JP2003218013A - Measurement image pick-up device and measuring method, aligner and exposure method - Google Patents
Measurement image pick-up device and measuring method, aligner and exposure methodInfo
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、露光対象(例えば
半導体素子、液晶素子、磁気ヘッドなど)に、露光パタ
ーンを投影する露光装置に搭載され、その露光装置の光
学計測に使用される計測用撮像装置に関する。本発明
は、露光装置の光学計測の方法に関する。本発明は、露
光装置に関する。本発明は、露光対象に露光パターンを
投影する露光方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a measuring device which is mounted on an exposure apparatus which projects an exposure pattern onto an exposure target (for example, a semiconductor element, a liquid crystal element, a magnetic head, etc.) and which is used for optical measurement of the exposure apparatus. The present invention relates to an imaging device. The present invention relates to a method of optical measurement of an exposure apparatus. The present invention relates to an exposure apparatus. The present invention relates to an exposure method for projecting an exposure pattern on an exposure target.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体素子や液晶素子などの製造に際し
て、露光パターンを露光転写する露光装置(いわゆるス
テッパー)が使用される。この種の露光装置は、微細な
露光パターンを精密に投影するため、極めて高い光学精
度が要求される。そのため、例えば1997年製の縮小
投影型の露光装置において、投影光学系の表面精度の許
容誤差は、直径200mmのレンズにおいて10万分の
1mm以下であった(これは、直径120mの野球グラ
ウンド上に、0.006mmの凹凸しか許されない精度
に相当する)。また、露光対象の位置決めにおいても、
数十nmといった極めて高いアライメント精度が要求さ
れる。そのため、露光装置の納入先の標高や気候なども
考慮に入れた、精密な光学設計が為されている。2. Description of the Related Art An exposure apparatus (so-called stepper) for exposing and transferring an exposure pattern is used in the manufacture of semiconductor elements, liquid crystal elements and the like. Since this type of exposure apparatus projects a fine exposure pattern precisely, extremely high optical accuracy is required. Therefore, for example, in a reduction projection type exposure apparatus made in 1997, the tolerance of the surface accuracy of the projection optical system was 1 / 100,000 mm or less for a lens with a diameter of 200 mm (this is on a baseball field with a diameter of 120 m). , 0.006 mm, which corresponds to the accuracy that allows only unevenness). Also, when positioning the exposure target,
Extremely high alignment accuracy of several tens of nm is required. Therefore, a precise optical design is made in consideration of the altitude and climate of the delivery destination of the exposure apparatus.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
露光装置には、露光パターンを投影する投影光学系や、
位置制御用のアライメント光学系が配備される。これら
の光学系には、計測用撮像装置が付設される。当然、こ
のような計測用撮像装置にも、上述したような極めて高
い精度が要求される。By the way, such an exposure apparatus includes a projection optical system for projecting an exposure pattern,
An alignment optical system for position control is provided. An imaging device for measurement is attached to these optical systems. Naturally, such a measurement image pickup apparatus is also required to have extremely high accuracy as described above.
【0004】しかしながら、このような計測用撮像装置
の発熱などが外乱要因となって、露光装置の光学精度を
乱してしまうといった弊害が懸念される。このような弊
害は、露光装置の更なる解像度向上において、重大な障
害となる。そこで、本発明は、このような計測用撮像装
置に起因する精度の乱れを改善することを目的とする。However, there is a concern that such heat generation of the measurement image pickup device may cause a disturbance and disturb the optical accuracy of the exposure device. Such an adverse effect becomes a serious obstacle in further improving the resolution of the exposure apparatus. Therefore, it is an object of the present invention to improve accuracy irregularity caused by such a measurement image pickup device.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、本発明は下記のように構成される。
《請求項1》請求項1に記載の発明は、露光装置の光学
計測に使用される計測用撮像装置であって、複数の撮像
部、および電力制御を備える。この内、複数の撮像部
は、光学ユニットから射出される光を個別のタイミング
で撮像する。一方、電力制御部は、これら複数の撮像部
の動作タイミングに従って、撮像部の電力制御を実行す
る。すなわち、電力制御部は、撮像時の撮像部に対し
て、撮像動作に必要な電力を供給する。また、電力制御
部は、非撮像時の撮像部に対して、『電力の供給停止』
または『電力の削減』を実施する。
《請求項2》請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の計測用撮像装置において、各撮像部が、2次元配列さ
れた受光素子アレイと、受光素子アレイの出力を垂直列
ごとに垂直転送する垂直転送部と、垂直転送部により転
送された出力を水平転送する水平転送部とをそれぞれ有
する。電力制御部は、この水平転送部に対する電力供給
を、非撮像時のタイミングに合わせて停止する。
《請求項3》請求項3に記載の発明は、請求項1ないし
請求項2のいずれか1項に記載の計測用撮像装置におい
て、各撮像部は、撮像した画像信号を電力増幅する出力
アンプをそれぞれ有する。電力制御部は、この出力アン
プに対する電力供給を、非撮像時のタイミングに合わせ
て停止する。
《請求項4》請求項4に記載の発明は、請求項1ないし
請求項3のいずれか1項に記載の計測用撮像装置におい
て、複数の撮像部が個別に配置され、光学ユニットの互
いに異なる光学特性を計測するための画像信号を個別に
生成する。
《請求項5》請求項5に記載の発明は、露光装置の光学
系の光学特性を計測する方法であって、撮像ステップ、
および電力制御ステップを含む。この内、撮像ステップ
では、複数の撮像部を個別のタイミングで駆動して、光
学系から射出された光を受光し、光学計測用の画像信号
をそれぞれ生成する。一方、電力制御ステップでは、撮
像ステップにおける撮像部の駆動タイミングに合わせ
て、撮像部の電力制御を実行する。すなわちこの場合、
撮像時の撮像部に対しては、撮像動作に必要な電力が供
給される。また、非撮像時の撮像部に対しては、『電力
の供給停止』または『電力の削減』が行われる。
《請求項6》請求項6に記載の発明は、請求項5に記載
の計測方法において、各撮像部は、2次元配列された受
光素子アレイと、受光素子アレイからの出力を垂直列ご
とに垂直転送する垂直転送部と、垂直転送部により転送
された出力を水平転送する水平転送部とをそれぞれ備え
ており、電力制御ステップでは、非撮像時の撮像部の水
平転送部への電力供給を停止することを特徴とする。
《請求項7》請求項7に記載の発明は、請求項5ないし
請求項6のいずれか1項に記載の計測方法において、各
撮像部は、撮像した画像信号を電力増幅する出力アンプ
をそれぞれ備えており、電力制御ステップでは、非撮像
時の撮像部の出力アンプへの電力供給を停止することを
特徴とする。
《請求項8》請求項8に記載の発明は、請求項5ないし
請求項7のいずれか1項に記載の計測方法において、光
学系は、マスク上に形成されたパターンの像を基板上に
投影する投影光学系を含み、撮像ステップで生成された
画像信号に基づいて、投影光学系の収差に関する情報を
測定することを特徴とする。
《請求項9》請求項9に記載の発明は、請求項5ないし
請求項8のいずれか1項に記載の計測方法において、光
学系は、マスク上に形成されたパターンの像を基板上に
投影する投影光学系を含み、撮像ステップで生成された
画像信号に基づいて、投影光学系の瞳形状に関する情報
を測定することを特徴とする。
《請求項10》請求項10に記載の発明は、マスク上に
形成されたパターンを、投影光学系を介して基板上に転
写する露光装置であって、請求項1ないし請求項4のい
ずれか1項に記載の計測用撮像装置を用いて、複数の撮
像部により撮像された画像信号に、予め定められた計測
用信号処理を施して計測データを生成する計測処理部を
有し、計測データに基づいて露光制御を行うことを特徴
とする。
《請求項11》請求項11に記載の発明は、 請求項1
0に記載の露光装置において、計測用撮像装置を用いて
投影光学系の光学特性を測定し、測定された光学特性に
基づいて、投影光学系の光学特性を調整することを特徴
とする。
《請求項12》請求項12に記載の発明は、マスク上に
形成されたパターンを、投影光学系を介して基板上に転
写する露光方法であって、請求項8に記載の計測方法を
用いて計測された収差情報に基づいて、投影光学系の収
差を調整する調整ステップを有することを特徴とする。
《請求項13》請求項13に記載の発明は、マスク上に
形成されたパターンを、投影光学系を介して基板上に転
写する露光方法であって、請求項9に記載の計測方法を
用いて計測された瞳形状情報に基づいて、投影光学系の
瞳形状を調整する調整ステップを有することを特徴とす
る。In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows. <Claim 1> The invention according to claim 1 is a measurement imaging device used for optical measurement of an exposure apparatus, and includes a plurality of imaging units and power control. Among these, the plurality of imaging units images the light emitted from the optical unit at individual timings. On the other hand, the power control unit controls the power of the imaging unit according to the operation timing of the plurality of imaging units. That is, the power control unit supplies the power required for the image capturing operation to the image capturing unit during image capturing. In addition, the power control unit "stops the supply of power" to the image capturing unit when the image is not captured.
Or carry out "power reduction". <Claim 2> According to a second aspect of the present invention, in the measurement image pickup apparatus according to the first aspect, each image pickup unit outputs a two-dimensionally arranged light receiving element array and an output of the light receiving element array for each vertical column. And a horizontal transfer unit that horizontally transfers the output transferred by the vertical transfer unit. The power control unit stops the power supply to the horizontal transfer unit at the timing of non-imaging. <Claim 3> The invention according to claim 3 is the measurement image pickup apparatus according to any one of claims 1 and 2, wherein each image pickup unit power-amplifies a picked-up image signal. Have respectively. The power control unit stops the power supply to the output amplifier at the timing of non-imaging. <Claim 4> According to a fourth aspect of the invention, in the measurement image pickup apparatus according to any one of the first to third aspects, a plurality of image pickup sections are individually arranged, and the optical units are different from each other. Image signals for measuring optical characteristics are individually generated. <Claim 5> The invention according to claim 5 is a method for measuring optical characteristics of an optical system of an exposure apparatus, which comprises an imaging step,
And a power control step. Of these, in the imaging step, the plurality of imaging units are driven at individual timings, the light emitted from the optical system is received, and the image signals for optical measurement are respectively generated. On the other hand, in the power control step, the power control of the image pickup unit is executed at the drive timing of the image pickup unit in the image pickup step. That is, in this case,
Electric power required for the image capturing operation is supplied to the image capturing unit during image capturing. In addition, “non-imaging of power” or “reduction of power” is performed on the imaging unit during non-imaging. <Claim 6> According to a sixth aspect of the present invention, in the measurement method according to the fifth aspect, each imaging unit has a two-dimensionally arrayed light receiving element array and an output from the light receiving element array for each vertical column. It has a vertical transfer unit for vertical transfer and a horizontal transfer unit for horizontal transfer of the output transferred by the vertical transfer unit. In the power control step, power is supplied to the horizontal transfer unit of the imaging unit during non-imaging. It is characterized by stopping. <Claim 7> According to a seventh aspect of the present invention, in the measurement method according to any one of the fifth to sixth aspects, each imaging unit includes an output amplifier that power-amplifies a captured image signal. The power control step is characterized in that the power supply to the output amplifier of the imaging unit is stopped during non-imaging. <Claim 8> The invention according to claim 8 is the measurement method according to any one of claims 5 to 7, wherein the optical system forms an image of the pattern formed on the mask on the substrate. It is characterized in that it includes a projection optical system for projecting, and measures information on the aberration of the projection optical system based on the image signal generated in the imaging step. <Claim 9> The invention according to claim 9 is the measurement method according to any one of claims 5 to 8, wherein the optical system forms an image of the pattern formed on the mask on the substrate. It is characterized in that it includes a projection optical system for projecting, and measures information about a pupil shape of the projection optical system based on the image signal generated in the imaging step. <Claim 10> The invention according to claim 10 is an exposure apparatus for transferring a pattern formed on a mask onto a substrate through a projection optical system, and the invention is any one of claims 1 to 4. The measurement image pickup device according to the item 1 is used to have a measurement processing unit that performs predetermined measurement signal processing on image signals picked up by a plurality of image pickup units to generate measurement data. The exposure control is performed based on << Claim 11 >> The invention according to Claim 11 is Claim 1
In the exposure apparatus described in 0, the optical characteristic of the projection optical system is measured by using the measurement imaging device, and the optical characteristic of the projection optical system is adjusted based on the measured optical characteristic. <Claim 12> The invention according to claim 12 is an exposure method for transferring a pattern formed on a mask onto a substrate through a projection optical system, and uses the measurement method according to claim 8. It is characterized in that it has an adjusting step for adjusting the aberration of the projection optical system based on the aberration information measured by. <Claim 13> The invention according to claim 13 is an exposure method for transferring a pattern formed on a mask onto a substrate through a projection optical system, and uses the measurement method according to claim 9. It is characterized in that it has an adjusting step for adjusting the pupil shape of the projection optical system based on the pupil shape information measured by.
【0006】[0006]
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明にか
かる実施形態を説明する。図1は、本実施形態における
露光装置(計測用撮像装置を含む)の構成を示す図であ
る。図1では、露光対象であるウェハWの法線方向にZ
軸を設定し、ウェハWの面内において紙面と平行する方
向にY軸を設定し、ウェハWの面内において紙面と直交
する方向にX軸を設定している。また、図1では、投影
光学系PLの光学特性を計測するため、撮像ユニットS
を投影光学系PLの光路に挿入(付設)した状態を示し
ている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an exposure apparatus (including a measurement image pickup apparatus) according to this embodiment. In FIG. 1, Z is shown in the normal direction of the wafer W to be exposed.
The axis is set, the Y axis is set in the direction parallel to the paper surface in the plane of the wafer W, and the X axis is set in the direction orthogonal to the paper surface in the plane of the wafer W. Further, in FIG. 1, in order to measure the optical characteristics of the projection optical system PL, the imaging unit S
Is inserted (attached) in the optical path of the projection optical system PL.
【0007】図1に示す露光装置には、露光用の光とし
て、例えば、248nm(KrF)または193nm
(ArF)の波長光を発する光源1が配置される。この
光源1から発したほぼ平行の光束は、ビーム整形光学系
2を介して所定断面の光束に整形された後、干渉性低減
部3に到達する。この干渉性低減部3は、被照射面であ
るマスク面M(ひいてはウェハW)に生じる干渉パター
ンを低減するものであり、例えば特開昭59−2263
17号公報に開示される。In the exposure apparatus shown in FIG. 1, the exposure light is, for example, 248 nm (KrF) or 193 nm.
A light source 1 that emits light of wavelength (ArF) is arranged. The substantially parallel light beam emitted from the light source 1 is shaped into a light beam having a predetermined cross section through the beam shaping optical system 2 and then reaches the coherence reduction unit 3. The coherence reduction unit 3 reduces an interference pattern generated on the mask surface M (and hence the wafer W) that is the surface to be irradiated, and is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 59-2263.
No. 17 publication.
【0008】この干渉性低減部3を通過した光束は、第
1フライアイレンズ4を介して多点に収束され、その後
側の焦点面に多数の光点(疑似光源)を形成する。これ
ら多数の光点からの光束は、振動ミラー5およびリレー
光学系6を介して、第2フライアイレンズ7に到達す
る。ここで、振動ミラー5は、X軸周りに回動する折り
曲げミラーであって、被照射面に生じる干渉パターンを
低減する機能を有する。The light flux that has passed through the coherence reducing section 3 is converged at multiple points via the first fly-eye lens 4 and forms a large number of light spots (pseudo light sources) on the focal plane on the rear side. Light fluxes from these many light spots reach the second fly-eye lens 7 via the vibrating mirror 5 and the relay optical system 6. Here, the vibrating mirror 5 is a bending mirror that rotates around the X axis, and has a function of reducing an interference pattern that occurs on the illuminated surface.
【0009】第2フライアイレンズ7は、光束をさらに
多点収束し、その後側の焦点面に多数の光点(擬似的に
面状の二次光源)を形成する。この二次光源からの光束
は、開口絞り8およびコンデンサ光学系9を介して、下
側面側に所定の露光パターンが形成されたマスクMをほ
ぼ均一に照明する。マスクMを透過した光束は、投影光
学系PLを介して投影され、ウェハW上に所定の露光パ
ターンの光像を形成する。The second fly-eye lens 7 converges the light beam at multiple points and forms a large number of light spots (pseudo-planar secondary light sources) on the focal plane on the rear side. The light flux from the secondary light source, through the aperture stop 8 and the condenser optical system 9, illuminates the mask M having a predetermined exposure pattern on the lower side surface substantially uniformly. The light flux that has passed through the mask M is projected via the projection optical system PL to form an optical image of a predetermined exposure pattern on the wafer W.
【0010】このウェハWは、ウェハステージWS上の
ウェハホルダWHによって、真空チャックされる。この
ウェハステージWSは、ウェハステージ制御部(不図
示)によりナノオーダーの精度で位置制御される。ま
た、図1に示す露光装置は、XY面におけるウェハWの
位置を検出するため、オフアクシス方式のアライメント
光学系を備える。このアライメント光学系には、例え
ば、波長帯域の広い照明光を供給する光源として、ハロ
ゲンランプ(不図示)が付設される。この光源からの照
明光は、リレー光学系(不図示)およびライトガイド2
1を介して射出される。このように射出された照明光
は、コンデンサレンズ22およびリレーレンズ23を介
して、ハーフプリズム24に入射する。The wafer W is vacuum chucked by the wafer holder WH on the wafer stage WS. The wafer stage WS is position-controlled with nano-order accuracy by a wafer stage controller (not shown). The exposure apparatus shown in FIG. 1 includes an off-axis alignment optical system for detecting the position of the wafer W on the XY plane. For example, a halogen lamp (not shown) is attached to the alignment optical system as a light source that supplies illumination light having a wide wavelength band. Illumination light from this light source is transmitted to the relay optical system (not shown) and the light guide 2.
Injected via 1. The illumination light thus emitted enters the half prism 24 via the condenser lens 22 and the relay lens 23.
【0011】ハーフプリズム24で反射された照明光
は、第1対物レンズ25および反射プリズム26を介し
て、ウェハW上のアライメントマークを落射照明する。
アライメントマークからの光は、反射プリズム26およ
び第1対物レンズ25を介して、ハーフプリズム24を
透過する。この透過光は、第2対物レンズ27を介して
ハーフプリズム28によって二方向に分岐される。The illumination light reflected by the half prism 24 is incident on the alignment mark on the wafer W by epi-illumination via the first objective lens 25 and the reflection prism 26.
The light from the alignment mark passes through the half prism 24 via the reflection prism 26 and the first objective lens 25. The transmitted light is split into two directions by the half prism 28 via the second objective lens 27.
【0012】分岐光の内、ハーフプリズム28を透過し
た光は、X方向撮像用の撮像部29にアライメントマー
クの像を形成する。一方、ハーフプリズム28を反射し
た光は、Y方向撮像用の撮像部30にアライメントマー
クの像を形成する。アライメント系の制御ユニット30
aは、これら2つの撮像部29,30を駆動して、アラ
イメントマークの像を個別に撮像し、これら2つの画像
信号を信号処理してXY面におけるウェハWの位置を検
出する。なお、アライメント系の詳細については、例え
ば特開平4−65603号公報や特開平4−27324
6号公報などに詳しく開示されている。Of the branched light, the light that has passed through the half prism 28 forms an image of an alignment mark on an image pickup section 29 for X-direction image pickup. On the other hand, the light reflected by the half prism 28 forms an image of the alignment mark on the image capturing section 30 for capturing the Y direction. Alignment system control unit 30
a drives the two image pickup units 29 and 30 to individually pick up the images of the alignment marks, and performs signal processing on these two image signals to detect the position of the wafer W on the XY plane. The details of the alignment system are described in, for example, JP-A-4-65603 and JP-A-4-27324.
The details are disclosed in Japanese Patent No.
【0013】さらに、図1に示す露光装置は、Z方向に
おけるウェハWの位置を検出するため、斜入射方式の2
次元オートフォーカス(AF)系を備える。この2次元
AF系は、例えば、波長帯域の広い照明光を供給する光
源として、ハロゲンランプ(不図示)を備える。このよ
うな光源からの照明光は、リレー光学系(不図示)およ
びライトガイド31を介して射出される。このように射
出された照明光は、コンデンサレンズ32を介してほぼ
平行光束に整形された後、偏向プリズム33に入射す
る。偏向プリズム33は、この平行光束を偏向する。偏
向プリズム33の射出面には、X方向のストライプ格子
(スリット)が形成される。このストライプ格子を透過
してストライプパターンとなった光は、投影光学系PL
と平行に光軸配置された投射用集光レンズ34を通過す
る。この通過光は、ミラー35および投射用対物レンズ
36を介した後、所定の入射角度でウェハWに到達す
る。Further, since the exposure apparatus shown in FIG. 1 detects the position of the wafer W in the Z direction, it is of the oblique incidence type.
A dimensional autofocus (AF) system is provided. The two-dimensional AF system includes, for example, a halogen lamp (not shown) as a light source that supplies illumination light having a wide wavelength band. Illumination light from such a light source is emitted via a relay optical system (not shown) and a light guide 31. The illumination light emitted in this manner is shaped into a substantially parallel light flux via the condenser lens 32, and then enters the deflection prism 33. The deflection prism 33 deflects this parallel light flux. Stripe gratings (slits) in the X direction are formed on the exit surface of the deflection prism 33. The light that has passed through this stripe grating and becomes a stripe pattern is projected onto the projection optical system PL.
It passes through a projection condenser lens 34 which is arranged in parallel with the optical axis. The passing light reaches the wafer W at a predetermined incident angle after passing through the mirror 35 and the projection objective lens 36.
【0014】このようにしてウェハW上には、ストライ
プパターンの一次像が形成される。この一次像の光は、
受光用対物レンズ37および振動ミラー38を介して、
受光用集光レンズ39に到達する。受光用集光レンズ3
9を透過した光は、偏向プリズム40の入射面にストラ
イプパターンの二次像を形成する。この二次像は、ウェ
ハWのZ方向の変位により、ストライプのピッチ方向に
横ズレを生ずる。In this way, the primary image of the stripe pattern is formed on the wafer W. The light of this primary image is
Via the light receiving objective lens 37 and the vibrating mirror 38,
It reaches the light-receiving condenser lens 39. Light-receiving condenser lens 3
The light transmitted through 9 forms a secondary image in a stripe pattern on the incident surface of the deflection prism 40. This secondary image is laterally displaced in the stripe pitch direction due to the displacement of the wafer W in the Z direction.
【0015】一方、この偏向プリズム40の入射面に
は、X方向のストライプ格子が予めパターン形成され
る。横ズレを生じた二次像は、このストライプ格子のス
リットを通過する際に、ストライプ幅(すなわち光量)
が変化する。このように光変調された二次像は、偏向プ
リズム40によってアオリ補正が施された後、リレー光
学系41を介して撮像部42に投影される。On the other hand, a stripe grating in the X direction is pre-patterned on the incident surface of the deflecting prism 40. The secondary image with lateral displacement is the stripe width (that is, the amount of light) when passing through the slit of this stripe grating.
Changes. The secondary image thus light-modulated is subjected to tilt correction by the deflection prism 40, and then projected onto the image pickup unit 42 via the relay optical system 41.
【0016】撮像部42は、この投影像を撮像し、投影
像の輝度を2次元的に多点計測する。この計測結果か
ら、Z方向におけるウェハWの面位置が検出される。こ
の面位置に従って、ウェハステージWSをZ軸方向に移
動したり、X軸やY軸を中心に回動することにより、ウ
ェハWの面位置を精密に調整することが可能になる。ま
た、図1に示す露光装置は、投影光学系PLの波面収差
および瞳形状を計測するための撮像ユニットSを備え
る。この撮像ユニットSの使用時には、図1に示すよう
に、投影光学系PLに撮像ユニットSが付設されるよう
に、ウェハステージWSが横に移動する。The image pickup section 42 picks up this projected image and two-dimensionally measures the brightness of the projected image. From this measurement result, the surface position of the wafer W in the Z direction is detected. The surface position of the wafer W can be precisely adjusted by moving the wafer stage WS in the Z-axis direction or rotating around the X-axis or the Y-axis according to the surface position. The exposure apparatus shown in FIG. 1 also includes an image pickup unit S for measuring the wavefront aberration and pupil shape of the projection optical system PL. When the image pickup unit S is used, as shown in FIG. 1, the wafer stage WS moves laterally so that the image pickup unit S is attached to the projection optical system PL.
【0017】さらに、この撮像ユニットSの収差測定に
当たり、マスクステージMSには、収差測定用のテスト
パターン(例えば、複数個の円形開口など)を設けたテ
ストマスクTMが配置される。一方、撮像ユニットSに
は、標示板11(例えば、中央に光透過域を設け、周囲
にアライメントマークを配したガラス板)が設けられ
る。投影光学系PLの光束は、この標示板11を透過し
た後、コリメートレンズ12およびリレーレンズ13を
介して、ハーフミラー14aに到達する。ハーフミラー
14aは、この光束を二方向に分岐する。Further, when measuring the aberration of the image pickup unit S, a test mask TM provided with a test pattern for aberration measurement (for example, a plurality of circular openings) is arranged on the mask stage MS. On the other hand, the image pickup unit S is provided with a marking plate 11 (for example, a glass plate having a light transmission region in the center and alignment marks on the periphery). The light flux of the projection optical system PL, after passing through the sign board 11, reaches the half mirror 14 a via the collimator lens 12 and the relay lens 13. The half mirror 14a splits this light flux into two directions.
【0018】すなわち、ハーフミラー14aを透過した
光は、撮像部15aに到達する。このとき、撮像部15
aの撮像面には、投影光学系PLの瞳形状が像として形
成される。撮像部15aで撮像された瞳形状の画像信号
は、駆動ユニット50を介して、計測ユニット51に伝
達される。計測ユニット51は、この画像信号を信号処
理することにより、投影光学系PLの瞳形状を計測す
る。That is, the light transmitted through the half mirror 14a reaches the image pickup section 15a. At this time, the imaging unit 15
The pupil shape of the projection optical system PL is formed as an image on the imaging surface of a. The pupil-shaped image signal captured by the image capturing unit 15 a is transmitted to the measurement unit 51 via the drive unit 50. The measurement unit 51 measures the pupil shape of the projection optical system PL by performing signal processing on this image signal.
【0019】一方、ハーフミラー14aを反射した光
は、マイクロフライアイ14bに到達する。このマイク
ロフライアイ14bは、反射光を小さな波面に空間的に
分割し、各波面ごとの二次像を形成する。これら多数の
二次像は、波面収差測定用の撮像部15bによって撮像
される。このように撮像部15bで撮像された画像信号
は、駆動ユニット50を介して、計測ユニット51に伝
達される。計測ユニット51は、この画像信号を信号処
理することにより、投影光学系PLの波面収差を計測す
る。なお、計測ユニット51は、この波面収差からツェ
ルニケ係数を解析することにより、投影光学系PLの
「球面収差」、「コマ収差」または「非点収差」などを
個別に求めてもよい。On the other hand, the light reflected by the half mirror 14a reaches the micro fly's eye 14b. The micro fly's eye 14b spatially divides the reflected light into small wavefronts and forms a secondary image for each wavefront. The large number of secondary images are captured by the image capturing unit 15b for measuring wavefront aberration. The image signal thus captured by the image capturing unit 15b is transmitted to the measurement unit 51 via the drive unit 50. The measurement unit 51 measures the wavefront aberration of the projection optical system PL by processing the image signal. The measurement unit 51 may individually obtain the “spherical aberration”, “coma aberration”, “astigmatism”, etc. of the projection optical system PL by analyzing the Zernike coefficient from this wavefront aberration.
【0020】図2は、上述した撮像部15a,15bの
制御系を示す図である。この制御系は、上述した駆動ユ
ニット50および計測ユニット51とから概略構成され
る。この内、駆動ユニット50は、次の構成要件を備え
る。
撮像部15aの画像信号からノイズレベルを除去する
相関二重サンプリング回路52a
撮像部15bの画像信号からノイズレベルを除去する
相関二重サンプリング回路52b
撮像部15aの画像信号に対してA/D変換などの処
理を施す出力回路53a
撮像部15bの画像信号に対してA/D変換などの処
理を施す出力回路53b
撮像部15aに対して、画像信号を水平転送するため
の駆動パルスを供給する水平駆動回路54a
撮像部15bに対して、画像信号を水平転送するため
の駆動パルスを供給する水平駆動回路54b
撮像部15a内の出力アンプにバイアス電流生成用の
電圧を供給する電源回路55a
撮像部15b内の出力アンプにバイアス電流生成用の
電圧を供給する電源回路55b
2つの撮像部15a,15bに対して、垂直転送用の
駆動パルスを供給する垂直駆動回路56
一方、計測ユニット51は、2つの撮像部15a,15
bからの画像信号を別々のタイミングで取り込み、各計
測用の信号処理を独立に実行する。このとき、計測ユニ
ット51は、2つの撮像部15a,15bの動作タイミ
ングに合わせて、制御信号PWSAVE-aおよび制御信号PWSA
VE-bを駆動ユニット50に出力する。FIG. 2 is a diagram showing a control system of the above-mentioned image pickup units 15a and 15b. This control system is roughly configured by the drive unit 50 and the measurement unit 51 described above. Among them, the drive unit 50 has the following constituent requirements. Correlated double sampling circuit 52a for removing a noise level from the image signal of the image pickup section 15a Correlated double sampling circuit 52b for removing a noise level from the image signal of the image pickup section 15b A / D conversion etc. to the image signal of the image pickup section 15a Output circuit 53a for performing the processing of 5) Output circuit 53b for performing processing such as A / D conversion on the image signal of the image pickup section 15b Horizontal drive for supplying a drive pulse for horizontally transferring the image signal to the image pickup section 15a Circuit 54a Horizontal drive circuit 54b that supplies a drive pulse for horizontally transferring an image signal to the image pickup unit 15b Power supply circuit 55a that supplies a voltage for bias current generation to an output amplifier in the image pickup unit 15a Inside image pickup unit 15b Power supply circuit 55b for supplying a bias current generation voltage to the output amplifier of the two imaging units 15a and 15b, On the other hand the vertical driving circuit 56 supplies driving pulses for direct transfer, the measuring unit 51, two imaging units 15a, 15
The image signal from b is taken in at different timings, and the signal processing for each measurement is executed independently. At this time, the measurement unit 51 adjusts the control signal PWSAVE-a and the control signal PWSA according to the operation timings of the two imaging units 15a and 15b.
The VE-b is output to the drive unit 50.
【0021】図3は、この制御信号PWSAVE-aによって制
御される水平駆動回路54aおよび電源回路55aの内
部構成を示す図である。(なお、水平駆動回路54bお
よび電源回路55bの内部構成については、添え字aが
bに代わる点を除いて図3と同一であるため、ここでの
図示を省略する。)この図3において、水平駆動回路5
4aは、駆動パルス発生器61と、NANDゲート群6
2〜65とから概略構成される。一方、電源回路55a
は、ボルテージフォロワ回路67およびCMOSスイッ
チ66から概略構成される。FIG. 3 is a diagram showing an internal configuration of the horizontal drive circuit 54a and the power supply circuit 55a controlled by the control signal PWSAVE-a. (Note that the internal configurations of the horizontal drive circuit 54b and the power supply circuit 55b are the same as those in FIG. 3 except that the subscript a is replaced with b, and therefore the illustration thereof is omitted here.) In FIG. Horizontal drive circuit 5
4a is a drive pulse generator 61 and a NAND gate group 6
2 to 65. On the other hand, the power supply circuit 55a
Is generally composed of a voltage follower circuit 67 and a CMOS switch 66.
【0022】図4は、水平駆動回路54aおよび電源回
路55aの駆動パルスの行方を示すために、撮像部15
aの内部構成を示す図である。撮像部15aは、2次元
配列された受光素子アレイ71と、垂直CCD72、水
平CCD73、および出力アンプ74から概略構成され
る。(なお、撮像部15bの内部構成については、撮像
部15aと同様であるため、ここでの図示を省略す
る。)FIG. 4 shows the image pickup section 15 in order to show the whereabouts of the drive pulses of the horizontal drive circuit 54a and the power supply circuit 55a.
It is a figure which shows the internal structure of a. The image pickup unit 15a is roughly configured by a two-dimensionally arranged light receiving element array 71, a vertical CCD 72, a horizontal CCD 73, and an output amplifier 74. (Note that the internal configuration of the image capturing unit 15b is the same as that of the image capturing unit 15a, so illustration thereof is omitted here.)
【0023】[発明との対応関係]ここで、上述した実
施形態と本発明との対応関係を説明する。なお、ここで
の対応関係は、参考のために一解釈を例示するものであ
り、本発明を徒らに限定するものではない。請求項記載
の計測用撮像装置は、撮像ユニットS、駆動ユニット5
0および計測ユニット51に対応する。請求項記載の複
数の撮像部は、撮像部15aおよび撮像部15bに対応
する。請求項記載の電力制御部は、駆動ユニット50に
対応する。請求項記載の受光素子アレイは、受光素子ア
レイ71に対応する。請求項記載の垂直転送部は、垂直
CCD72に対応する。請求項記載の水平転送部は、水
平CCD73に対応する。請求項記載の出力アンプは、
出力アンプ74に対応する。請求項記載の位置制御部
は、制御ユニット30aに対応する。請求項記載の計測
処理部は、計測ユニット51に対応する。請求項記載の
アライメント光学系は、第1対物レンズ25、第2対物
レンズ27およびハーフプリズム28などに対応する。
請求項記載の露光部は、光源1、ビーム整形光学系2、
第1フライアイレンズ4、第2フライアイレンズ7、コ
ンデンサ光学系9などに対応する。請求項記載の投影光
学系は、投影光学系PLに対応する。[Correspondence Relationship with the Invention] Here, the correspondence relationship between the above-described embodiment and the present invention will be described. It should be noted that the correspondence relationship here is one interpretation for reference, and the present invention is not limited to these. The measuring image pickup device according to the claims comprises an image pickup unit S and a drive unit 5.
0 and the measurement unit 51. The plurality of imaging units described in the claims correspond to the imaging unit 15a and the imaging unit 15b. The power control unit described in the claims corresponds to the drive unit 50. The light receiving element array described in the claims corresponds to the light receiving element array 71. The vertical transfer unit described in the claims corresponds to the vertical CCD 72. The horizontal transfer unit described in the claims corresponds to the horizontal CCD 73. The output amplifier according to the claims is
It corresponds to the output amplifier 74. The position control unit described in the claims corresponds to the control unit 30a. The measurement processing unit described in the claims corresponds to the measurement unit 51. The alignment optical system described in the claims corresponds to the first objective lens 25, the second objective lens 27, the half prism 28, and the like.
The exposure unit described in the claims comprises a light source 1, a beam shaping optical system 2,
It corresponds to the first fly-eye lens 4, the second fly-eye lens 7, the condenser optical system 9, and the like. The projection optical system described in the claims corresponds to the projection optical system PL.
【0024】[本実施形態の動作説明]以下、図1〜図
4を用いて、本実施形態の動作を説明する。まず、計測
ユニット51は、次のように、瞳形状の計測と、波面収
差の計測とを交互に実施する。[Description of Operation of this Embodiment] The operation of this embodiment will be described below with reference to FIGS. First, the measurement unit 51 alternately performs the pupil shape measurement and the wavefront aberration measurement as follows.
【0025】(1)瞳形状の計測動作
瞳形状の計測に際して、計測ユニット51は、制御信号
PWSAVE-aをハイレベルに立ち上げ、もう一方の制御信号
PWSAVE-bをローレベルに下げる。その結果、水平駆動回
路54aでは、駆動パルス発生器61の出力パルスX
H,XRGが、NANDゲート62,63を反転して通
過する。これらの反転出力は、2相の転送パルスH1,
H2、読み出しパルスLH1、およびリセットパルスR
Gにそれぞれ整形される。このように整形された駆動パ
ルスは、撮像部15aの水平CCD73に供給され、水
平転送の動力源に供せられる。(1) Measurement operation of pupil shape When measuring the pupil shape, the measurement unit 51 uses a control signal.
PWSAVE-a is set to high level and the other control signal
Lower PWSAVE-b to low level. As a result, the horizontal drive circuit 54a outputs the output pulse X of the drive pulse generator 61.
H and XRG invert and pass through the NAND gates 62 and 63. These inverted outputs are two-phase transfer pulses H1,
H2, read pulse LH1, and reset pulse R
Each is shaped into G. The drive pulse shaped in this manner is supplied to the horizontal CCD 73 of the image pickup unit 15a and is used as a power source for horizontal transfer.
【0026】また、駆動パルス発生器61の出力パルス
XSHP,XSHDは、NANDゲート64,65を反
転して通過する。これらの反転出力は、相関二重サンプ
リング回路52aのタイミング制御に使用される。一
方、電源回路55aでは、制御信号PWSAVE-aによってC
MOSスイッチ66がオフする。その結果、ボルテージ
フォロワ回路67からは基準電圧Vggが出力され、撮
像部15aの出力アンプ74に供給される。出力アンプ
74は、この基準電圧Vggによってバイアス電流を生
起し、増幅動作の動力源に使用する。The output pulses XSHP and XSHD of the drive pulse generator 61 are inverted and passed through the NAND gates 64 and 65. These inverted outputs are used for timing control of the correlated double sampling circuit 52a. On the other hand, in the power supply circuit 55a, C is generated by the control signal PWSAVE-a.
The MOS switch 66 turns off. As a result, the reference voltage Vgg is output from the voltage follower circuit 67 and supplied to the output amplifier 74 of the imaging unit 15a. The output amplifier 74 generates a bias current by this reference voltage Vgg and uses it as a power source for amplification operation.
【0027】このような電力供給により、撮像部15a
側では、瞳形状を示す画像信号が生成される。計測ユニ
ット51は、この画像信号を信号処理して、瞳形状の計
測を実施する。なお、撮像部15bはこのとき非撮像時
に置かれる。このとき、制御信号PWSAVE-bがローレベル
に設定されることにより、水平駆動回路54bおよび電
源回路55bでは「水平転送用の駆動パルス」および
「出力アンプの基準電圧Vgg」がいずれも遮断され
る。その結果、駆動ユニット50から撮像部15bに供
給される電力が削減される。By such power supply, the image pickup section 15a
On the side, an image signal indicating the pupil shape is generated. The measurement unit 51 performs signal processing on this image signal to measure the pupil shape. Note that the imaging unit 15b is placed at this time when not imaging. At this time, the control signal PWSAVE-b is set to the low level, so that both the “driving pulse for horizontal transfer” and the “reference voltage Vgg of the output amplifier” are cut off in the horizontal driving circuit 54b and the power supply circuit 55b. . As a result, the electric power supplied from the drive unit 50 to the imaging unit 15b is reduced.
【0028】(2)波面収差の計測動作
一方、波面収差の計測に際して、計測ユニット51は、
制御信号PWSAVE-aをローレベルに下げ、もう一方の制御
信号PWSAVE-bをハイレベルに立ち上げる。その結果、上
述した瞳形状の計測時とは逆の動作が生じる。すなわ
ち、撮像部15bには、駆動ユニット50から撮像動作
に必要な電力が供給される。その結果、撮像部15bか
らは波面収差を示す画像信号が出力される。計測ユニッ
ト51は、この画像信号を信号処理して、波面収差の計
測を実施する。また一方、撮像部15a側では、「水平
転送用の駆動パルス」および「出力アンプの基準電圧V
gg」がいずれも遮断される。その結果、駆動ユニット
50から撮像部15aに供給される電力が削減される。(2) Wavefront Aberration Measuring Operation On the other hand, when measuring the wavefront aberration, the measuring unit 51
The control signal PWSAVE-a is lowered to the low level, and the other control signal PWSAVE-b is raised to the high level. As a result, an operation reverse to that at the time of measuring the pupil shape described above occurs. That is, the image pickup unit 15b is supplied with electric power required for the image pickup operation from the drive unit 50. As a result, the image signal indicating the wavefront aberration is output from the imaging unit 15b. The measurement unit 51 performs signal processing on this image signal to measure the wavefront aberration. On the other hand, on the imaging unit 15a side, the "driving pulse for horizontal transfer" and the "reference voltage V of the output amplifier V"
Any "gg" is blocked. As a result, the electric power supplied from the drive unit 50 to the imaging unit 15a is reduced.
【0029】(3)露光動作
このように計測された波面収差および瞳形状に従って、
露光装置では、投影光学系PLのレンズを微動させた
り、レンズ間の圧力を制御したり、収差補正用の光
学系を挿入するなどの調整を実行する。このような調整
により、投影光学系PLの波面収差は最小化され、かつ
瞳形状は最適化される。このような投影光学系PLの調
整の後、露光装置は、マスクMの露光パターンを、投影
光学系PLを介してウェハW(感光性基板)に投影す
る。(3) Exposure operation In accordance with the wavefront aberration and the pupil shape thus measured,
The exposure apparatus performs adjustments such as slightly moving the lenses of the projection optical system PL, controlling the pressure between the lenses, and inserting an aberration correcting optical system. By such adjustment, the wavefront aberration of the projection optical system PL is minimized and the pupil shape is optimized. After such adjustment of the projection optical system PL, the exposure apparatus projects the exposure pattern of the mask M onto the wafer W (photosensitive substrate) via the projection optical system PL.
【0030】[本実施形態の効果など]上述したよう
に、本実施形態では、瞳形状計測用の撮像部15aと、
波面収差計測用の撮像部15bとが交互に動作する。こ
のとき、非撮像状態の撮像部では、「水平転送用の駆動
パルス」および「出力アンプの基準電圧Vgg」が遮断
される。その結果、撮像動作に支障を与えることなく、
撮像部15a,15bからの発熱を極力低減することが
可能になる。この発熱の低減により気流の揺らぎが軽減
され、露光装置の光学計測の精度を一段と改善すること
が可能になる。[Effects of this Embodiment] As described above, in this embodiment, the imaging unit 15a for pupil shape measurement,
The imaging unit 15b for measuring wavefront aberration operates alternately. At this time, the "driving pulse for horizontal transfer" and the "reference voltage Vgg of the output amplifier" are cut off in the imaging unit in the non-imaging state. As a result, without hindering the imaging operation,
It is possible to reduce heat generation from the imaging units 15a and 15b as much as possible. Due to this reduction in heat generation, fluctuations in the air flow are reduced, and the accuracy of optical measurement of the exposure apparatus can be further improved.
【0031】ところで、本実施形態では、非撮像状態の
撮像部に対して、垂直転送用の駆動パルスを継続的に供
給される。したがって、非撮像状態の撮像部において、
無効電荷の垂直転送(排出動作)が継続的に実行され
る。By the way, in this embodiment, the drive pulse for vertical transfer is continuously supplied to the image pickup section in the non-image pickup state. Therefore, in the imaging unit in the non-imaging state,
Vertical transfer (discharging operation) of ineffective charges is continuously executed.
【0032】このような垂直転送の動作周波数は、水平
転送の動作周波数に比べて、顕著に低い。したがって、
垂直転送動作を継続しても撮像部の温度上昇は小さく、
光学計測の精度に与える悪影響は小さい。The operating frequency of such vertical transfer is significantly lower than the operating frequency of horizontal transfer. Therefore,
Even if the vertical transfer operation is continued, the temperature rise of the imaging unit is small,
The adverse effect on the accuracy of optical measurement is small.
【0033】その上、非撮像時の撮像部において、無効
電荷の垂直転送(排出動作)を継続することにより、撮
像再開時に無効電荷の垂直転送を一から開始する必要が
なくなる。その結果、撮像再開までのタイムラグを効果
的に短縮することが可能になる。このように撮像再開時
のタイムラグが短縮することにより、2種類の計測処理
を高速に繰り返すことが可能になり、投影光学系PLの
調整時間を短縮することが可能になる。Furthermore, by continuing the vertical transfer (discharging operation) of the invalid charges in the image pickup section during non-imaging, it is not necessary to start the vertical transfer of the invalid charges from the beginning when the image pickup is restarted. As a result, it is possible to effectively reduce the time lag before resuming imaging. By shortening the time lag at the time of resuming imaging in this way, two types of measurement processing can be repeated at high speed, and the adjustment time of the projection optical system PL can be shortened.
【0034】[実施形態の補足事項]なお、上述した実
施形態では、非撮像時の撮像部に対して、「水平転送用
の駆動パルス」および「出力アンプの基準電圧Vgg」
を遮断している。しかしながら、本発明はこれに限定さ
れるものではない。より一般的には、本発明では、非撮
像時の撮像部からの発熱を、光学計測の精度を改善でき
る程度に低減することが好ましい。したがって、そのよ
うな効果の得られる範囲であれば、非撮像時の撮像部に
対する電力供給を一部削減したり、あるいは完全停止し
てもよい。[Supplementary Notes on the Embodiment] In the above-described embodiment, the "driving pulse for horizontal transfer" and the "reference voltage Vgg of the output amplifier" are applied to the image pickup unit when the image pickup is not performed.
Is shut off. However, the present invention is not limited to this. More generally, in the present invention, it is preferable to reduce the heat generated from the image pickup unit during non-image pickup to the extent that the accuracy of optical measurement can be improved. Therefore, the power supply to the imaging unit during non-imaging may be partially reduced or completely stopped as long as such an effect can be obtained.
【0035】また、上述した実施形態では、投影光学系
PLの光学計測を行う撮像部15a,15bについて、
電力制御を行っている。しかしながら、本発明はこれに
限定されるものではない。例えば、アライメント光学系
に付設される撮像部29,30(詳しくは、X方向の位
置合わせマークを撮像するX方向用撮像部29と、Y方
向の位置合わせマークを撮像するY方向用撮像部30の
こと)に対して、同様の電力制御を実施してもよい。こ
の場合、撮像部29,30の発熱による気流の乱れを低
減することが可能になり、アライメントの計測精度を高
めることが可能になる。Further, in the above-described embodiment, the image pickup units 15a and 15b for performing the optical measurement of the projection optical system PL,
Power is controlled. However, the present invention is not limited to this. For example, the imaging units 29 and 30 attached to the alignment optical system (specifically, the X-direction imaging unit 29 that images the X-direction alignment mark and the Y-direction imaging unit 30 that images the Y-direction alignment mark). The same power control may be implemented for the above). In this case, it is possible to reduce the turbulence of the airflow due to the heat generation of the imaging units 29 and 30, and it is possible to improve the alignment measurement accuracy.
【0036】なお、このような電力制御を行うアライメ
ント系としては、図1に示すようなオフアクシス方式の
アライメント系に限定されない。例えば、投影光学系P
Lを介してウェハWのアライメントマーク(あるいはウ
ェハステージWS上の基準マーク)を撮像する方式のア
ライメント系や、マスクMのアライメントマークとウェ
ハWのアライメントマーク(あるいはウェハステージW
S上の基準マーク)とを重ねて撮像する方式のアライメ
ント系に、本発明を適用してもよい。The alignment system for performing such power control is not limited to the off-axis type alignment system as shown in FIG. For example, the projection optical system P
An alignment system that takes an image of the alignment mark of the wafer W (or the reference mark on the wafer stage WS) via L, the alignment mark of the mask M and the alignment mark of the wafer W (or the wafer stage W).
The present invention may be applied to an alignment system in which a reference mark on S) is superimposed and imaged.
【0037】また、本発明は、図1に示すタイプの露光
装置に限定されるものではない。一般に、本発明は、複
数の撮像部を有する計測用撮像装置、またはその計測用
撮像装置を搭載する露光装置全般に適用可能である。The present invention is not limited to the exposure apparatus of the type shown in FIG. In general, the present invention is applicable to a measurement image pickup apparatus having a plurality of image pickup units, or an exposure apparatus in which the measurement image pickup apparatus is mounted.
【0038】なお、本実施形態では、投影光学系PLの
瞳形状および波面収差を、異なる撮像部15a,15b
を使用して計測している。しかしながら、本発明は、こ
れに限定されるものでない。例えば、一方の撮像部で特
定の収差(例えば、球面収差、コマ収差、非点収差な
ど)を計測するための画像信号を生成し、他方の撮像部
で瞳形状を計測するための画像信号を生成してもよい。In this embodiment, the image pickup units 15a and 15b differ in pupil shape and wavefront aberration of the projection optical system PL.
Is measured using. However, the present invention is not limited to this. For example, one image pickup unit generates an image signal for measuring a specific aberration (for example, spherical aberration, coma aberration, astigmatism, etc.), and the other image pickup unit generates an image signal for measuring a pupil shape. May be generated.
【0039】[0039]
【発明の効果】本発明では、露光装置の光学計測用に複
数の撮像部を設け、これら複数の撮像部を個別のタイミ
ングで動作させる。このとき、非撮像時の撮像部に対し
ては、電力供給を停止もしくは削減するように電力制御
することにより、撮像動作に支障を与えることなく、撮
像部からの発熱を低減する。その結果、撮像部の発熱に
よって生じる気流の揺らぎが軽減され、露光装置におけ
る光学計測の精度を一段と改善することが可能になる。According to the present invention, a plurality of image pickup portions are provided for optical measurement of the exposure apparatus, and the plurality of image pickup portions are operated at individual timings. At this time, the heat generation from the image pickup unit is reduced without hindering the image pickup operation by controlling the power supply to the image pickup unit at the time of non-image pickup so as to stop or reduce the power supply. As a result, the fluctuation of the air flow caused by the heat generation of the imaging unit is reduced, and the accuracy of the optical measurement in the exposure apparatus can be further improved.
【図1】本実施形態における露光装置(計測用撮像装置
を含む)の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an exposure apparatus (including a measurement image pickup apparatus) in the present embodiment.
【図2】撮像部15a,15bの制御系を示す図であ
る。FIG. 2 is a diagram showing a control system of imaging units 15a and 15b.
【図3】水平駆動回路54aおよび電源回路55aの内
部構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an internal configuration of a horizontal drive circuit 54a and a power supply circuit 55a.
【図4】撮像部15aの内部構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an internal configuration of an imaging unit 15a.
1 光源 2 ビーム整形光学系 3 干渉性低減部 4 第1フライアイレンズ 5 振動ミラー 6 リレー光学系 7 第2フライアイレンズ 8 開口絞り 9 コンデンサ光学系 12 コリメートレンズ 13 リレーレンズ 14a ハーフミラー 14b マイクロフライアイ 15a,15b 撮像部 21 ライトガイド 22 コンデンサレンズ 23 リレーレンズ 24 ハーフプリズム 25 第1対物レンズ 26 反射プリズム 27 第2対物レンズ 28 ハーフプリズム 29,30 撮像部 30a 制御ユニット 33 偏向プリズム 34 投射用集光レンズ 37 受光用対物レンズ 40 偏向プリズム 50 駆動ユニット 51 計測ユニット 52a 相関二重サンプリング回路 53a 出力回路 54a 水平駆動回路 54b 水平駆動回路 55 電源回路 55a 電源回路 55b 電源回路 56 垂直駆動回路 61 駆動パルス発生器 66 CMOSスイッチ 67 ボルテージフォロワ回路 71 受光素子アレイ 72 垂直CCD 73 水平CCD 74 出力アンプ PL 投影光学系 M マスク S 撮像ユニット WS ウェハステージ 1 light source 2 beam shaping optics 3 Interference reduction section 4 First fly-eye lens 5 Vibration mirror 6 Relay optical system 7 Second fly-eye lens 8 aperture stop 9 Condenser optical system 12 Collimating lens 13 relay lens 14a Half mirror 14b Micro fly eye 15a, 15b Imaging unit 21 Light Guide 22 Condenser lens 23 relay lens 24 Half prism 25 First Objective Lens 26 Reflective prism 27 Second objective lens 28 Half prism 29,30 Imaging unit 30a control unit 33 deflection prism 34 Condensing lens for projection 37 Light receiving objective lens 40 deflection prism 50 drive unit 51 Measuring unit 52a Correlated double sampling circuit 53a output circuit 54a Horizontal drive circuit 54b Horizontal drive circuit 55 Power circuit 55a power supply circuit 55b power supply circuit 56 Vertical drive circuit 61 Drive pulse generator 66 CMOS switch 67 Voltage follower circuit 71 Light receiving element array 72 Vertical CCD 73 horizontal CCD 74 Output amplifier PL projection optical system M mask S Imaging unit WS wafer stage
Claims (13)
あって、 前記露光装置の光学ユニットから射出される光を個別の
タイミングで撮像する複数の撮像部と、 前記複数の撮像部それぞれに対し、撮像時には撮像動作
に必要な電力を供給し、非撮像時には前記電力の供給停
止または電力削減を行う電力制御部とを備えたことを特
徴とする計測用撮像装置。1. A measuring image pickup apparatus used in an exposure apparatus, comprising: a plurality of image pickup sections for picking up light emitted from an optical unit of the exposure apparatus at individual timings; On the other hand, a measurement image pickup apparatus comprising: a power control unit that supplies power necessary for an image pickup operation at the time of image pickup, and stops the supply of power or reduces the power at the time of non-image pickup.
て、 前記各撮像部は、 2次元配列された受光素子アレイと、 前記受光素子アレイの出力を垂直列ごとに垂直転送する
垂直転送部と、 前記垂直転送部により転送された前記出力を水平転送す
る水平転送部とをそれぞれ有し、 前記電力制御部は、 前記複数の撮像部のうち、非撮像時の前記撮像部に対し
て、前記水平転送部への電力供給を停止することを特徴
とする計測用撮像装置。2. The measurement image pickup device according to claim 1, wherein each of the image pickup units has a two-dimensionally arranged light receiving element array, and a vertical transfer unit that vertically transfers an output of the light receiving element array for each vertical column. And a horizontal transfer unit that horizontally transfers the output transferred by the vertical transfer unit, and the power control unit includes, among the plurality of imaging units, the imaging unit at the time of non-imaging, An imaging device for measurement, characterized in that power supply to the horizontal transfer unit is stopped.
に記載の計測用撮像装置において、 前記各撮像部は、撮像した画像信号を電力増幅する出力
アンプをそれぞれ有し、 前記電力制御部は、前記複数の撮像部のうち、非撮像時
の前記撮像部に対して、前記出力アンプへの電力供給を
停止することを特徴とする計測用撮像装置。3. The measurement image pickup device according to claim 1, wherein each of the image pickup units has an output amplifier that amplifies a picked-up image signal by power, and the power control unit. The image pickup apparatus for measurement is characterized in that the section stops the supply of power to the output amplifier to the image pickup section during non-image pickup among the plurality of image pickup sections.
に記載の計測用撮像装置において、 前記複数の撮像部は個別に配置され、前記光学ユニット
の互いに異なる光学特性を計測するための画像信号を個
別に生成することを特徴とする計測用撮像装置。4. The measuring image pickup apparatus according to claim 1, wherein the plurality of image pickup units are individually arranged, and are for measuring different optical characteristics of the optical unit. An imaging device for measurement, which is characterized by individually generating image signals.
される計測方法であって、 複数の撮像部を個別のタイミングで駆動して、前記光学
系から射出された光を受光し、光学計測用の画像信号を
それぞれ生成する撮像ステップと、 前記撮像ステップにおける前記撮像部の駆動タイミング
に合わせて、前記複数の撮像部のうちの撮像時の撮像部
に対しては撮像動作に必要な電力を供給し、非撮像時の
撮像部に対しては前記電力の供給停止または電力削減を
行う電力制御ステップとを有することを特徴とする計測
方法。5. A measuring method used for measuring an optical characteristic of an optical system of an exposure apparatus, wherein a plurality of image pickup units are driven at individual timings to receive light emitted from the optical system, An image capturing step for generating image signals for measurement, and an electric power required for the image capturing operation for the image capturing section of the plurality of image capturing sections at the time of image capturing in accordance with the drive timing of the image capturing section in the image capturing step. And a power control step of stopping or reducing the power supply to the imaging unit during non-imaging.
前記受光素子アレイからの出力を垂直列ごとに垂直転送
する垂直転送部と、前記垂直転送部より転送された前記
出力を水平転送する水平転送部とをそれぞれ備えてお
り、 前記電力制御ステップでは、前記非撮像時の撮像部の前
記水平転送部への電力供給を停止することを特徴とする
計測方法。6. The measuring method according to claim 5, wherein each of the imaging units includes a two-dimensionally arranged light receiving element array,
A vertical transfer unit that vertically transfers the output from the light-receiving element array for each vertical column, and a horizontal transfer unit that horizontally transfers the output transferred from the vertical transfer unit, respectively, in the power control step, A measuring method, characterized in that the power supply to the horizontal transfer unit of the image pickup unit at the time of non-image pickup is stopped.
に記載の計測方法において、 前記各撮像部は、撮像した画像信号を電力増幅する出力
アンプをそれぞれ備えており、 前記電力制御ステップでは、前記非撮像時の撮像部の前
記出力アンプへの電力供給を停止することを特徴とする
計測方法。7. The measuring method according to claim 5, wherein each of the image pickup units includes an output amplifier that amplifies a picked-up image signal by power, and the power control step. Then, the measuring method, characterized in that the power supply to the output amplifier of the imaging unit is stopped during the non-imaging.
に記載の計測方法において、 前記光学系は、マスク上に形成されたパターンの像を基
板上に投影する投影光学系を含み、 前記撮像ステップで生成された前記画像信号に基づい
て、前記投影光学系の収差に関する情報を測定すること
を特徴とする計測方法。8. The measuring method according to claim 5, wherein the optical system includes a projection optical system that projects an image of a pattern formed on a mask onto a substrate, A measuring method characterized by measuring information on an aberration of the projection optical system based on the image signal generated in the imaging step.
に記載の計測方法において、 前記光学系は、マスク上に形成されたパターンの像を基
板上に投影する投影光学系を含み、 前記撮像ステップで生成された前記画像信号に基づい
て、前記投影光学系の瞳形状に関する情報を測定するこ
とを特徴とする計測方法。9. The measuring method according to claim 5, wherein the optical system includes a projection optical system that projects an image of a pattern formed on a mask onto a substrate, A measuring method characterized by measuring information about a pupil shape of the projection optical system based on the image signal generated in the imaging step.
影光学系を介して基板上に転写する露光装置であって、 請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の計測用
撮像装置を用いて、前記複数の撮像部により撮像された
画像信号に、予め定められた計測用信号処理を施して計
測データを生成する計測処理部を有し、 前記計測データに基づいて露光制御を行うことを特徴と
する露光装置。10. An exposure apparatus for transferring a pattern formed on a mask onto a substrate via a projection optical system, the measurement imaging apparatus according to claim 1. A measurement processing unit that performs predetermined measurement signal processing on the image signals captured by the plurality of image capturing units to generate measurement data, and performs exposure control based on the measurement data. An exposure apparatus characterized by the above.
て、 前記計測用撮像装置を用いて前記投影光学系の光学特性
を測定し、 前記測定された光学特性に基づいて、前記投影光学系の
前記光学特性を調整することを特徴とする露光装置。11. The exposure apparatus according to claim 10, wherein an optical characteristic of the projection optical system is measured using the measurement image pickup device, and the optical characteristic of the projection optical system is measured based on the measured optical characteristic. An exposure apparatus characterized by adjusting optical characteristics.
影光学系を介して基板上に転写する露光方法であって、 請求項8に記載の計測方法を用いて計測された収差情報
に基づいて、前記投影光学系の収差を調整する調整ステ
ップを有することを特徴とする露光方法。12. An exposure method for transferring a pattern formed on a mask onto a substrate via a projection optical system, which is based on aberration information measured by using the measurement method according to claim 8. An exposure method comprising an adjusting step of adjusting an aberration of the projection optical system.
影光学系を介して基板上に転写する露光方法であって、 請求項9に記載の計測方法を用いて計測された瞳形状情
報に基づいて、前記投影光学系の瞳形状を調整する調整
ステップを有することを特徴とする露光方法。13. An exposure method for transferring a pattern formed on a mask onto a substrate via a projection optical system, which is based on pupil shape information measured using the measurement method according to claim 9. And an adjusting step for adjusting the pupil shape of the projection optical system.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2002-01-23 JP JP2002014520A patent/JP2003218013A/en active Pending
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