67 i, j on the image plane (or its conjugate plane) is obtained, and based on this positional deviation amount, The optical characteristics (for example, wavefront aberration) of the projection optical system may be obtained by the same procedure as in the first and second embodiments. In this case, an array sensor (CCD or the like) is arranged on the image plane (second plane) of the projection optical system PL or its conjugate plane, and the positional deviation amount of the projected image of the measurement pattern with respect to each sensor (pixel) is calculated as above. It may be obtained as a positional deviation amount. In this case, since the light-shielding portion of each measurement pattern is set to have a transmittance that allows some light to pass therethrough, leakage light from the portion where the light is originally shielded also has a pinhole-shaped opening and projection optical system. To reach the image plane via. Further, for the same reason as described above, the image of each measurement pattern is formed at a position displaced according to the inclination of the wavefront of the light passing through each measurement pattern with respect to the ideal wavefront. The amount accurately reflects the optical characteristic of the projection optical system PL, and based on this amount, the optical characteristic of the projection optical system can be accurately obtained.
【0150】この場合において、像面(第2面)又はそ
の共役面に少なくとも1つの基準パターンが形成される
基準板を配置し、前記基準パターンに対する各計測用パ
ターンの投影像の位置ずれ量を求めることとしても良
い。In this case, a reference plate on which at least one reference pattern is formed is arranged on the image surface (second surface) or its conjugate surface, and the positional deviation amount of the projected image of each measurement pattern with respect to the reference pattern is determined. You may ask.
【0151】さらに、投影光学系の第2面(像面)と実
質的に共役な面に基準板を配置する場合、像面と基準板
とを共役関係にする光学系の光学特性を計測しておき、
例えばこの計測結果を用いて前述の位置ずれ量を求め
る、あるいは投影光学系の光学特性の計測結果を補正す
ることが好ましい。これにより、その光学系に起因した
光学特性の計測誤差を低減できる。また、基準板上に複
数の計測用パターンと実質的に同一の位置関係で複数の
基準パターンを形成しても良い。この場合には、前述の
位置ずれ量の計測時間を短縮することができる。この場
合、複数の基準パターンの位置関係(間隔など)を計測
しておき、例えばこの計測結果を用いて計測用パターン
毎に前述の位置ずれ量を求める、あるいは投影光学系の
光学特性の計測結果を補正することが望ましい。これに
より、基準板上での基準パターンの位置誤差に起因した
光学特性の計測誤差を低減することができる。さらに、
計測用パターンと基準パターンとでその数が異なる、例
えば計測用パターンよりも基準パターンの数が少ない場
合、第2面(像面)又はその共役面内で基準板を移動す
る必要がある。このとき、基準板の移動時に位置決め誤
差が生じ得るので、例えば計測用パターンの投影位置毎
にその位置決め誤差を計測しておき、例えばこの計測結
果を用いて前述の位置ずれ量を求める、あるいは光学特
性の計測結果を補正することが好ましい。Further, when the reference plate is arranged on a surface substantially conjugate with the second surface (image surface) of the projection optical system, the optical characteristics of the optical system which makes the image surface and the reference plate conjugate with each other are measured. Aside
For example, it is preferable to use the measurement result to obtain the positional deviation amount described above or to correct the measurement result of the optical characteristic of the projection optical system. As a result, the measurement error of the optical characteristics due to the optical system can be reduced. Further, a plurality of reference patterns may be formed on the reference plate in substantially the same positional relationship as the plurality of measurement patterns. In this case, it is possible to shorten the measurement time of the amount of positional deviation described above. In this case, the positional relationship (interval, etc.) of the plurality of reference patterns is measured, and the above-mentioned positional deviation amount is obtained for each measurement pattern using this measurement result, or the measurement result of the optical characteristics of the projection optical system is obtained. It is desirable to correct Accordingly, it is possible to reduce the measurement error of the optical characteristic due to the position error of the reference pattern on the reference plate. further,
When the numbers of the measurement patterns and the reference patterns are different, for example, when the number of the reference patterns is smaller than that of the measurement patterns, it is necessary to move the reference plate within the second surface (image surface) or its conjugate plane. At this time, since a positioning error may occur when the reference plate moves, for example, the positioning error is measured for each projection position of the measurement pattern and, for example, the above-mentioned measurement result is used to determine the amount of positional deviation, or It is preferable to correct the measurement result of the characteristic.
【0152】なお、上記各実施形態では、本発明がステ
ッパに適用された場合について説明したが、これに限ら
ず、例えば米国特許第5,473,410号等に開示さ
れるマスクと基板とを同期移動してマスクのパターンを
基板上に転写する走査型の露光装置にも適用することが
できる。In each of the above embodiments, the case where the present invention is applied to a stepper has been described. However, the present invention is not limited to this, and the mask and substrate disclosed in, for example, US Pat. No. 5,473,410 may be used. The present invention can also be applied to a scanning type exposure apparatus that moves in synchronism to transfer a mask pattern onto a substrate.
【0153】露光装置の用途としては半導体製造用の露
光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプ
レートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光
装置や、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシーン及びDNA
チップなどを製造するための露光装置にも広く適用でき
る。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでな
く、光露光装置、EUV露光装置、X線露光装置、及び
電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを
製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに
回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用でき
る。The application of the exposure apparatus is not limited to the exposure apparatus for semiconductor manufacturing, and for example, an exposure apparatus for liquid crystal for transferring a liquid crystal display element pattern onto a rectangular glass plate, a thin film magnetic head, a micromachine. And DNA
It can be widely applied to exposure apparatuses for manufacturing chips and the like. Further, not only microdevices such as semiconductor elements, but also glass substrates or silicon wafers for manufacturing reticles or masks used in light exposure apparatuses, EUV exposure apparatuses, X-ray exposure apparatuses, electron beam exposure apparatuses, etc. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern onto a substrate.
【0154】また、上記実施形態の露光装置の光源は、
F2レーザ光源、ArFエキシマレーザ光源、KrFエ
キシマレーザ光源などの紫外パルス光源に限らず、g線
(波長436nm)、i線(波長365nm)などの輝
線を発する超高圧水銀ランプを用いることも可能であ
る。In addition, the light source of the exposure apparatus of the above embodiment is
Not only UV pulse light sources such as F 2 laser light source, ArF excimer laser light source, KrF excimer laser light source, but also ultra-high pressure mercury lamps that emit g-line (wavelength 436 nm), i-line (wavelength 365 nm) and other bright lines can be used. Is.
【0155】また、DFB半導体レーザ又はファイバー
レーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レ
ーザ光を、例えばエルビウム(又はエルビウムとイッテ
ルビウムの両方)がドープされたファイバーアンプで増
幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高
調波を用いても良い。また、投影光学系の倍率は縮小系
のみならず等倍および拡大系のいずれでも良い。Further, a single-wavelength laser light in the infrared region or visible region emitted from a DFB semiconductor laser or a fiber laser is amplified by a fiber amplifier doped with erbium (or both erbium and ytterbium), and a nonlinear It is also possible to use a harmonic wave whose wavelength is converted into ultraviolet light using an optical crystal. Further, the magnification of the projection optical system is not limited to a reduction system, and may be a unity magnification system or a magnification system.
【0156】なお、半導体デバイスは、デバイスの機能
・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づい
たレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエ
ハを製作するステップ、前述した実施形態の露光装置に
よりレチクルのパターンをウエハに転写するステップ、
デバイス組み立てステップ(ダイシング工程、ボンディ
ング工程、パッケージ工程を含む)、検査ステップ等を
経て製造される。As for the semiconductor device, the step of designing the function / performance of the device, the step of producing a reticle based on this design step, the step of producing a wafer from a silicon material, and the reticle of the reticle by the exposure apparatus of the above-described embodiment. Transferring the pattern to the wafer,
It is manufactured through a device assembly step (including a dicing process, a bonding process, a packaging process), an inspection step, and the like.
【0157】[0157]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る光学
特性計測用マスクによれば、露光に要する時間の短縮が
可能となり、ひいては光学特性の計測に要する全体の時
間の短縮を実現することができるという効果がある。As described above, according to the optical characteristic measuring mask of the present invention, the time required for the exposure can be shortened, and the total time required for measuring the optical characteristic can be shortened. There is an effect that can be.
【0158】また、本発明に係る光学特性計測方法によ
れば、計測能力の向上を図ることができるという効果が
ある。Further, the optical characteristic measuring method according to the present invention has an effect that the measuring ability can be improved.
【0159】また、本発明に係る投影光学系の調整方法
によれば、投影光学系の光学特性を精度良く調整するこ
とができる。Further, according to the method of adjusting the projection optical system of the present invention, the optical characteristics of the projection optical system can be adjusted with high accuracy.
【0160】また、本発明に係る露光装置の製造方法に
よれば、マスクのパターンを基板上に精度良く転写する
ことが可能な露光装置を製造することができる。Further, according to the method of manufacturing the exposure apparatus of the present invention, it is possible to manufacture the exposure apparatus capable of accurately transferring the mask pattern onto the substrate.
【図1】第1の実施形態に係る露光装置の概略構成を示
す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an exposure apparatus according to a first embodiment.
【図2】計測用レチクルを示す概略斜視図である。FIG. 2 is a schematic perspective view showing a measurement reticle.
【図3】レチクルステージ上に装填した状態における計
測用レチクルの光軸近傍のXZ断面の概略図を投影光学
系の模式図とともに示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a schematic view of an XZ section in the vicinity of the optical axis of a measurement reticle in a state of being mounted on a reticle stage together with a schematic diagram of a projection optical system.
【図4】レチクルステージ上に装填した状態における計
測用レチクルの−Y側端部近傍のXZ断面の概略図を投
影光学系の模式図とともに示す図である。FIG. 4 is a diagram showing, together with a schematic diagram of a projection optical system, a schematic diagram of an XZ cross section in the vicinity of the −Y side end portion of a measurement reticle in a state of being loaded on a reticle stage.
【図5】図5(A)は、第1の実施形態の計測用レチク
ルに形成された計測用パターンを示す図であり、図5
(B)は、第1の実施形態の計測用レチクルに形成され
た基準パターンを示す図である。5A is a diagram showing a measurement pattern formed on the measurement reticle of the first embodiment, and FIG.
FIG. 6B is a diagram showing a reference pattern formed on the measurement reticle of the first embodiment.
【図6】図6(A)は、ウエハ上のレジスト層に所定間
隔で形成される計測用パターンの縮小像(潜像)を示す
図であり、図6(B)は、図6(A)の計測用パターン
の潜像と基準パターンの潜像の位置関係を示す図であ
る。6A is a diagram showing a reduced image (latent image) of a measurement pattern formed at a predetermined interval on a resist layer on a wafer, and FIG. 6B is a diagram showing FIG. FIG. 7A is a diagram showing a positional relationship between the latent image of the measurement pattern and the latent image of the reference pattern.
【図7】図7(A)は、計測用レチクルRT上の任意の
計測用パターンを構成する1本のラインパターン部分に
着目したパターン面の直下における光強度の分布を示す
図、図7(B)は、遮光部の透過率が0の場合の図7
(A)に対応する光強度の分布を比較例として示す図で
ある。FIG. 7A is a diagram showing a light intensity distribution immediately below a pattern surface focused on one line pattern portion forming an arbitrary measurement pattern on a measurement reticle R T ; FIG. 7B shows the case where the transmittance of the light shielding part is 0.
It is a figure which shows the distribution of the light intensity corresponding to (A) as a comparative example.
【図8】第2の実施形態に係る計測用レチクルを示す概
略斜視図である。FIG. 8 is a schematic perspective view showing a measurement reticle according to a second embodiment.
【図9】図9(A)〜図9(C)は、基準ウエハを説明
するための図である。FIG. 9A to FIG. 9C are views for explaining a reference wafer.
10…露光装置、60…ガラス基板(パターン形成部
材)、65i,j…集光レンズ(集光素子)、66…開口
板、67i,j…計測用パターン、70i,j…ピンホール状
の開口、741,742…基準パターン、EL…照明光、
PL…投影光学系、R…レチクル(マスク)、RT…計
測用レチクル(光学特性計測用マスク)、W…ウエハ
(基板)、WF…基準ウエハ(基準基板)。10 ... Exposure device, 60 ... Glass substrate (pattern forming member), 65 i, j ... Condensing lens (condensing element), 66 ... Aperture plate, 67 i, j ... Measurement pattern, 70 i, j ... Pinhole -Shaped apertures, 74 1 , 74 2 ... Reference pattern, EL ... Illumination light,
PL ... projection optical system, R ... reticle (mask), R T ... measurement reticle (optical characteristic measuring mask), W ... wafer (substrate), W F ... reference wafer (reference substrate).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03F 7/20 521 G03F 9/00 H 9/00 H01L 21/30 516A 515F ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI theme code (reference) G03F 7/20 521 G03F 9/00 H 9/00 H01L 21/30 516A 515F
Claims (14)
る投影光学系の光学特性を計測するために用いられる光
学特性計測用マスクであって、 複数の計測用パターンが所定の位置関係で配置されたパ
ターン面を有するパターン形成部材と;前記パターン形
成部材の前記パターン面に対する射出側に配置され、前
記各計測用パターンにそれぞれ対応する複数のピンホー
ル状の開口が形成された開口板とを備え、 前記各計測用パターンの遮光部が一部光を通す程度の透
過率に設定されていることを特徴とする光学特性計測用
マスク。1. An optical characteristic measuring mask used for measuring an optical characteristic of a projection optical system for projecting a pattern on a first surface onto a second surface, wherein a plurality of measuring patterns are provided at predetermined positions. A pattern forming member having a pattern surface arranged in relation to each other; an opening formed on the emitting side of the pattern forming member with respect to the pattern surface, and having a plurality of pinhole-shaped openings respectively corresponding to the respective measurement patterns A mask for optical characteristic measurement, comprising a plate, and the light-shielding portion of each of the measurement patterns is set to have a transmittance that allows a part of light to pass therethrough.
数の計測用パターンのそれぞれと対応して配置された複
数の集光素子を更に備えることを特徴とする請求項1に
記載の光学特性計測用マスク。2. The optical characteristic measurement according to claim 1, further comprising a plurality of light-collecting elements arranged on the incident side of the pattern forming member so as to correspond to each of the plurality of measurement patterns. Mask.
パターンの投影位置の位置ずれの基準となる基準パター
ンを更に有することを特徴とする請求項1又は2に記載
の光学特性計測用マスク。3. The optical characteristic measuring mask according to claim 1, wherein the pattern forming member further has a reference pattern serving as a reference for positional deviation of projection positions of the respective measurement patterns.
光を通す程度の透過率に設定されていることを特徴とす
る請求項3に記載の光学特性計測用マスク。4. The optical characteristic measuring mask according to claim 3, wherein the reference pattern is set to have such a transmittance that the light shielding portion allows a part of light to pass therethrough.
る投影光学系の光学特性を計測する光学特性計測方法で
あって、 前記第1面上に所定の位置関係で複数の計測用パターン
を配置するとともに、前記第2面上に予め複数の基準パ
ターンが前記複数の計測用パターンの位置関係に対応す
る位置関係で形成された基準基板を配置し、前記複数の
計測用パターンを照明光により照明し、前記複数の計測
用パターンのそれぞれから発生する照明光のそれぞれ
を、前記各計測用パターンに個別に対応して設けられた
ピンホール及び前記投影光学系を介して前記第2面上の
前記基準基板に投射し、前記基準基板上の感光層に前記
各計測用パターンの転写像をそれぞれ形成する形成工程
と;前記基準基板上における前記各計測用パターンの転
写像の対応する基準パターンからの位置ずれ量に基づい
て前記投影光学系の光学特性を求める計測工程と;を含
む光学特性計測方法。5. An optical characteristic measuring method for measuring an optical characteristic of a projection optical system for projecting a pattern on a first surface onto a second surface, wherein a plurality of measurements are performed on the first surface in a predetermined positional relationship. And a reference substrate on which a plurality of reference patterns are previously formed on the second surface in a positional relationship corresponding to the positional relationship of the plurality of measurement patterns, and the plurality of measurement patterns are arranged. The second illuminating light is illuminated by illuminating light, and each of the illuminating lights generated from each of the plurality of measurement patterns is passed through a pinhole provided corresponding to each of the measurement patterns and the projection optical system. Forming a transfer image of each of the measurement patterns on a photosensitive layer on the reference substrate by projecting onto the reference substrate on a surface; Correspondence of the transfer image of each of the measurement patterns on the reference substrate Measurement step and obtaining the optical characteristics of the projection optical system based on the positional deviation amount from the reference pattern that; optical characteristic measuring method comprising.
マスクを用いて投影光学系の光学特性を計測する光学特
性計測方法であって、 照明光により前記第1面上に配置された前記光学特性計
測用マスクを照明し、前記複数の計測用パターンを該各
計測用パターンに個別に対応して設けられたピンホール
及び前記投影光学系を介して前記第2面上に配置された
基板上の感光層に転写する転写工程と;前記各計測用パ
ターンの転写像の所定の基準位置からの位置ずれ量に基
づいて前記投影光学系の光学特性を求める計測工程と;
を含む光学特性計測方法。6. An optical characteristic measuring method for measuring the optical characteristic of a projection optical system using the optical characteristic measuring mask according to claim 1 or 2, wherein the optical characteristic measuring method is arranged on the first surface by illumination light. The mask for optical characteristic measurement is illuminated, and the plurality of measurement patterns are arranged on the second surface via a pinhole provided corresponding to each measurement pattern and the projection optical system. A transfer step of transferring to the photosensitive layer on the substrate; a measurement step of obtaining optical characteristics of the projection optical system based on a displacement amount of the transfer image of each of the measurement patterns from a predetermined reference position;
Optical characteristic measuring method including.
め複数の基準パターンが前記複数の計測用パターンの位
置関係に対応する位置関係で形成された基準基板を用
い、 前記計測工程では、前記各計測用パターンの転写像の対
応する基準パターンからの位置ずれ量に基づいて前記投
影光学系の光学特性を求めることを特徴とする請求項6
に記載の光学特性計測方法。7. In the transfer step, as the substrate, a reference substrate in which a plurality of reference patterns are formed in advance in a positional relationship corresponding to the positional relationship of the plurality of measurement patterns is used. 7. The optical characteristic of the projection optical system is obtained based on the amount of displacement of the transfer image of the measurement pattern from the corresponding reference pattern.
The optical characteristic measuring method described in.
マスクを用いて投影光学系の光学特性を計測する光学特
性計測方法であって、 照明光により前記第1面上に配置された前記光学特性計
測用マスクを照明し、前記複数の計測用パターンを該各
計測用パターンに個別に対応して設けられたピンホール
及び前記投影光学系を介して前記第2面上に配置された
基板上の感光層に転写する第1転写工程と;前記照明光
を用いて前記光学特性計測用マスク上の前記基準パター
ンを前記各計測用パターンの位置ずれの基準として前記
基板上の前記感光層に順次転写する第2転写工程と;前
記各計測用パターンの転写像の対応する基準パターンか
らの位置ずれ量に基づいて前記投影光学系の光学特性を
求める計測工程と;を含む光学特性計測方法。8. An optical characteristic measuring method for measuring the optical characteristic of a projection optical system using the optical characteristic measuring mask according to claim 3 or 4, wherein the optical characteristic measuring method is arranged on the first surface by illumination light. The mask for optical characteristic measurement is illuminated, and the plurality of measurement patterns are arranged on the second surface via a pinhole provided corresponding to each measurement pattern and the projection optical system. A first transfer step of transferring to a photosensitive layer on a substrate; using the illumination light, the reference pattern on the optical characteristic measuring mask as a reference for displacement of each of the measuring patterns, the photosensitive layer on the substrate And a second transfer step of sequentially transferring to each of the measurement patterns; and a measurement step of obtaining the optical characteristics of the projection optical system based on the amount of positional deviation of the transfer image of each measurement pattern from the corresponding reference pattern. .
出結果に基づいて前記投影光学系の波面収差を算出する
ことを特徴とする請求項5〜8のいずれか一項に記載の
光学特性計測方法。9. The optical characteristic according to claim 5, wherein in the measuring step, a wavefront aberration of the projection optical system is calculated based on a calculation result of the positional deviation amount. Measuring method.
する投影光学系の光学特性を計測する光学特性計測方法
であって、 所定の計測用パターンが形成され、前記計測用パターン
の遮光部の透過率が相互に異なる複数の計測用マスクを
用意する工程と;前記計測用パターンを転写するための
基板上の感光層の厚さを計測する工程と;前記計測され
た感光層の厚さに応じて、前記複数の計測用マスクのう
ちから特定の計測用マスクを選択する工程と;前記特定
の計測用マスクを前記第1面上に配置して照明光により
照明し、前記特定の計測用マスク上の計測用パターンを
前記投影光学系を介して前記第2面上に配置された前記
基板上の感光層に転写する工程と;前記基板上の前記計
測用パターンの転写像の計測結果に基づいて前記投影光
学系の光学特性を算出する工程と;を含む光学特性計測
方法。10. An optical characteristic measuring method for measuring an optical characteristic of a projection optical system for projecting a pattern on a first surface onto a second surface, wherein a predetermined measuring pattern is formed, A step of preparing a plurality of measurement masks in which the light-shielding portions have different transmittances; a step of measuring the thickness of the photosensitive layer on the substrate for transferring the measurement pattern; Selecting a specific measurement mask from the plurality of measurement masks according to the thickness; arranging the specific measurement mask on the first surface and illuminating with illumination light; Transferring the measurement pattern on the measurement mask to the photosensitive layer on the substrate arranged on the second surface via the projection optical system; Of the projection optical system based on the measurement result Process and of calculating the academic characteristics; optical property measurement method comprising.
用マスクを用いて投影光学系の光学特性を計測する光学
特性計測方法であって、 前記第1面上に配置された前記光学特性計測用マスクを
照明するとともに、前記複数の計測用パターンをそれぞ
れピンホール状の開口及び前記投影光学系を介して投影
し、前記第2面又はその共役面上での前記各計測用パタ
ーンの投影像の所定の基準位置からの位置ずれ量に基づ
いて、前記投影光学系の光学特性を計測することを特徴
とする光学特性計測方法。11. An optical characteristic measuring method for measuring an optical characteristic of a projection optical system using the optical characteristic measuring mask according to claim 1 or 2, wherein the optical characteristic is arranged on the first surface. While illuminating the measurement mask, the plurality of measurement patterns are projected through the pinhole-shaped opening and the projection optical system, respectively, and the measurement patterns are projected on the second surface or the conjugate surface thereof. An optical characteristic measuring method, characterized in that the optical characteristic of the projection optical system is measured based on a displacement amount of an image from a predetermined reference position.
も1つの基準パターンが形成される基準板を配置し、前
記基準パターンに対する前記各計測用パターンの投影像
の位置ずれ量を求めることを特徴とする請求項11に記
載の光学特性計測方法。12. A reference plate on which at least one reference pattern is formed is arranged on the second surface or a conjugate surface thereof, and a positional deviation amount of a projected image of each measurement pattern with respect to the reference pattern is obtained. The optical characteristic measuring method according to claim 11.
の光学特性計測方法を用いて投影光学系の光学特性を計
測する工程と;前記光学特性の計測結果に基づいて前記
投影光学系を調整する工程と;を含む投影光学系の調整
方法。13. A step of measuring an optical characteristic of a projection optical system using the optical characteristic measuring method according to any one of claims 5 to 12; and the projection optical system based on a measurement result of the optical characteristic. Adjusting the projection optical system.
て基板上に転写する露光装置を製造する露光装置の製造
方法であって、 請求項5〜12のいずれか一項に記載の光学特性計測方
法を用いて前記投影光学系の光学特性を計測する工程
と;前記計測された光学特性に基づいて前記投影光学系
を調整する工程と;を含む露光装置の製造方法。14. A method of manufacturing an exposure apparatus for manufacturing an exposure apparatus for transferring a pattern of a mask onto a substrate via a projection optical system, wherein the optical characteristic measurement according to any one of claims 5 to 12. A method of manufacturing an exposure apparatus, comprising: measuring an optical characteristic of the projection optical system using a method; and adjusting the projection optical system based on the measured optical characteristic.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002134860A JP2003031494A (en) | 2001-05-10 | 2002-05-10 | Optical property measurement mask, optical property measurement method, projection optical system adjustment method, and exposure apparatus manufacturing method |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001-140044 | 2001-05-10 | ||
| JP2001140044 | 2001-05-10 | ||
| JP2002134860A JP2003031494A (en) | 2001-05-10 | 2002-05-10 | Optical property measurement mask, optical property measurement method, projection optical system adjustment method, and exposure apparatus manufacturing method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003031494A true JP2003031494A (en) | 2003-01-31 |
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ID=26614891
Family Applications (1)
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| JP2002134860A Pending JP2003031494A (en) | 2001-05-10 | 2002-05-10 | Optical property measurement mask, optical property measurement method, projection optical system adjustment method, and exposure apparatus manufacturing method |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003031494A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109491197A (en) * | 2018-11-30 | 2019-03-19 | 上海华力微电子有限公司 | A kind of detection method of mask plate and camera lens lightening homogeneity |
-
2002
- 2002-05-10 JP JP2002134860A patent/JP2003031494A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN109491197A (en) * | 2018-11-30 | 2019-03-19 | 上海华力微电子有限公司 | A kind of detection method of mask plate and camera lens lightening homogeneity |
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