JP2005123427A - Method for measuring optical performance, exposing method, aligner, and mask - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、投影光学系の光学性能を測定する光学性能測定方法、当該方法の測定結果に基づいて光学性能を調整した投影光学系を用いて基板を露光する露光方法、及び投影光学系の光学性能を測定する機能を有する露光装置に関する。 The present invention relates to an optical performance measurement method for measuring the optical performance of a projection optical system, an exposure method for exposing a substrate using a projection optical system whose optical performance is adjusted based on the measurement results of the method, and the optical of the projection optical system The present invention relates to an exposure apparatus having a function of measuring performance.
半導体素子、液晶表示素子、撮像装置、薄膜磁気ヘッド等のマイクロデバイスの製造工程の1つとして設けられるフォトリソグラフィー工程では、マスク又はレチクル(以下、これらを総称するときは、マスクという)に形成されたパターンの像を、投影光学系を介して露光対象としての基板(フォトレジストが塗布された半導体ウエハ又はガラスプレート)上に投影露光する露光装置が用いられる。近時においては、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置(所謂、ステッパ)又はステップ・アンド・スキャン方式の露光装置が多用されている。 In a photolithography process provided as one of the manufacturing processes of a microdevice such as a semiconductor element, a liquid crystal display element, an imaging device, and a thin film magnetic head, it is formed on a mask or a reticle (hereinafter collectively referred to as a mask). An exposure apparatus is used that projects and exposes the image of the pattern onto a substrate (a semiconductor wafer or glass plate coated with a photoresist) as an exposure target via a projection optical system. Recently, step-and-repeat type reduction projection exposure apparatuses (so-called steppers) or step-and-scan type exposure apparatuses are frequently used.
近年においては、デバイスに形成するパターンのより一層の高集積化に対応するために、投影光学系の更なる高解像度化が望まれている。投影光学系の解像度は露光光の波長が短くなるほど、また投影光学系の開口数が大きいほど高くなる。このため、露光装置で使用される露光光の波長は年々短波長化しており、投影光学系の開口数も増大している。露光光の短波長化に着目すると、従来はg線(波長436nm)やi線(波長365nm)が用いられていたが、現在ではKrFエキシマレーザ(波長248nm)やArFエキシマレーザ(波長193nm)が主流となってきており、更にF2レーザ(波長157nm)等の実用化も検討されている。 In recent years, in order to cope with higher integration of patterns formed on devices, it is desired to further increase the resolution of the projection optical system. The resolution of the projection optical system increases as the wavelength of the exposure light decreases and the numerical aperture of the projection optical system increases. For this reason, the wavelength of the exposure light used in the exposure apparatus has become shorter year by year, and the numerical aperture of the projection optical system has also increased. Focusing on the shortening of the exposure light wavelength, conventionally g-line (wavelength 436 nm) and i-line (wavelength 365 nm) were used, but now KrF excimer laser (wavelength 248 nm) and ArF excimer laser (wavelength 193 nm) are used. It has become mainstream, and practical application of F 2 laser (wavelength 157 nm) and the like is also being studied.
ところで、露光装置の性能は主として投影光学系の解像力性能によって左右されるため、投影光学系は収差量が極力小さくなるように設計・製造されるが、収差量を皆無にすることは困難である。このため、投影光学系の残存収差を測定し、その補正を行うことにより、解像力性能の向上が図られる。 By the way, since the performance of the exposure apparatus mainly depends on the resolving power performance of the projection optical system, the projection optical system is designed and manufactured to minimize the aberration amount, but it is difficult to eliminate the aberration amount. . Therefore, the resolution performance can be improved by measuring the residual aberration of the projection optical system and correcting it.
投影光学系の従来の残存収差の測定方法としては、収差計測用のパターンとして、その線幅が長手方向に渡って均一に設定された2以上のパターンを短手方向に配列してなるL/S(ライン・アンド・スペース)パターンの投影光学系の投影像を、結像面に配置したCCD(Charge Coupled Device)等の計測器を用いて撮像し、その線幅(短手方向の寸法)を作業者が手作業で測定し、測定した線幅と理想状態で投影される投影像の線幅とを比較するものが知られている。 As a conventional method for measuring residual aberration of a projection optical system, as a pattern for aberration measurement, two or more patterns whose line widths are set uniformly in the longitudinal direction are arranged in the lateral direction. The projected image of the S (line and space) pattern projection optical system is imaged using a measuring instrument such as a CCD (Charge Coupled Device) arranged on the imaging surface, and the line width (dimension in the short direction) Is measured manually by an operator, and the measured line width is compared with the line width of a projected image projected in an ideal state.
また、フォトレジストを塗布した基板上に、上記と同様な収差測定用のパターンを転写し、基板上に形成されたパターンを作業者がSEM(走査型電子顕微鏡)等を用いて観察して線幅を測定し、測定した線幅と理想状態で転写されたときに基板上に形成されるパターンの線幅とを比較するものが知られている。 Also, the same aberration measurement pattern as described above is transferred onto the substrate coated with the photoresist, and the operator observes the pattern formed on the substrate using a scanning electron microscope (SEM) or the like. It is known to measure the width and compare the measured line width with the line width of a pattern formed on a substrate when transferred in an ideal state.
なお、5本のラインを配置したL/Sパターンを用いるコマ収差計測方法が特開2003−279341号公報に開示されている。
しかしながら、上述した従来の残存収差の測定方法では、収差測定用のパターンとしてL/Sパターンを用い、作業者がその投影像又は基板上に転写されたパターンの線幅を手作業で測定し、この測定結果と理想状態で投影される投影像の線幅又は理想状態で基板上に転写されたパターンの線幅とを比較することで求められているため、これらの作業は極めて煩雑であり、このため作業時間が長くなり、また測定誤差も生じやすいという問題があった。 However, in the conventional residual aberration measurement method described above, an L / S pattern is used as the aberration measurement pattern, and the operator manually measures the projected image or the line width of the pattern transferred onto the substrate. Since these measurement results are obtained by comparing the line width of the projected image projected in the ideal state or the line width of the pattern transferred onto the substrate in the ideal state, these operations are extremely complicated, For this reason, there is a problem that the working time becomes long and a measurement error easily occurs.
本発明はこのような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、投影光学系の光学性能を短時間で高精度測定できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and an object thereof is to enable high-precision measurement of the optical performance of a projection optical system in a short time.
以下、この項に示す説明では、本発明を、実施形態を表す図面に示す部材符号に対応付けて説明するが、本発明の各構成要件は、これら部材符号を付した図面に示す部材に限定されるものではない。 Hereinafter, in the description shown in this section, the present invention will be described in association with the member codes shown in the drawings representing the embodiments. However, each constituent element of the present invention is limited to the members shown in the drawings attached with these member codes. Is not to be done.
上記課題を解決するために、本発明の第1の観点によると、第1面のパターンを第2面へ投影する投影光学系(PL)の光学性能を測定する光学性能測定方法であって、長手方向に沿う第1方向(D1、D31)に線幅が変化する第1パターン(P1、P11)と、当該第1パターンと並設され、前記第1方向への線幅の変化が前記第1パターンとは逆である第2パターン(P2、P12)とを含む測定パターン(MP、MP1)を前記第1面内に配置する配置工程(S11、S21)と、前記第2面に投影される前記測定パターンの像の検出結果から前記投影光学系の光学性能を測定する測定工程(S12〜S17、S22〜S25)とを含む光学性能測定方法が提供される。 In order to solve the above problems, according to a first aspect of the present invention, there is provided an optical performance measurement method for measuring the optical performance of a projection optical system (PL) that projects a pattern of a first surface onto a second surface, A first pattern (P1, P11) whose line width changes in the first direction (D1, D31) along the longitudinal direction and the first pattern are arranged side by side, and the change in the line width in the first direction is the first pattern. An arrangement step (S11, S21) of arranging a measurement pattern (MP, MP1) including a second pattern (P2, P12) that is opposite to one pattern in the first surface, and being projected on the second surface There is provided an optical performance measurement method including a measurement step (S12 to S17, S22 to S25) for measuring the optical performance of the projection optical system from the detection result of the image of the measurement pattern.
この発明では、測定パターンとして長手方向に線幅が変化する第1パターン及びこれと線幅の変化が逆である第2パターンを第1面に配置しており、これらの投影光学系による投影像は、投影光学系の光学性能(特に、残存コマ収差)に応じて、互いに長手方向の長さの変化に違いを生じた状態で第2面に投影される。これにより、例えば、第1及び第2パターンの投影像の長手方向の長さの変化を検出することにより、投影光学系の光学性能を容易に測定することができる。 In the present invention, a first pattern whose line width changes in the longitudinal direction as a measurement pattern and a second pattern whose line width changes in the opposite direction are arranged on the first surface, and a projection image by these projection optical systems. Are projected onto the second surface in a state where there is a difference in the change in length in the longitudinal direction according to the optical performance of the projection optical system (particularly, residual coma aberration). Thereby, for example, the optical performance of the projection optical system can be easily measured by detecting the change in the length in the longitudinal direction of the projected images of the first and second patterns.
また、第1及び第2パターンの投影像のそれぞれの長手方向の寸法変化の比較(例えば、比率)により、コマ収差を含む残存収差の方向及び大きさを容易に特定することができ、加えて、例えば、後述する実施形態で説明するように、CCD等の撮像装置を用いて光学性能の測定を自動化することが可能なため、投影光学系の光学性能を短時間で高精度測定することができるようになる。 Further, by comparing (for example, ratios) the dimensional changes in the longitudinal direction of the projected images of the first and second patterns, the direction and size of the residual aberration including coma can be easily specified. For example, as will be described in an embodiment described later, since it is possible to automate the measurement of optical performance using an imaging device such as a CCD, the optical performance of the projection optical system can be measured with high accuracy in a short time. become able to.
本発明の第1の観点に係る光学性能測定方法において、前記第1パターン及び前記第2パターンとして、前記第1方向に徐々に線幅が増加又は減少する楔形状のものを用いることができ、この場合において、前記第1パターン及び前記第2パターンは、前記第1方向に直交する第2方向の線幅の和が前記第1方向に沿って一定となるように形状が設定されることが好ましい。 In the optical performance measurement method according to the first aspect of the present invention, the first pattern and the second pattern can be wedge-shaped ones whose line width gradually increases or decreases in the first direction, In this case, the shapes of the first pattern and the second pattern may be set so that the sum of the line widths in the second direction orthogonal to the first direction is constant along the first direction. preferable.
この場合において、前記測定工程は、前記第2面に投影される前記測定パターンの投影像を検出して検出信号を得る検出工程と、前記検出工程で得られた前記検出信号を前記第2方向に対応する方向に積算して積算信号を得る積算工程と、前記第1方向に対応する方向における前記積算信号の分布に基づいて前記投影光学系の光学性能を数値化する数値化工程とを含むことができる。また、前記測定工程は、前記第2面に検出用基板を配置する基板配置工程と、前記投影光学系を介して前記測定パターンを前記検出用基板に転写する転写工程と、前記検出用基板に転写された前記パターンを検出するパターン検出工程と、前記パターン検出工程の検出結果に基づいて前記投影光学系の光学性能を数値化する数値化工程とを含むことができる。 In this case, the measurement step includes a detection step of detecting a projection image of the measurement pattern projected on the second surface to obtain a detection signal, and the detection signal obtained in the detection step is converted into the second direction. Integrating a step of integrating in a direction corresponding to the step of obtaining an integrated signal, and a numerical step of converting the optical performance of the projection optical system into a numerical value based on a distribution of the integrated signal in a direction corresponding to the first direction. be able to. Further, the measurement step includes a substrate placement step of placing a detection substrate on the second surface, a transfer step of transferring the measurement pattern to the detection substrate via the projection optical system, and a detection substrate. A pattern detection step for detecting the transferred pattern, and a digitization step for digitizing the optical performance of the projection optical system based on the detection result of the pattern detection step can be included.
本発明の第2の観点によると、マスク(R)に形成されたパターン(DP)を、投影光学系(PL)を介して基板(W)上に転写する露光方法において、前記パターンの転写に先立って、上記の光学性能測定方法を用いて前記投影光学系の光学性能を測定する光学性能測定工程と、前記光学性能測定工程の測定結果に応じて前記投影光学系の光学性能を調整する特性調整工程とを含む露光方法が提供される。 According to a second aspect of the present invention, in an exposure method for transferring a pattern (DP) formed on a mask (R) onto a substrate (W) via a projection optical system (PL), the pattern can be transferred. Prior to the optical performance measurement step of measuring the optical performance of the projection optical system using the optical performance measurement method described above, and the characteristics of adjusting the optical performance of the projection optical system according to the measurement results of the optical performance measurement step An exposure method including an adjusting step is provided.
本発明の第3の観点によると、マスク(R)に形成されたパターン(DP)を、投影光学系(PL)を介して基板(W)上に転写する露光装置において、長手方向に沿う第1方向(D1、D31)に線幅が変化する第1パターン(P1、P11)と、当該第1パターンと並設され、前記第1方向の線幅の変化が前記第1パターンとは逆である第2パターン(P2、P12)とを含む測定パターン(MP、MP1)が形成された測定用マスク(TR)を前記マスクとして用い、当該測定用マスクに形成されたパターンの前記投影光学系による投影像を検出する検出部(20)と、前記検出部の検出信号を前記第1方向に直交する第2方向(D2、D32)に対応する方向(D12)に積算して積算信号(AS)を求め、前記第1方向に対応する方向(D11)における前記積算信号の分布に基づいて前記投影光学系の光学性能を数値化する性能算出部(12)とを備える露光装置が提供される。 According to a third aspect of the present invention, in an exposure apparatus that transfers a pattern (DP) formed on a mask (R) onto a substrate (W) via a projection optical system (PL), the first along the longitudinal direction. The first pattern (P1, P11) whose line width changes in one direction (D1, D31) and the first pattern are arranged in parallel, and the change in the line width in the first direction is opposite to the first pattern. A measurement mask (TR) on which a measurement pattern (MP, MP1) including a second pattern (P2, P12) is formed is used as the mask, and the pattern formed on the measurement mask is determined by the projection optical system. A detection unit (20) for detecting a projected image, and an integration signal (AS) by integrating the detection signals of the detection unit in a direction (D12) corresponding to a second direction (D2, D32) orthogonal to the first direction. Corresponding to the first direction Countercurrent performance calculator to quantify the optical performance of the projection optical system based on the distribution of the integrated signal at the (D11) (12) and an exposure apparatus including a is provided.
この発明によれば、第1面内に配置された第1パターン及び第2パターンの像が投影光学系(PL)の光学性能に応じて長手方向の長さが変化した状態で第2面に投影され、この投影像を検出部で検出した検出信号を長手方向に直交する方向に積算した積算信号が求められ、積算信号の分布に基づいて投影光学系の光学性能が数値化される。 According to the present invention, the images of the first pattern and the second pattern arranged in the first surface are formed on the second surface in a state in which the length in the longitudinal direction changes according to the optical performance of the projection optical system (PL). An integrated signal obtained by integrating the detection signals projected and detected by the detection unit in the direction orthogonal to the longitudinal direction is obtained, and the optical performance of the projection optical system is quantified based on the distribution of the integrated signals.
本発明の第4の観点によると、第1面のパターンを第2面に投影する投影光学系(PL)の光学性能の測定に用いられるマスクであって、長手方向に沿う第1方向(D1、D31)に線幅が変化する第1パターン(P1、P11)と、該第1パターンに隣接して設けられ、前記第1方向への線幅の変化が前記第1パターンとほぼ逆となる第2パターン(P2、P12)とを含む測定パターンを有するマスク(TR)が提供される。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a mask used for measuring the optical performance of a projection optical system (PL) that projects a pattern of a first surface onto a second surface, the first direction (D1) along the longitudinal direction. , D31) are provided adjacent to the first pattern (P1, P11) whose line width changes, and the change in the line width in the first direction is almost opposite to that of the first pattern. A mask (TR) having a measurement pattern including a second pattern (P2, P12) is provided.
この場合において、前記測定パターンは、前記第1方向と直交する第2方向に離れて複数対の前記第1及び第2パターンが並設されたものとすることができる。また、前記第1及び第2パターンは、それぞれ前記第1方向と直交する第2方向の線幅が前記第1方向に徐々に増加又は減少する楔状とすることができる。さらに、前記第1及び第2パターンは、その少なくとも一部で、前記第1方向と直交する第2方向の線幅の和が前記第1方向に沿ってほぼ一定となるようにすることができる。また、前記測定パターンは、前記第1方向と直交する第2方向に離れて配置される複数対の前記第1及び第2パターンで、前記第2方向の線幅の和がほぼ等しくなるように設定することができる。さらに、前記測定パターンは、前記第1方向、及び前記第1方向と異なる方向に沿ってそれぞれ線幅が変化する複数の前記第1及び第2パターンを含むことができる。 In this case, the measurement pattern may include a plurality of pairs of the first and second patterns arranged in parallel in a second direction orthogonal to the first direction. The first and second patterns may each have a wedge shape in which a line width in a second direction orthogonal to the first direction gradually increases or decreases in the first direction. Further, at least a part of the first and second patterns can be set such that the sum of the line widths in the second direction orthogonal to the first direction is substantially constant along the first direction. . Further, the measurement pattern is a plurality of pairs of the first and second patterns arranged apart from each other in a second direction orthogonal to the first direction so that the sum of the line widths in the second direction is substantially equal. Can be set. Furthermore, the measurement pattern may include a plurality of first and second patterns whose line widths change along the first direction and a direction different from the first direction.
本発明の第5の観点によると、第1面のパターンを第2面に投影する投影光学系(PL)の光学性能を測定する光学性能測定方法であって、上記本発明の第4の観点に係るマスク(TR)に計測された測定パターン(MP、MP1)を前記第1面に配置するとともに、前記第2面に投影される前記測定パターンの像の検出結果に基づいて前記投影光学系の光学性能を求めるようにした光学性能測定方法が提供される。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an optical performance measuring method for measuring an optical performance of a projection optical system (PL) that projects a pattern of a first surface onto a second surface, wherein the fourth aspect of the present invention is described above. The measurement pattern (MP, MP1) measured on the mask (TR) according to the above is arranged on the first surface, and the projection optical system based on the detection result of the image of the measurement pattern projected on the second surface There is provided an optical performance measuring method for determining the optical performance of the optical performance.
この場合において、前記投影時に前記第1パターンと前記第2パターンとで長さ変化が異なる前記測定パターンの像の前記第1方向に関する検出情報を用いて前記投影光学系の光学性能を求めるようにできる。 In this case, the optical performance of the projection optical system is obtained using detection information relating to the first direction of the image of the measurement pattern having a different length change between the first pattern and the second pattern during the projection. it can.
本発明によると、作業者の作業が大幅に低減されるとともに、作業者の手作業による測定を省略することが可能になるため、投影光学系の光学性能を短時間で高精度に測定することができる。 According to the present invention, the operator's work is greatly reduced and the measurement by the operator's manual work can be omitted, so that the optical performance of the projection optical system can be measured with high accuracy in a short time. Can do.
また、高い精度の測定結果に基づいて投影光学系の光学性能が調整されるため、投影光学系の光学性能をより理想の状態に近づけることができる。 Further, since the optical performance of the projection optical system is adjusted based on the measurement result with high accuracy, the optical performance of the projection optical system can be brought closer to an ideal state.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係る光学性能測定方法が用いられる露光装置の概略構成を示す図である。図1に示す露光装置は、基板としてのウエハWを二次元的に移動自在なウエハステージ8上に載置し、このウエハステージ8によりウエハWを歩進(ステッピング)させて、マスクとしてのレチクルRのパターンをウエハW上の各ショット領域に順次転写する動作を繰り返す、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置(所謂、ステッパー)である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a view showing the schematic arrangement of an exposure apparatus in which the optical performance measuring method according to the first embodiment of the present invention is used. In the exposure apparatus shown in FIG. 1, a wafer W as a substrate is placed on a
尚、以下の説明においては、図中に示すXYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。XYZ直交座標系は、X軸及びZ軸が紙面に対して平行となるよう設定され、Y軸が紙面に対して垂直となる方向に設定されている。図中のXYZ座標系は、実際にはXY平面が水平面に平行な面に設定され、Z軸が鉛直上方向に設定される。 In the following description, an XYZ orthogonal coordinate system shown in the figure is set, and the positional relationship of each member will be described with reference to this XYZ orthogonal coordinate system. The XYZ orthogonal coordinate system is set so that the X axis and the Z axis are parallel to the paper surface and the Y axis is perpendicular to the paper surface. In the XYZ coordinate system in the figure, the XY plane is actually set to a plane parallel to the horizontal plane, and the Z-axis is set vertically upward.
図1において、1は露光光源であって、断面が略長方形状の平行光束である露光光ELを射出するArFエキシマレーザ光源(波長193nm)である。露光光源1から射出された露光光ELは照明光学系2に入射する。照明光学系2は、例えば照明光路内に交換して配置される複数の回折光学素子、間隔が可変な複数のプリズム、及びズーム光学系を有する成形光学系、オプティカル・インテグレータ(例えばフライアイレンズ、内面反射型インテグレータ、又は回折光学素子など)、視野絞り、及びコンデンサーレンズ系などを含み、露光光源1から射出された露光光ELを整形するとともに、照度分布の均一化を行ってレチクルRの照明条件を設定する。さらに、この照明光学系2は前述の成形光学系によってその瞳面上での露光光ELの光量分布を変更し、これにより通常照明以外に、例えば輪帯照明、4極変形照明、及び小さいコヒーレンスファクタ(σ値)の照明等の照明条件が設定される。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an exposure light source, which is an ArF excimer laser light source (wavelength 193 nm) that emits exposure light EL that is a parallel light beam having a substantially rectangular cross section. The exposure light EL emitted from the exposure light source 1 enters the illumination
照明光学系2から射出された露光光ELは、照明光学系2内に設けられる視野絞り(不図示)によって形状及び大きさが設定される照明領域IAに照射される。尚、照明領域IAは、基本的にショット領域に応じた大きさに設定される。露光光ELが照明領域IA内に照射されることで、レチクルRに形成されたパターンDPのうちの照明領域IA内に配置されたパターンがほぼ均一な照度で照明される。
The exposure light EL emitted from the illumination
レチクルRは、駆動系3によって投影光学系PLの光軸AXの方向に微動可能で、且つその光軸AXに垂直な面内で2次元移動及び微小回転可能なレチクルステージ4上に載置されている。レチクルステージ4の端部にはレーザ干渉計6からのレーザビームを反射する移動鏡5が固定されており、レチクルステージ4の2次元的な位置はレーザ干渉計6によって、例えば数nm程度の分解能で常時検出されている。
The reticle R is mounted on a
レチクルRを透過した露光光ELは、例えば両側(片側でも良い。)テレセントリックな投影光学系PLに入射して露光領域EAに投影される。露光領域EAに対してウエハW上のショット領域の一つを位置決めしてからレチクルRの照明領域IAに露光光ELを照射して投影光学系PLを介してパターン像を露光領域EAに投影することで、そのショット領域にパターンが転写される。 The exposure light EL that has passed through the reticle R enters, for example, a telecentric projection optical system PL on both sides (or one side) and is projected onto the exposure area EA. After positioning one of the shot areas on the wafer W with respect to the exposure area EA, the illumination area IA of the reticle R is irradiated with the exposure light EL, and the pattern image is projected onto the exposure area EA via the projection optical system PL. As a result, the pattern is transferred to the shot area.
ここで、レチクルRのパターンDPが形成されている面(パターン面)は投影光学系PLの物体面(第1面)に配置され、ウエハWの表面は投影光学系PLの像面(第2面)に配置された状態で露光が行われる。また、投影光学系PLはその瞳面(図示省略)が照明光学系2の瞳面とほぼ共役になっており、本例の露光装置ではケーラー照明が行われる。尚、投影光学系PLはレンズ等の光学素子を複数備えて構成されており、その光学素子(特に屈折素子)の硝材としては露光光ELの波長に応じて合成石英、蛍石等が用いられ、倍率は例えば1/5又は1/4に設計されている。
Here, the surface (pattern surface) on which the pattern DP of the reticle R is formed is disposed on the object surface (first surface) of the projection optical system PL, and the surface of the wafer W is the image surface (second surface) of the projection optical system PL. Exposure is performed in a state of being disposed on the surface. The projection optical system PL has a pupil plane (not shown) that is substantially conjugate with the pupil plane of the illumination
ウエハWは、例えば径が300mm程度である半導体ウエハであり、その表面には感光剤としてのフォトレジストが塗布されている。ウエハWはウエハホルダ7を介してウエハステージ8上に載置されている。ウエハステージ8(本例ではウエハホルダ7)上には、ウエハステージ8の基準位置を定める基準部材9が設けられている。この基準部材9は、例えばパターン像が投影される露光領域EAの中心と後述するアライメントセンサ15の計測視野中心との距離であるベースラインを計測するために用いられる。
The wafer W is a semiconductor wafer having a diameter of about 300 mm, for example, and a photoresist as a photosensitive agent is applied on the surface thereof. The wafer W is placed on the
ウエハステージ8は、投影光学系PLの光軸AXに垂直な面内でウエハWを2次元的に位置決めするXYステージ、及び投影光学系PLの光軸AXに沿った方向(Z方向)とX軸及びY軸回りの回転方向とに微動可能で、投影光学系PLの像面(又はXY平面)に対するウエハWのZ方向の位置及び傾きを調整する微動ステージなどから構成されている。なお、この微動ステージはZ軸回りの回転方向、あるいはそれに加えてX方向及びY方向にも微動可能に構成してもよい。
The
ウエハステージ8の端部(又は側面)にはL字型の移動鏡10が取り付けられており、この移動鏡10の鏡面に向けてレーザビームを射出するレーザ干渉計11が設けられている。図1では簡略化して図示しているが、移動鏡10はX軸に垂直な反射面を有する平面鏡及びY軸に垂直な反射面を有する平面鏡より構成されている。また、レーザ干渉計11は、X軸に沿って移動鏡10にレーザビームを照射する2個のX軸用のレーザ干渉計及びY軸に沿って移動鏡10にレーザビームを照射するY軸用のレーザ干渉計より構成され、X軸用の1個のレーザ干渉計及びY軸用のレーザ干渉計によりウエハステージ8のX座標及びY座標が計測される。また、X軸用の2個のレーザ干渉計の計測値の差により、ウエハステージ8のZ軸回りの回転角が計測される。
An L-shaped
ウエハステージ8の2次元的な座標は、レーザ干渉計11によって例えば数nm程度の分解能で常時検出されており、X軸方向及びY軸方向の座標によりウエハステージ8のステージ座標系(静止座標系)が定められる。即ち、レーザ干渉計11により計測されるウエハステージ8の座標値が、ステージ座標系上の座標値である。レーザ干渉計11により計測されたX座標、Y座標、及び回転角を示す位置計測信号PDSは主制御系12に出力される。主制御系12は、供給された位置計測信号PDSをモニタしつつウエハステージ8の位置を制御する制御信号を駆動系13に出力する。
The two-dimensional coordinates of the
また、本実施形態の露光装置は投影光学系PLの結像特性を調整するレンズコントローラ14を備える。このレンズコントローラ14は、投影光学系PLの設置環境又はその温度などに関する情報を検出するセンサ(例えば大気圧センサなど)の検出結果を参照しつつ、主制御系12からの制御信号に基づいて、投影光学系PLに設けられる複数の光学素子のうち、所定数(例えば5個程度)の光学素子をそれぞれ3つのアクチュエータ(ピエゾ素子など)で独立に駆動して投影光学系PLの結像性能(例えば倍率、ディストーション、像面湾曲、球面収差、コマ収差など)を調整する。なお、所定数の光学素子は光軸AXに沿ったZ方向への移動だけでなく、傾斜あるいはX、Y方向への移動をも可能としてもよい。
Further, the exposure apparatus of the present embodiment includes a
投影光学系PLの側方には、ウエハWに形成されたマーク(アライメントマーク)の位置情報を計測するオフアクシス方式のアライメントセンサ15が設けられている。このアライメントセンサ15としては、ウエハWに形成されたマークに検知ビームを照射して得られるマーク像を、例えば二次元CCD(Charge Coupled Device)等の撮像素子で撮像して画像信号に変換し、この画像信号を画像処理してマークの位置情報を計測する所謂FIA(Field Image Alignment)方式のアライメントセンサを用いることが好ましい。アライメントセンサ15の計測結果は主制御系12に出力される。
An off-
主制御系12にはウエハWの露光を行う上で必要となる各種処理を行うための制御命令群からなるレシピが格納されており、主制御系12はこのレシピに従って各部の制御を行う。主制御系12が行う制御は、例えば露光光源1の発光・停止、及び露光光ELの強度・露光量の制御、レチクルステージ4及びウエハステージ8の位置及び姿勢の制御、投影光学系PLの結像性能の制御等である。
The
また、主制御系12はウエハW上に予め設定された代表的な数個(3〜9個)のショット領域の各々に付随して形成されたマークの、アライメントセンサ15により計測された位置情報と、その設計上の位置情報とに基づいてEGA(エンハンスト・グローバル・アライメント)演算を行い、ウエハW上に設定された全てのショット領域の配列の規則性を統計的な手法で決定する。かかる手法で決定されたショット領域の配列(座標値)に基づいて主制御系12がウエハステージ8を制御し、露光領域EAに対して各ショット領域を高い精度で位置決めした状態で各ショット領域の露光を行う。
Further, the
次に、投影光学系PLの光学性能を測定する原理について説明する。尚、本実施形態では、投影光学系PLの光学性能としてコマ収差の測定を行う場合を例に挙げて説明する。図2及び図3は、投影光学系PLに残存するコマ収差の測定原理を説明するための図である。 Next, the principle of measuring the optical performance of the projection optical system PL will be described. In the present embodiment, a case where coma aberration is measured as an example of the optical performance of the projection optical system PL will be described as an example. 2 and 3 are diagrams for explaining the principle of measurement of coma remaining in the projection optical system PL.
いま、ラインパターンとスペースパターンとからなり、デューティ比が50%であるライン・アンド・スペースパターンがレチクルRに形成されており、照明領域IA内にライン・アンド・スペースパターンが配置されるようレチクルステージ4上においてレチクルRが保持されているとする。また、レチクルRが投影光学系PLの物体面に、ウエハWが投影光学系PLの像面にそれぞれ正確に配置されており、且つ投影光学系PLが無収差である場合には、レチクルRを介した露光光ELは投影光学系PL内において設計通りの光路を進んでウエハWを露光する。このため、図2(a)に示す通り、現像処理後にウエハW上に形成されるレジストパターンRP1は、レチクルRに形成されたライン・アンド・スペースパターンとほぼ相似形状かつ投影光学系PLの倍率を乗じた線幅になる。
Now, a line-and-space pattern having a duty ratio of 50% is formed on the reticle R, and the reticle is arranged so that the line-and-space pattern is arranged in the illumination area IA. Assume that reticle R is held on
しかしながら、レチクルRが投影光学系PLの物体面に、ウエハWが投影光学系PLの像面にそれぞれ正確に配置されていても投影光学系PLにコマ収差が生じていると、レチクルRを介した光束は投影光学系PL内において設計通りの光路を進まず、設計した位置とは異なる位置に結像する。このため、図2(b)に示す通り、ウエハW上に形成されるレジストパターンRP2は、両端のパターン幅が変化した所謂線幅異常が生じたものになる。この線幅異常は、レチクルRに形成されたライン・アンド・スペースパターンの両端のパターン像のウエハW上における結像位置のずれ量に対して、中央部のパターン像のウエハW上における結像位置のずれ量が大きいため、中央部のパターン像が両端のパターン像の一方に偏り、一方の端部のコントラストと他方の端部のコントラストとの差が原因で生ずる。 However, even if the reticle R is accurately positioned on the object plane of the projection optical system PL and the wafer W is accurately positioned on the image plane of the projection optical system PL, if coma aberration occurs in the projection optical system PL, the reticle R passes through the reticle R. The projected light beam does not travel the designed optical path in the projection optical system PL, and forms an image at a position different from the designed position. For this reason, as shown in FIG. 2B, the resist pattern RP2 formed on the wafer W has a so-called line width abnormality in which the pattern widths at both ends are changed. This line width abnormality is caused by the image formation of the central pattern image on the wafer W with respect to the amount of deviation of the image formation position on the wafer W of the pattern images at both ends of the line and space pattern formed on the reticle R. Since the amount of positional deviation is large, the pattern image at the center is biased to one of the pattern images at both ends, resulting from the difference between the contrast at one end and the contrast at the other end.
この現象は、複数のラインパターン及びスペースパターンからなるライン・アンド・スペースパターンで生ずる現象に限られず、図3に示す2本のラインパターン及び1本のスペースパターンからなるパターンでも生ずる現象である。図3(a)は投影光学系PLのコマ収差が無い場合にウエハW上に形成されるレジストパターンRP3を示しており、図3(b)は投影光学系PLにコマ収差がある場合にウエハW上に形成されるレジストパターンRP4を示している。 This phenomenon is not limited to a phenomenon that occurs in a line-and-space pattern composed of a plurality of line patterns and space patterns, and is also a phenomenon that occurs in a pattern composed of two line patterns and one space pattern shown in FIG. 3A shows a resist pattern RP3 formed on the wafer W when there is no coma aberration of the projection optical system PL, and FIG. 3B shows a wafer when the projection optical system PL has coma aberration. A resist pattern RP4 formed on W is shown.
図3(a)に示す通り、投影光学系PLにコマ収差が無い場合にはレジストパターンRP4をなす各々のパターンの線幅はほぼ等しいが、図3(b)に示す通り、コマ収差がある場合にはレジストパターンRP4をなすパターンの線幅の一方が太くなり、他方が細くなる。これは、投影光学系PLに残存するコマ収差の影響によって結像に寄与するコントラストの偏りが生ずるためである。ウエハW上に塗布されたレジストの感光特性によって線幅の変化量は異なるが、線幅の変化の方向が変わる訳ではなく、その挙動は概ね同様である。 As shown in FIG. 3A, when there is no coma in the projection optical system PL, the line widths of the respective patterns forming the resist pattern RP4 are substantially equal, but there is a coma as shown in FIG. In some cases, one of the line widths of the pattern forming the resist pattern RP4 becomes thicker and the other becomes thinner. This is because a contrast bias contributing to image formation occurs due to the influence of coma remaining in the projection optical system PL. Although the amount of change in line width varies depending on the photosensitive characteristics of the resist applied on the wafer W, the direction of change in line width does not change, and the behavior is almost the same.
投影光学系PLに残存するコマ収差が、ライン・アンド・スペースパターンの両端又は2本のラインパターンの線幅を変化させるのは光軸のずれによって三光束干渉がずれるためであり、露光量の増減又はレチクルRのパターンの線幅を変化させることで、ウエハW上に形成されるレジストパターンの幅を増減させることができ、特に解像力限界よりも細いパターンの場合にはウエハW上に形成されるレジストパターンが消失することになる。本実施形態ではかかる性質を利用して投影光学系PLに残存しているコマ収差を測定している。 The coma that remains in the projection optical system PL changes the line width of both ends of the line-and-space pattern or two line patterns because the three-beam interference shifts due to the shift of the optical axis, and the exposure amount The width of the resist pattern formed on the wafer W can be increased / decreased by increasing / decreasing or changing the line width of the pattern of the reticle R. In particular, in the case of a pattern thinner than the resolution limit, it is formed on the wafer W. The resist pattern disappears. In the present embodiment, coma aberration remaining in the projection optical system PL is measured using such properties.
図4は、投影光学系PLのコマ収差を測定するために用いる測定パターンの一例を示す図である。図4に示す通り、測定パターンMPは、図4中の方向D1に長手方向を有するパターンP1,P2(第1及び第2パターン)を並設してなる組パターンP0を方向D1に直交する方向D2に配列したものである。図4においては、測定パターンMPが3列の組パターンP0からなる場合を図示している。 FIG. 4 is a diagram showing an example of a measurement pattern used for measuring the coma aberration of the projection optical system PL. As shown in FIG. 4, the measurement pattern MP is a direction in which a set pattern P0 formed by juxtaposing patterns P1, P2 (first and second patterns) having a longitudinal direction in the direction D1 in FIG. 4 is orthogonal to the direction D1. It is arranged in D2. FIG. 4 shows a case where the measurement pattern MP is composed of a set pattern P0 of three columns.
パターンP1及びパターンP2は、方向D1に沿って線幅(方向D2の幅)が徐々に変化する楔形状のパターンであり、その変化の方向はパターンP1とパターンP2とで逆方向に、つまりパターンP1の線幅が増加するにつれてパターンP2の線幅が減少し、逆にパターンP1の線幅が減少するにつれてパターンP2の線幅が増加するよう設定されている。パターンP1,P2は、方向D1の任意の位置におけるパターンP1の線幅とパターンP2の線幅との和が一定となるよう設定されている。 The patterns P1 and P2 are wedge-shaped patterns in which the line width (the width of the direction D2) gradually changes along the direction D1, and the direction of the change is opposite between the patterns P1 and P2, that is, the pattern The line width of the pattern P2 decreases as the line width of P1 increases, and conversely, the line width of the pattern P2 increases as the line width of the pattern P1 decreases. The patterns P1 and P2 are set so that the sum of the line width of the pattern P1 and the line width of the pattern P2 at an arbitrary position in the direction D1 is constant.
以下、方向D2におけるパターンの最大線幅を方向D1におけるパターンの長さで除算した値をパターンの寸法変化率と定義する。パターンP1,P2は、例えば最も線幅の太い箇所が1μm程度に設定され、方向D1の長さが50μm程度に設定される。かかる場合には、パターンP1,P2の寸法変化率は2%になる。また、コマ収差による線幅異常を求めるためには、デューティ比が50%であるライン・アンド・スペースパターンを使用する必要がある。図4に示すパターンP1,P2は、長手方向(方向D1)の中間の位置で線幅が共に0.5μmになる。このため、この位置においてデューティ比を50%とする(即ち、パターンP1、P2の線幅とその間隔とを等しくする)ため、パターンP1とパターンP2とは0.5μmの間隔をもって配置されることが望ましい。 Hereinafter, a value obtained by dividing the maximum line width of the pattern in the direction D2 by the length of the pattern in the direction D1 is defined as a dimensional change rate of the pattern. In the patterns P1 and P2, for example, the thickest part of the line width is set to about 1 μm, and the length in the direction D1 is set to about 50 μm. In such a case, the dimensional change rate of the patterns P1 and P2 is 2%. Further, in order to obtain line width abnormality due to coma aberration, it is necessary to use a line and space pattern with a duty ratio of 50%. Patterns P1 and P2 shown in FIG. 4 both have a line width of 0.5 μm at an intermediate position in the longitudinal direction (direction D1). For this reason, in order to set the duty ratio to 50% at this position (that is, the line widths of the patterns P1 and P2 are equal to each other), the patterns P1 and P2 are arranged with an interval of 0.5 μm. Is desirable.
図5は、図4に示す測定パターンMPをコマ収差のある投影光学系PLを介してウエハW上に転写したときにウエハW上に形成されるレジストパターンの一例を示す図である。図5に示すレジストパターンRP10は、図4に示す組パターンP0をウエハW上に転写して形成された3つのレジストパターンrp0からなる。このレジストパターンrp0は、パターンP1の転写により形成されたレジストパターンrp1とパターンP2の転写により形成されたレジストパターンrp2とからなる。 FIG. 5 is a diagram showing an example of a resist pattern formed on the wafer W when the measurement pattern MP shown in FIG. 4 is transferred onto the wafer W via the projection optical system PL having coma aberration. The resist pattern RP10 shown in FIG. 5 includes three resist patterns rp0 formed by transferring the set pattern P0 shown in FIG. The resist pattern rp0 includes a resist pattern rp1 formed by transferring the pattern P1 and a resist pattern rp2 formed by transferring the pattern P2.
図5を参照すると、レジストパターンrp1,rp2の何れも投影光学系PLに残存しているコマ収差の影響を受けて線幅変化を伴っており、レジストパターンrp1は線幅が太くなり、逆にレジストパターンrp2は線幅が細くなっている。また、レジストパターンrp1,rp2は線幅の変化のみならず、長手方向の長さも変化し、かつその長さも互いに異なっている。これは、図4に示すパターンP1については先端の線幅の細い部分が解像力限界付近の線幅であってウエハW上において未解像の状態となったためであり、パターンP2についてはパターンP1と同様の効果及びコマ収差の影響によって線幅が細くなる効果の二つの効果によってパターンが消失したためである。 Referring to FIG. 5, both of the resist patterns rp1 and rp2 are affected by coma aberration remaining in the projection optical system PL, and the line width changes, and the resist pattern rp1 has a thick line width. The resist pattern rp2 has a narrow line width. Further, the resist patterns rp1 and rp2 not only change the line width but also the length in the longitudinal direction, and the lengths thereof are also different from each other. This is because, in the pattern P1 shown in FIG. 4, the narrow line width at the tip is a line width near the resolution limit and is in an unresolved state on the wafer W, and the pattern P2 is the pattern P1. This is because the pattern disappears due to two effects of the same effect and the effect of reducing the line width due to the influence of coma aberration.
よって、図4に示す測定パターンMPを投影光学系PLを介してウエハW上に転写したときに、ウエハW上に形成されるレジストパターンの形状変化(線幅変化及び長さの変化)を測定して数値化すれば、投影光学系PLのコマ収差の発生方向と大きさを求めることができる。但し、個々のレジストパターンの形状変化を求めるのは時間を要し、また形状変化にはばらつきがあることが多い。このため、ウエハW上に形成されたレジストパターンRP10をCCD等の撮像素子で撮像し、得られた画像信号をレジストパターンの長手方向に直交する方向(図4中の方向D2に対応する方向)に積算して得られる積算信号からコマ収差の発生方向と大きさを求める。 Therefore, when the measurement pattern MP shown in FIG. 4 is transferred onto the wafer W via the projection optical system PL, changes in the shape (line width change and length change) of the resist pattern formed on the wafer W are measured. If it is converted into a numerical value, the direction and magnitude of coma aberration in the projection optical system PL can be obtained. However, it takes time to determine the shape change of each resist pattern, and the shape change often varies. Therefore, the resist pattern RP10 formed on the wafer W is imaged by an image sensor such as a CCD, and the obtained image signal is in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the resist pattern (direction corresponding to the direction D2 in FIG. 4). The direction and magnitude of coma aberration are obtained from the integrated signal obtained by integrating the signals.
前述した通り、図4に示すパターンP1,P2の長さは50μm程度で同一の長さに設定されており、しかも方向D1の任意の点におけるパターンP1の線幅とパターンP2の線幅との和は一定になるよう設定されている。このため、投影光学系PLにコマ収差が無い場合には、パターンP1の転写により形成されるレジストパターン及びパターンP2の転写により形成されるレジストパターンの長さの変化量は同一となる。また、パターンP1,P2の転写時における露光量が変化した場合であっても、これらの転写により形成されるレジストパターンの長さは変化するが、その長さの変化量は同一となる。 As described above, the lengths of the patterns P1 and P2 shown in FIG. 4 are set to the same length of about 50 μm, and the line width of the pattern P1 and the line width of the pattern P2 at an arbitrary point in the direction D1. The sum is set to be constant. Therefore, when there is no coma aberration in the projection optical system PL, the amount of change in the length of the resist pattern formed by transferring the pattern P1 and the length of the resist pattern formed by transferring the pattern P2 are the same. Even if the exposure amount at the time of transfer of the patterns P1 and P2 changes, the length of the resist pattern formed by the transfer changes, but the change amount of the length is the same.
従って、投影光学系PLにコマ収差が発生していなければ、上述した積算信号は長手方向に変化しない。しかしながら、投影光学系PLにコマ収差が発生していると、パターンP1,P2の転写により形成される各々のレジストパターンの形状変化が異なるため、上述の積算信号はレジストパターンの長手方向に変化することになる。このため、積算信号を測定することによって投影光学系PLのコマ収差の発生方向と大きさが求められる。かかる原理によって、本実施形態は投影光学系PLのコマ収差の発生方向と大きさを求めている。 Therefore, if no coma aberration is generated in the projection optical system PL, the above integrated signal does not change in the longitudinal direction. However, when coma aberration occurs in the projection optical system PL, the shape change of each resist pattern formed by the transfer of the patterns P1 and P2 is different, and thus the above integrated signal changes in the longitudinal direction of the resist pattern. It will be. For this reason, the coma aberration generation direction and magnitude of the projection optical system PL are obtained by measuring the integrated signal. Based on this principle, the present embodiment obtains the coma aberration generation direction and magnitude of the projection optical system PL.
次に、コマ収差の測定方法について説明する。図6は、第1実施形態におけるコマ収差の測定方法を示すフローチャートである。投影光学系PLのコマ収差を測定するには、まず作業者が図1中の主制御系12に接続された不図示のキーボード、操作盤等を操作して測定開始の指示を主制御系12に対して行う。指示がなされると、主制御系12は不図示のレチクルローダに対して制御信号を出力し、不図示のレチクルライブラリから図4に示す測定パターンMPが形成された測定用レチクルを搬出させてレチクルステージ4上に配置する(ステップS11)。
Next, a method for measuring coma aberration will be described. FIG. 6 is a flowchart illustrating a coma aberration measuring method according to the first embodiment. In order to measure the coma aberration of the projection optical system PL, first, the operator operates a keyboard, operation panel, etc. (not shown) connected to the
図7は、測定用レチクルの一例を示す図である。図7に示す測定用レチクルTRには、中心部の回りにパターンP1,P2の幅方向が放射状となるように、つまり図4中に示した方向D2が放射状となるように複数の測定パターンMPが配列形成されている。測定パターンMPは、例えばCr(クロム)等の金属を蒸着して楔形状にパターニングして測定用レチクルTRに形成されている。尚、図7に示すパターンMPの配列はあくまで一例であって、任意の配列とすることができる。 FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a measurement reticle. The measurement reticle TR shown in FIG. 7 has a plurality of measurement patterns MP so that the width directions of the patterns P1 and P2 are radial around the center, that is, the direction D2 shown in FIG. 4 is radial. Are arranged. The measurement pattern MP is formed on the measurement reticle TR by depositing a metal such as Cr (chromium) and patterning it in a wedge shape. Note that the arrangement of the pattern MP shown in FIG. 7 is merely an example, and may be an arbitrary arrangement.
主制御系12は照明光学系2内に設けられた不図示の視野絞りを制御して、測定パターンMPの全てが照明領域IA内に位置するように照明領域IAの大きさを設定する。また、主制御系12は、測定用レチクルTRの配置とともに、不図示のウエハローダに対して制御信号を出力し、レジストが塗布されたウエハW(測定用ウエハ)を露光装置内に搬入させてウエハWをウエハステージ8上に配置する(ステップS12)。
The
測定用レチクルTR及びウエハWの配置が完了すると、主制御系12は駆動系13に対して制御信号を出力してウエハステージ8を移動させ、ウエハWを所定の位置に位置決めする。ウエハWの位置決めが完了すると、主制御系12は露光光源1に対して制御信号を出力して発光を開始させる。露光光源1の発光により、露光光源1から射出された露光光ELは、照明光学系2を介して測定用レチクルTR上の照明領域IAを均一の照度で照明する。測定用レチクルTRを透過した露光光ELは投影光学系PLを介してウエハW上の露光領域EAに投影され、これによって複数の測定パターンMPがウエハW上に転写される(ステップS13)。
When the arrangement of the measurement reticle TR and the wafer W is completed, the
測定パターンMPがウエハW上に転写されると、主制御系12は不図示のアンローダを制御して露光処理を行ったウエハWを露光装置から搬出させる。搬出されたウエハWは、露光装置に対してインライン化された不図示の現像装置(デベロッパ)に搬送されて現像処理が行われる。この現像処理によって、ウエハW上には測定パターンMPの形状及び投影光学系PLのコマ収差に応じた形状のレジストパターンが形成される(ステップS14)。
When the measurement pattern MP is transferred onto the wafer W, the
次に、作業者は現像処理を終えたウエハWを不図示の測定装置にセットし、この測定装置を用いてウエハW上に形成されたレジストパターンの形状から投影光学系PLのコマ収差を測定する。測定装置は、例えば重ね合わせ測定装置、線幅測定装置等の測定装置であり、作業者の指示を入力するための入力部、CCD等の撮像装置を含む撮像部、撮像装置で撮像された画像信号に対して所定の画像処理を行う画像処理部、及び画像処理を行って得られた信号から投影光学系PLのコマ収差を数値化する演算部を含んで構成されている。尚、測定装置が備える画像処理部及び演算部は、その機能がハードウェアで実現されていても良く、ソフトウェアで実現されていても良い。 Next, the operator sets the wafer W after the development processing to a measurement device (not shown), and uses this measurement device to measure the coma aberration of the projection optical system PL from the shape of the resist pattern formed on the wafer W. To do. The measuring device is a measuring device such as an overlay measuring device or a line width measuring device, for example, an input unit for inputting an operator's instruction, an imaging unit including an imaging device such as a CCD, and an image captured by the imaging device. An image processing unit that performs predetermined image processing on the signal and a calculation unit that digitizes the coma aberration of the projection optical system PL from the signal obtained by performing the image processing are included. Note that the functions of the image processing unit and the calculation unit included in the measurement apparatus may be realized by hardware or may be realized by software.
測定装置にウエハWがセットされると、まず撮像部にてウエハW上においてレジストパターンが形成されている部分が撮像される(ステップS15)。ここで、図7に示す通り、測定パターンMPは測定用レチクルTRの中心部の回りに複数配列形成されているため、ウエハW上のレジストパターンは、図5に示すレジストパターンRP10のようなレジストパターンが測定パターンMPの配列と同様の配列でウエハW上の一点を中心にして複数形成されたものになる。 When the wafer W is set in the measuring apparatus, first, an image of the portion where the resist pattern is formed on the wafer W is imaged by the imaging unit (step S15). Here, as shown in FIG. 7, since a plurality of measurement patterns MP are formed around the center of the measurement reticle TR, the resist pattern on the wafer W is a resist pattern RP10 shown in FIG. A plurality of patterns are formed around a point on the wafer W in the same arrangement as that of the measurement pattern MP.
このようなレジストパターンを撮像する際には、作業者が入力部を操作して撮像部の撮像範囲を設定して、測定パターンMP毎のレジストパターンを複数回に亘って撮像しても良く、ウエハW上に形成されたレジストパターンの全てを含む領域を一括して撮像するようにしても良い。レジストパターンの全てを一括して撮像する場合には、測定用レチクルTRに形成された測定パターンMPの配列及び測定パターンMP毎のパターンP1,P2の幅方向(図4中に示した方向D2の向き)に関する情報(測定パターン情報)を予め測定装置に入力しておくことが後の処理を行う上で好ましい。 When imaging such a resist pattern, the operator may operate the input unit to set the imaging range of the imaging unit, and may image the resist pattern for each measurement pattern MP multiple times. An area including all of the resist patterns formed on the wafer W may be imaged collectively. When all the resist patterns are imaged collectively, the arrangement of the measurement patterns MP formed on the measurement reticle TR and the width direction of the patterns P1, P2 for each measurement pattern MP (in the direction D2 shown in FIG. 4). It is preferable to input information (measurement pattern information) related to (orientation) in advance to the measurement apparatus in performing subsequent processing.
レジストパターンが撮像されると、撮像部から撮像信号が出力されて画像処理部に入力される。画像処理部は入力された画像信号に対して所定の画像処理を行い、その後でレジストパターンの長手方向に直交する方向(図4中の方向D2に対応する方向)に画像信号を積算して積算信号を算出する処理を行う(ステップS16)。ここで、入力された画像信号に対して画像処理部が行う画像処理は、画像を拡大・縮小する処理、画像を回転させる処理、及び予め入力された測定パターン情報に基づいて画像を切り出す処理等の処理である。かかる処理を行うのは、画像処理後に行われる積算信号を算出する処理を容易にするためである。 When the resist pattern is imaged, an imaging signal is output from the imaging unit and input to the image processing unit. The image processing unit performs predetermined image processing on the input image signal, and then integrates and integrates the image signal in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the resist pattern (direction corresponding to direction D2 in FIG. 4). Processing for calculating a signal is performed (step S16). Here, the image processing performed by the image processing unit with respect to the input image signal includes processing for enlarging / reducing the image, processing for rotating the image, processing for cutting out the image based on measurement pattern information input in advance, and the like It is processing of. This process is performed in order to facilitate the process of calculating the integrated signal performed after the image processing.
図8は、コマ収差を求める際に測定装置で行われる処理を説明するための図である。図8において、ISは画像処理部で画像処理が行われた画像信号に含まれるレジストパターンの画像信号を表している。レジストパターン表面はウエハWの表面よりも反射率が低く、更に入射した光を僅かではあるが散乱するため、レジストパターンは周囲よりも暗く観察される。このため、レジストパターンを含む領域を撮像するとレジストパターンの部分のみが周囲よりも信号強度が低い画像信号が得られる。この様子を表すため、図8中においてレジストパターンの画像信号ISに斜線を付している。 FIG. 8 is a diagram for explaining processing performed by the measurement apparatus when obtaining coma aberration. In FIG. 8, IS represents an image signal of a resist pattern included in an image signal subjected to image processing by the image processing unit. Since the resist pattern surface has a lower reflectance than the surface of the wafer W and further scatters incident light slightly, the resist pattern is observed darker than the surroundings. For this reason, when an area including the resist pattern is imaged, an image signal in which only the resist pattern portion has a lower signal intensity than the surrounding area can be obtained. In order to represent this state, the image signal IS of the resist pattern is hatched in FIG.
ステップS16において、画像処理部はレジストパターンの長手方向に相当する方向D11に直交する方向D12に画像信号を積算して積算信号ASを算出する処理を行う。図8に示す通り、レジストパターンの画像信号ISが含まれない領域R1,R3においては、画像信号の変化が殆ど無いため、積算信号ASは一定の値となる。これに対し、レジストパターンの画像信号ISが含まれている領域R2においては、レジストパターンの画像信号ISの強度が周囲より低く、且つ方向D12の幅が方向D11の位置に応じて変化する。このため、図8に示す通り、方向D11に強度が変化する積算信号ASが得られる。 In step S16, the image processing unit performs a process of calculating the integrated signal AS by integrating the image signals in a direction D12 orthogonal to the direction D11 corresponding to the longitudinal direction of the resist pattern. As shown in FIG. 8, in the regions R1 and R3 in which the image signal IS of the resist pattern is not included, there is almost no change in the image signal, so the integrated signal AS becomes a constant value. In contrast, in the region R2 including the image signal IS of the resist pattern, the intensity of the image signal IS of the resist pattern is lower than the surroundings, and the width in the direction D12 changes according to the position in the direction D11. For this reason, as shown in FIG. 8, the integrated signal AS whose intensity changes in the direction D11 is obtained.
積算信号ASは画像処理部から演算部へ出力される。演算部は、積算信号ASの変化に基づいて投影光学系PLのコマ収差を数値化する処理を行う(ステップS17)。この処理においては、まず積算信号ASが急激に変化する端点E1,E2、及び端点E1と端点E2との距離L1が求められる。尚、ここで求められた距離L1は撮像部の倍率を考慮すると実際のレジストパターンの全長である。 The integration signal AS is output from the image processing unit to the calculation unit. The calculation unit performs a process of converting the coma aberration of the projection optical system PL into a numerical value based on the change in the integrated signal AS (step S17). In this process, first, the end points E1, E2 at which the integrated signal AS changes abruptly and the distance L1 between the end points E1 and E2 are obtained. Note that the distance L1 obtained here is the total length of the actual resist pattern in consideration of the magnification of the imaging unit.
次に、積算信号ASに対して所定のスライスレベルSLが設定され、積算信号ASとスライスレベルSLとの2つの交点C1,C2が求められ、更にこれらの交点C1,C2の中点C0が求められる。ここでいう中点C0は交点C1,C2から等距離にある点であって、スライスレベルSLに対する中点C0である。スライスレベルSLに対する中点C0の位置は、投影光学系PLのコマ収差の発生方向及び大きさに応じて変化する。このため、レジストパターンの両端を示す端点E1,E2とスライスレベルSLに対する中点C0との位置関係を求めることで、コマ収差を数値化することができる。 Next, a predetermined slice level SL is set for the integrated signal AS, two intersections C1 and C2 between the integrated signal AS and the slice level SL are obtained, and a midpoint C0 of these intersections C1 and C2 is obtained. It is done. The midpoint C0 here is a point equidistant from the intersections C1 and C2, and is the midpoint C0 with respect to the slice level SL. The position of the midpoint C0 with respect to the slice level SL changes according to the coma aberration generation direction and magnitude of the projection optical system PL. Therefore, the coma aberration can be quantified by obtaining the positional relationship between the end points E1, E2 indicating both ends of the resist pattern and the midpoint C0 with respect to the slice level SL.
コマ収差を数値化する場合には、コマ収差の発生方向及び大きさ(コマ収差量)を表現する必要がある。ここで仮に、投影光学系PLが無収差であるとすると、中点C0と端点E1,E2の中点とが一致し、中点C0から端点E1までの距離と中点C0から端点E2までの距離とは等しくなる。一方、投影光学系PLにコマ収差がある場合には、中点C0は端点E1又は端点E2の方向にずれることになる。 In order to quantify the coma aberration, it is necessary to express the direction and magnitude of the coma aberration (coma aberration amount). Assuming that the projection optical system PL has no aberration, the midpoint C0 coincides with the midpoints of the end points E1 and E2, and the distance from the midpoint C0 to the end point E1 and the midpoint C0 to the end point E2 are the same. It becomes equal to the distance. On the other hand, when the projection optical system PL has coma aberration, the midpoint C0 is shifted in the direction of the end point E1 or the end point E2.
このため、例えば中点C0と端点E1,E2の中点とが一致している状態における中点C0の座標を原点に設定し、端点E1側を負の方向、端点E2側を正の方向に設定すれば、コマ収差の発生方向を表現することができる。また、端点E1から端点E2までの距離を「100%」として中点C0から端点E1までの距離を「50%」に、中点C0から端点E2までの距離を「50%」に割り振ることでコマ収差の大きさを表現することができる。 For this reason, for example, the coordinates of the midpoint C0 when the midpoint C0 and the midpoints of the end points E1 and E2 coincide are set as the origin, the end point E1 side is set in the negative direction, and the end point E2 side is set in the positive direction. If set, the coma aberration generation direction can be expressed. Further, the distance from the end point E1 to the end point E2 is set to “100%”, the distance from the midpoint C0 to the end point E1 is assigned to “50%”, and the distance from the midpoint C0 to the end point E2 is assigned to “50%”. The magnitude of coma aberration can be expressed.
上記の表現方法を用いると、投影光学系PLのコマ収差が無い場合には「0%」と表現される。また、図8に示す通り、中点C0が端点E1側にあり、中点C0から端点E1までの距離と中点C0から端点E2までの距離との比が4:6である場合のコマ収差は、「−10%」と表現される。以上の例は、端点E1から端点E2までの距離を「100%」とした表現方法であったが、この距離を「1」に規格化することで、図8に示す場合のコマ収差は「−0.1」と表現することができる。 When the above expression method is used, “0%” is expressed when there is no coma in the projection optical system PL. Further, as shown in FIG. 8, coma aberration when the midpoint C0 is on the end point E1 side and the ratio of the distance from the midpoint C0 to the end point E1 and the distance from the midpoint C0 to the end point E2 is 4: 6. Is expressed as “−10%”. In the above example, the distance between the end point E1 and the end point E2 was expressed as “100%”. By standardizing this distance to “1”, the coma aberration in the case shown in FIG. -0.1 ".
以上、コマ収差を数値化する方法の一例について説明したが、上記の表現方法以外に種々の表現方法がある。例えば、端点E1から端点E2までの距離に対して端点E1から中点C0までの距離を百分率で表現する方法、端点E1における最低の信号強度と端点E2における最低の信号強度との比で表現する方法、又は図8中に示すレジストパターンの画像信号ISが含まれない領域R1,R3の積算信号ASの信号強度を「100%」とし、この信号強度に対して端点E1における最低の信号強度及び端点E2における最低の信号強度を百分率で表現する方法等の表現方法がある。 In the foregoing, an example of a method for quantifying coma aberration has been described, but there are various expression methods other than the above expression method. For example, a method of expressing the distance from the end point E1 to the midpoint C0 as a percentage with respect to the distance from the end point E1 to the end point E2, and the ratio between the lowest signal strength at the end point E1 and the lowest signal strength at the end point E2. Or the signal strength of the integrated signal AS in the regions R1 and R3 not including the image signal IS of the resist pattern shown in FIG. 8 is “100%”, and the minimum signal strength at the end point E1 with respect to this signal strength and There are expression methods such as a method of expressing the minimum signal intensity at the end point E2 as a percentage.
以上の表現方法を用いることでコマ収差の発生方向及び大きさを表現することができるが、コマ収差を図2及び図3を用いて説明した線幅異常としても表すことができる。図4に示す測定パターンMPをなすパターンP1,P2は、前述した通り、長手方向(方向D1)の中間の位置で線幅が0.5μmに設定され、またパターンP1とパターンP2とは0.5μmの間隔をもって配置されている。このため、長手方向(方向D1)の中間の位置ではデューティ比が50%であるライン・アンド・スペースパターンであり、コマ収差による線幅異常を求めることができる。 By using the above expression method, the direction and magnitude of coma aberration can be expressed, but the coma aberration can also be expressed as the line width abnormality described with reference to FIGS. As described above, the patterns P1 and P2 forming the measurement pattern MP shown in FIG. 4 have a line width of 0.5 μm at the middle position in the longitudinal direction (direction D1). It arrange | positions with the space | interval of 5 micrometers. For this reason, it is a line-and-space pattern with a duty ratio of 50% at an intermediate position in the longitudinal direction (direction D1), and an abnormal line width due to coma aberration can be obtained.
具体的には、線幅異常は、測定パターンMPの対象線幅及び寸法変化率並びにコマ収差量から求められる。前述した通り、図4に示す測定パターンMPの対象線幅は0.5μmである。また、パターンP1,P2の寸法変化率は共に2%であるため、測定パターンMPの寸法変化率は4%である。かかる測定パターンMPを用いて図8に示す測定結果が得られ、コマ収差量として「−0.1」が得られた場合、各々の値を掛け合わせることにより、線幅異常として「−0.2μm」が得られる。 Specifically, the line width abnormality is obtained from the target line width and dimensional change rate of the measurement pattern MP and the coma aberration amount. As described above, the target line width of the measurement pattern MP shown in FIG. 4 is 0.5 μm. Further, since the dimensional change rates of the patterns P1 and P2 are both 2%, the dimensional change rate of the measurement pattern MP is 4%. When the measurement result shown in FIG. 8 is obtained using such a measurement pattern MP and “−0.1” is obtained as the coma aberration amount, by multiplying each value, “−0. 2 μm ”is obtained.
図8を用いて説明した処理は、測定パターンMP毎のレジストパターン各々の画像信号に対して行われるため、投影光学系PLの光軸AXの回りでコマ収差量が求められ、更には光軸AX回りの線幅異常が得られる。以上の処理を行って投影光学系PLのコマ収差量が求められると、その結果がCRT、液晶表示装置等のモニタに出力される。作業者はモニタの表示内容を参照して主制御系12に接続された不図示のキーボード、操作盤等を操作してコマ収差を低減させるための指示を入力する。
Since the processing described with reference to FIG. 8 is performed on the image signal of each resist pattern for each measurement pattern MP, the coma aberration amount is obtained around the optical axis AX of the projection optical system PL, and further the optical axis. Abnormal line width around AX is obtained. When the coma aberration amount of the projection optical system PL is obtained through the above processing, the result is output to a monitor such as a CRT or a liquid crystal display device. The operator inputs an instruction for reducing coma aberration by operating a keyboard, an operation panel (not shown) connected to the
この指示が入力されると、主制御系12からレンズコントローラ14に制御信号が出力される。レンズコントローラ14は、主制御系12からの制御信号に基づいて、投影光学系PLの少なくとも1つの光学素子を駆動する。かかる処理によって投影光学系PLのコマ収差が低減される。
When this instruction is input, a control signal is output from the
このように、本実施形態においては、図4に示す測定パターンMPをウエハW上に転写して形成されたレジストパターンを撮像装置で撮像してコマ収差を求めているため、作業者の手作業が大幅に低減されて測定時間の短縮を図ることができる。また、作業者の目視による作業が省かれているため、高い精度で投影光学系のコマ収差を測定することができる。更に、複数の組パターンP0を転写して得られる複数のレジストパターンの画像信号を積算して得られる積算信号からコマ収差量を求めており、個々のパターンの形状ばらつきが平均化されるため、測定の再現性及び安定性を向上させることができる。 As described above, in this embodiment, the coma aberration is obtained by imaging the resist pattern formed by transferring the measurement pattern MP shown in FIG. As a result, the measurement time can be shortened. Further, since the operator's visual work is omitted, the coma aberration of the projection optical system can be measured with high accuracy. Further, the coma aberration amount is obtained from the integrated signal obtained by integrating the image signals of the plurality of resist patterns obtained by transferring the plurality of set patterns P0, and the shape variations of the individual patterns are averaged. Measurement reproducibility and stability can be improved.
なお、本実施形態では作業者が測定装置のモニタに表示されるコマ収差の測定結果を参照して、コマ収差を低減する指示を露光装置に与えるものとしたが、例えば測定装置と露光装置とを通信回線(無線又は有線)で接続し、主制御系12が測定装置から送信されるコマ収差の測定結果に基づき、レンズコントローラ14を介して投影光学系PLを調整するようにしてもよい。また、本実施形態では測定装置がレジストパターンの画像信号処理やコマ収差量の算出(数値化)などを行うものとしたが、測定装置の機能の一部を別の装置、例えば露光装置又はホストコンピュータなどに持たせても良い。例えば、測定装置が画像信号処理のみを行い、その処理結果を露光装置に送ってコマ収差量の算出は主制御系12が行うようにしても構わない。なお、測定装置をコータ・ディベロッパーにインライン接続しておき、現像処理されたウエハを測定装置に自動搬送するように構成してもよい。
In this embodiment, the operator gives an instruction to reduce the coma aberration to the exposure apparatus with reference to the measurement result of the coma aberration displayed on the monitor of the measurement apparatus. For example, the measurement apparatus and the exposure apparatus May be connected via a communication line (wireless or wired), and the
[第2実施形態]
図9は、本発明の第2実施形態に係る光学性能測定方法が用いられる露光装置の概略構成を示す図である。図9に示す露光装置の全体的な構成は図1に示す露光装置とほぼ同様であり、同一の部材には同一の符号を付してある。尚、図9においては、図1に示した露光光源1及び照明光学系2等の一部の構成の図示を省略している。
[Second Embodiment]
FIG. 9 is a view showing the schematic arrangement of an exposure apparatus in which the optical performance measuring method according to the second embodiment of the present invention is used. The overall configuration of the exposure apparatus shown in FIG. 9 is substantially the same as that of the exposure apparatus shown in FIG. 1, and the same members are denoted by the same reference numerals. In FIG. 9, illustration of some components such as the exposure light source 1 and the illumination
本実施形態の露光装置は、投影光学系PLを介してウエハステージ8上に投影される光学像を計測する像計測装置20がウエハステージ8に設けられている点、及び主制御系12の内部構成が異なる。この像計測装置20は、ウエハステージ8の一端に設けられており、開口部21、リレーレンズ22,23、及びCCD等の撮像素子24を含んで構成されている。開口部21は、Z方向の位置がウエハWの表面位置とほぼ同一の位置に形成されている。
The exposure apparatus of the present embodiment is provided with an
リレーレンズ22は一方の焦点が開口部21に位置するように配置されており、入射する光束を平行光束に変換する。リレーレンズ23は、一方の焦点が撮像素子24の撮像面上に位置するように配置されており、リレーレンズ22を介した光束を集光して撮像素子24の撮像面に結像させる。撮像素子24は、撮像面に結像した光学像を光電変換して画像信号を生成し、主制御系12に出力する。撮像素子24の撮像面と開口部21とはリレーレンズ22,23に関して光学的に共役になっている。
The
主制御系12は、前述した第1実施形態でウエハW上に形成されたレジストパターンを測定して投影光学系PLのコマ収差を求める際に用いた測定装置に設けられていた画像処理部及び演算部に相当する構成を備えており、撮像素子24から出力される画像信号に対して第1実施形態と同様の画像処理等の各種処理を行って投影光学系PLのコマ収差を求める。つまり、図9に示す露光装置は、図1に示す露光装置にコマ収差を測定するための機能が設けられたものである。
The
前述した第1実施形態では、測定用レチクルTRに形成された複数の測定パターンMPをウエハW上に転写し、ウエハW上に形成されたレジストパターンを撮像して投影光学系PLのコマ収差を求めていた。しかしながら、本実施形態では、投影光学系PLを介してウエハステージ8上に投影される測定パターンMPの光学像を像計測装置20で直接撮像して投影光学系PLのコマ収差を求めている。以下、図9に示す露光装置を用いたコマ収差の測定方法について説明する。
In the first embodiment described above, the plurality of measurement patterns MP formed on the measurement reticle TR are transferred onto the wafer W, the resist pattern formed on the wafer W is imaged, and the coma aberration of the projection optical system PL is reduced. I was seeking. However, in this embodiment, an optical image of the measurement pattern MP projected onto the
図10は、第2実施形態におけるコマ収差の測定方法を示すフローチャートである。本実施形態においても、投影光学系PLのコマ収差を測定する時には、まず作業者が主制御系12に対して測定開始の指示を行い、図7に示す測定用レチクルTRをレチクルステージ4上に配置する(ステップS21)。次に、主制御系12は駆動系13に対して制御信号を出力し、ウエハステージ8を移動させて像計測装置20の開口部21を投影光学系PLの下方に配置する(ステップS22)。
FIG. 10 is a flowchart showing a coma aberration measuring method according to the second embodiment. Also in this embodiment, when measuring the coma aberration of the projection optical system PL, the operator first instructs the
ウエハステージ8の移動が完了すると、主制御系12は、露光光源1(図9では不図示)の発光を開始させる。露光光1の発光により、測定用レチクルTRの照明領域が均一な照度で照明され、測定用レチクルTRを透過した光が投影光学系PLを介することによって、測定用レチクルTRに形成された複数の測定パターンMPの光学像がウエハステージ8上に投影される。
When the movement of the
投影光学系PLの下方には像計測装置20の開口部21が配置されているため、開口部21を通過した光はリレーレンズ22,23を順に介して撮像素子24の撮像面に入射する。開口部21と撮像素子24の撮像面とはリレーレンズ22,23に関して光学的に共役となっているため、撮像素子24の撮像面においてウエハステージ8上に投影された測定パターンMPの光学像が再結像する。
Since the
撮像面に結像した光学像を撮像素子24が光電変換して画像信号を生成し、主制御系12に出力する。このようにして、投影光学系PLを介して投影される光学像の計測が行われる(ステップS23)。尚、ウエハステージ8上に投影された測定パターンMPの光学像の全てが像計測装置20の計測視野内に収まって撮像面に再結像する場合には、一度の撮像でステップS23の処理が終了するが、計測視野内に収まらない場合には、ウエハステージ8を移動させて開口部21を各々の測定パターンMPが投影される位置に配置しつつ順次計測を行う。
The
光学像の計測が終了すると、主制御系12は第1実施形態の測定装置と同様に、像計測装置20から出力された画像信号に対して所定の画像処理を行い、その後で測定パターンMPの光学像の長手方向に直交する方向(図4中の方向D2に対応する方向)に画像信号を積算して積算信号を算出する処理を行う(ステップS24)。そして、図8を用いて説明した処理と同様の処理を行って、投影光学系PLのコマ収差を数値化したコマ収差量を求める(ステップS25)。
When the measurement of the optical image is completed, the
以上の処理を行って投影光学系PLのコマ収差量が求められると、その結果がCRT、液晶表示装置等のモニタに出力される。ここで、作業者は第1実施形態と同様にモニタの表示内容を参照して主制御系12にコマ収差を低減させるための指示を入力しても良いが、得られたコマ収差量に基づいて主制御系12がレンズコントローラ14に対して制御信号を出力し、コマ収差を自動的に低減するようにしても良い。
When the coma aberration amount of the projection optical system PL is obtained through the above processing, the result is output to a monitor such as a CRT or a liquid crystal display device. Here, the operator may input an instruction for reducing coma aberration to the
また、以上の説明においては、像計測装置20がウエハステージ8内に設けられている場合を例に挙げて説明したが、像計測装置20の一部をウエハステージ8の外部に配置しても良く、例えばウエハステージ上に投影された光学像を光ファイバ、リレーレンズ等の光伝送手段でウエハステージの外部に導き、この光学像を計測する像計測装置を用いても良い。また、この像計測装置はウエハステージに固定されていても良く、脱着可能であっても良い。さらに、像測定装置20のリレーレンズ22、23は等倍系でもよいが、測定パターンMPの線幅などを考慮すると拡大系が好ましい。
In the above description, the case where the
このように、本実施形態においては、投影光学系PLを介して投影される測定パターンMPの光学像を像計測装置20で直接計測してコマ収差を求めているため、作業者の手作業の大部分が低減されて測定時間の短縮を図ることができる。また、作業者の目視による作業が介在しないため高い精度で投影光学系のコマ収差を測定することができる。
As described above, in this embodiment, since the optical image of the measurement pattern MP projected through the projection optical system PL is directly measured by the
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態の露光装置は、図9に示す第2実施形態の露光装置とほぼ同様の構成であるが、本実施形態では投影光学系PLの側方に設けられたアライメントセンサ15を用いてウエハWに形成されたレジストパターンを計測し、その計測結果から投影光学系PLのコマ収差量を測定する点が相違する。尚、本実施形態では、アライメントセンサ15がCCD等の撮像素子を備えたFIA方式のアライメントセンサである場合を例に挙げて説明する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The exposure apparatus of the present embodiment has substantially the same configuration as the exposure apparatus of the second embodiment shown in FIG. 9, but in this embodiment, a wafer is used by using an
ウエハW上にレジストパターンを形成する手順は図6に示す手順と同様の手順で行う。つまり、測定用レチクルTRをレチクルステージ4上に配置し(ステップS11)、ウエハWをウエハステージ8上に配置し(ステップS12)、ウエハWの位置決めをした後で測定用レチクルTRに形成された測定パターンMPを投影光学系PLを介してウエハW上に転写する(ステップS13)。そして、露光処理を終えたウエハWを露光装置から搬出して露光装置に対してインライン化された現像装置で現像処理を行って、ウエハW上にレジストパターンを形成する(ステップS14)。 The procedure for forming a resist pattern on the wafer W is the same as the procedure shown in FIG. That is, the measurement reticle TR is placed on the reticle stage 4 (step S11), the wafer W is placed on the wafer stage 8 (step S12), and the wafer W is positioned and then formed on the measurement reticle TR. The measurement pattern MP is transferred onto the wafer W via the projection optical system PL (step S13). Then, the wafer W that has been subjected to the exposure process is unloaded from the exposure apparatus, and development processing is performed with the developing apparatus inlined with respect to the exposure apparatus, thereby forming a resist pattern on the wafer W (step S14).
次に、現像処理を終えてレジストパターンが形成されたウエハWを露光装置内に再度搬入してウエハステージ8上に保持する。以上の処理が終了すると、主制御系12は駆動系13を介してウエハステージ8を移動させ、アライメントセンサ15の計測視野内にウエハW上に形成されたレジストパターンを配置させる。アライメントセンサ15が計測視野内に配置されたレジストパターンを撮像素子で撮像すると、画像信号がアライメントセンサ15から主制御系12へ出力される。尚、ウエハW上のレジストパターンの全てがアライメントセンサ15の計測視野内に収まらない場合には、ウエハステージ8を移動させて測定パターンMP毎のレジストパターンをアライメントセンサ15の計測視野内に配置させつつ撮像を行う。
Next, the wafer W on which the resist pattern is formed after the development process is carried back into the exposure apparatus and held on the
アライメントセンサ15によるレジストパターンの撮像が終了すると、主制御系12は第2実施形態と同様に、アライメントセンサ15からの画像信号に対して所定の画像処理を行い、その後でレジストパターンの長手方向に直交する方向(図4中の方向D2に対応する方向)に画像信号を積算して積算信号を算出する処理を行う(図10中のステップS24)。そして、図8を用いて説明した処理と同様の処理を行って、投影光学系PLのコマ収差を数値化したコマ収差量を求める(ステップS25)。コマ収差量が求められると、第2実施形態と同様に、レンズコントローラ14によって投影光学系PLのコマ収差を低減する処理が行われる。
When imaging of the resist pattern by the
[第4実施形態]
上述した第1,第3実施形態においては、ウエハW上に形成されたレジストパターンを撮像して得られた画像信号を画像処理し、第2実施形態においてはウエハステージ8上に投影される測定パターンMPの光学像を撮像して得られた画像信号を画像処理することで投影光学系PLのコマ収差量を求めていた。これに対し、本実施形態の露光装置は、LSA(Laser Step Alignment)方式の計測装置を備えており、He−Ne等のレーザ光をウエハW上のレジストパターンに照射し、レジストパターンによって回折又は散乱された光を計測して投影光学系PLのコマ収差を測定している。
[Fourth Embodiment]
In the first and third embodiments described above, the image signal obtained by imaging the resist pattern formed on the wafer W is subjected to image processing, and in the second embodiment, the measurement is projected onto the
本実施形態においてコマ収差の測定を行う場合には、まず図6に示すステップS11〜ステップS14の処理と同様の処理を行ってウエハW上にレジストパターンを形成する。但し、ステップS13にて測定パターンを転写する場合には、露光量を増大させて図4中のパターンP1に対応するレジストパターンとパターンP2に対応するレジストパターンとを分離させる。図11は、第4実施形態においてウエハW上に形成されるレジストパターン及びレジストパターンの計測信号の一例を示す図である。 In the present embodiment, when coma aberration is measured, first, a resist pattern is formed on the wafer W by performing processing similar to the processing in steps S11 to S14 shown in FIG. However, when the measurement pattern is transferred in step S13, the exposure amount is increased to separate the resist pattern corresponding to the pattern P1 and the resist pattern corresponding to the pattern P2 in FIG. FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a resist pattern formed on the wafer W and a measurement signal of the resist pattern in the fourth embodiment.
図11において、RP20はウエハW上に形成されたレジストパターンである。尚、本実施形態では測定パターンとして、図4に示す組パターンP0を二つ対にした組パターンを3列配列したものを用いている。かかる測定パターンをウエハW上に転写することで、レジストパターンRP20が形成される。図11に示す通り、露光時に露光量を増大させることで、レジストパターンRP20の長手方向(方向D21)に関してパターンが分離されている。 In FIG. 11, RP20 is a resist pattern formed on the wafer W. In the present embodiment, a measurement pattern is used in which three sets of set patterns each having two sets of set patterns P0 shown in FIG. 4 are arranged. By transferring the measurement pattern onto the wafer W, a resist pattern RP20 is formed. As shown in FIG. 11, the pattern is separated in the longitudinal direction (direction D21) of the resist pattern RP20 by increasing the exposure amount during exposure.
次に、第3実施形態と同様に、レジストパターンRP20が形成されたウエハWを露光装置内に再度搬入してウエハステージ8上に保持する。以上の処理が終了すると、主制御系12はウエハW上のレジストパターンRP20がLSA方式の計測装置から射出されるレーザ光の照射位置に向かうようにウエハステージ8を移動させ、ウエハステージ8を移動させながらレジストパターンRP20によって散乱されるレーザ光をLSA方式の計測装置で計測する。尚、レーザ光の断面形状は方向D21に直交する方向D22に延びるスリット状であり、このレーザ光に対するレジストパターンRP20の移動方向(スキャン方向)は、図11中の方向D21である。
Next, as in the third embodiment, the wafer W on which the resist pattern RP20 is formed is loaded again into the exposure apparatus and held on the
図11中において、符号DSを付した曲線はレジストパターンRP20の計測によって得られた計測信号である。計測信号DSはレジストパターンRP20が形成されていない箇所では信号強度が低くなり、形成されている箇所では信号強度が高くなる。レジストパターンRP20は方向D21に関して分離しているため、計測信号DSには2つのピークが明瞭に現れる。 In FIG. 11, the curve with the symbol DS is a measurement signal obtained by measuring the resist pattern RP20. The measurement signal DS has a low signal intensity at a location where the resist pattern RP20 is not formed, and a high signal strength at a location where the measurement pattern DS is formed. Since the resist pattern RP20 is separated with respect to the direction D21, two peaks appear clearly in the measurement signal DS.
この計測信号DSからコマ収差を数値化するには、例えば計測信号DSに対して所定のスライスレベルSL1を設定して、2つのピークの幅L11,L12を求め、この幅の比をコマ収差量とする。あるいは、レジストパターンRP20の全長に相当する長さL10を求めるとともに、レジストパターンRP20が分離している箇所の中点C10の位置を求め、長さL10と中点C10の位置との関係(例えば、長さL10と一方の端点E10から中点C10までの距離との比)をコマ収差量とする。このように、LSA方式の計測装置を用いてレジストパターンRP20を計測することによっても投影光学系PLのコマ収差量を測定することができる。 In order to quantify the coma aberration from the measurement signal DS, for example, a predetermined slice level SL1 is set for the measurement signal DS, two widths L11 and L12 are obtained, and the ratio of the widths is determined as the coma aberration amount And Alternatively, the length L10 corresponding to the entire length of the resist pattern RP20 is obtained, the position of the midpoint C10 where the resist pattern RP20 is separated is obtained, and the relationship between the length L10 and the position of the midpoint C10 (for example, The ratio of the length L10 and the distance from one end point E10 to the midpoint C10) is the coma aberration amount. As described above, the coma aberration amount of the projection optical system PL can also be measured by measuring the resist pattern RP20 using an LSA type measuring apparatus.
[その他の実施形態]
以上説明した第1実施形態〜第4実施形態においては、図4に示す2つのパターンP1,P2からなる組パターンP0を構成要素とした測定パターンMPを用いて投影光学系PLのコマ収差量を求めていた。しかしながら、投影光学系PLのコマ収差量を測定するために用いる測定パターンは図4に示す測定パターンMPに限られる訳ではなく、3つ以上のパターンからなる測定パターンを用いることもできる。
[Other Embodiments]
In the first to fourth embodiments described above, the coma aberration amount of the projection optical system PL is determined using the measurement pattern MP having the set pattern P0 including the two patterns P1 and P2 shown in FIG. I was asking. However, the measurement pattern used for measuring the coma aberration amount of the projection optical system PL is not limited to the measurement pattern MP shown in FIG. 4, and a measurement pattern composed of three or more patterns can also be used.
図12は、測定パターンの他の例を示す図である。図12(a)に示す測定パターンMP1は、パターンP1と同様の形状のパターンP11、パターンP2と同様の形状のパターンP12、及びパターンP11,P12の間に配置された矩形形状のパターンP13からなる。このパターンP13は、長手方向(図中の方向D31)の長さがパターンP11,P12の長さと等しく設定され、方向D31に直交する方向D32の線幅が一定に設定されている。従って、方向D31の任意の位置におけるパターンP1〜P3の線幅の和は一定になる。 FIG. 12 is a diagram illustrating another example of the measurement pattern. The measurement pattern MP1 shown in FIG. 12A includes a pattern P11 having the same shape as the pattern P1, a pattern P12 having the same shape as the pattern P2, and a rectangular pattern P13 arranged between the patterns P11 and P12. . In the pattern P13, the length in the longitudinal direction (direction D31 in the drawing) is set equal to the lengths of the patterns P11 and P12, and the line width in the direction D32 orthogonal to the direction D31 is set constant. Accordingly, the sum of the line widths of the patterns P1 to P3 at any position in the direction D31 is constant.
投影光学系PLが無収差である場合に図12(a)に示す測定パターンMP1を投影光学系PLを介してウエハW上に転写すると、ウエハW上には測定パターンMP1と相似形状のレジストパターンが形成される。このため、例えば第1実施形態に示した測定方法を用いると、例えば図12(a)中に示す積算信号AS1が得られる。この積算信号AS1はレジストパターンの形成位置の信号強度が一定であり、且つレジストパターンが形成されていない位置の信号強度よりも低くなっている。 If the measurement pattern MP1 shown in FIG. 12A is transferred onto the wafer W via the projection optical system PL when the projection optical system PL has no aberration, a resist pattern similar to the measurement pattern MP1 is formed on the wafer W. Is formed. For this reason, for example, when the measurement method shown in the first embodiment is used, for example, an integrated signal AS1 shown in FIG. 12A is obtained. The integrated signal AS1 has a constant signal intensity at the position where the resist pattern is formed, and is lower than the signal intensity where the resist pattern is not formed.
投影光学系PLにコマ収差がある場合に図12(a)に示す測定パターンMP1を投影光学系PLを介してウエハW上に転写すると、例えば図12(b)に示すレジストパターンRP30が形成される。図12(b)に示すレジストパターンRP30は、パターンP11に対応する部分の線幅が太くなって長さが短くなり、パターンP12に対応する部分の線幅が細くなり長さが短くなっているが、パターンP13に対応する部分は線幅変化及び長さの変化がない。 If the measurement pattern MP1 shown in FIG. 12A is transferred onto the wafer W via the projection optical system PL when the projection optical system PL has coma aberration, for example, a resist pattern RP30 shown in FIG. 12B is formed. The In the resist pattern RP30 shown in FIG. 12B, the line width of the portion corresponding to the pattern P11 is thickened and the length is shortened, and the line width of the portion corresponding to the pattern P12 is thinned and the length is shortened. However, the portion corresponding to the pattern P13 has no change in line width and length.
このレジストパターンRP30に対して、例えば第1実施形態に示した測定方法を用いると、例えば図12(b)中に示す積算信号AS2が得られる。この積算信号は、図8に示した積算信号ASと同様の変化を示す信号であるため、図8を参照しつつ第1実施形態で説明した方法と同様の方法で投影光学系PLのコマ収差を数値化することができる。尚、図12(a)においては、3つのパターンP11〜P13からなる測定パターンMP1を例示したが、測定パターンMP1をなすパターンの数は任意に設定することができる。また、この測定パターンMP1は第1実施形態〜第4実施形態の全てにおいて用いることができる。 For example, when the measurement method shown in the first embodiment is used for the resist pattern RP30, an integrated signal AS2 shown in FIG. 12B is obtained. Since this integration signal is a signal showing the same change as the integration signal AS shown in FIG. 8, the coma aberration of the projection optical system PL is determined in the same manner as described in the first embodiment with reference to FIG. Can be quantified. In FIG. 12A, the measurement pattern MP1 including three patterns P11 to P13 is illustrated, but the number of patterns forming the measurement pattern MP1 can be arbitrarily set. Further, this measurement pattern MP1 can be used in all of the first to fourth embodiments.
以上説明した第2実施形態以外の実施形態では、測定パターンを投影光学系PLを介してウエハW上に転写した後、現像処理を行ってウエハW上にレジストパターンを形成し、レジストパターンを測定して投影光学系PLのコマ収差量を求めていた。しかしながら、現像処理を行わずにウエハW上の潜像を測定してコマ収差量を求めるようにしても良い。このとき、測定パターンの潜像が形成される感光層の材料はフォトレジストに限られるものでなく、例えば光磁気材料など他の材料でも構わない。また、感光層はウエハだけでなく他の部材に形成してもよい。さらに、レジストパターンや潜像を検出する代わりに、エッチング処理後のパターンを検出してもよい。また、測定パターンをなすパターンの形状及び寸法変化率は任意に設定することができる。 In embodiments other than the second embodiment described above, the measurement pattern is transferred onto the wafer W via the projection optical system PL, and then developed to form a resist pattern on the wafer W and measure the resist pattern. Thus, the coma aberration amount of the projection optical system PL was obtained. However, the amount of coma aberration may be obtained by measuring a latent image on the wafer W without performing development processing. At this time, the material of the photosensitive layer on which the latent image of the measurement pattern is formed is not limited to the photoresist, and other materials such as a magneto-optical material may be used. Further, the photosensitive layer may be formed not only on the wafer but also on other members. Furthermore, instead of detecting a resist pattern or a latent image, a pattern after etching may be detected. Moreover, the shape and dimensional change rate of the pattern constituting the measurement pattern can be arbitrarily set.
更に、上記実施形態では、投影光学系PLの光学特性としてコマ収差を測定する場合を例に挙げて説明したが、本発明は投影光学系PLの光学性能の1つであるフォーカス特性を測定することもできる。投影光学系PLの像面の位置変動が生じている場合には、投影光学系PLの像面に対してウエハWの表面又は像計測装置20の開口部21がデフォーカス状態になる。かかる状態では投影光学系PLの収差の有無に関係なく測定パターンの像がぼけた状態でウエハW上又は像計測装置21上に投影されるため、パターンの先端部(線幅が細くなっている部分)においてデフォーカス量に応じた消失部分が現れる。デフォーカス量が大きくなるにつれて消失部分も大きくなるため、レジストパターン又は光学像の長手方向の長さが最も長くなるZ方向の位置を求めれば、投影光学系PLの像面位置を特定することができる。
Further, in the above embodiment, the case where coma aberration is measured as an example of the optical characteristic of the projection optical system PL has been described as an example. You can also. When the position variation of the image plane of the projection optical system PL has occurred, the surface of the wafer W or the
また、上記各実施形態では測定パターンMPの転写時、露光領域EA内の少なくとも測定パターンの投影位置で投影光学系PLの像面にウエハの表面を正確に配置しておくことが好ましい。 Further, in each of the above embodiments, it is preferable that the surface of the wafer is accurately arranged on the image plane of the projection optical system PL at least at the projection position of the measurement pattern in the exposure area EA when the measurement pattern MP is transferred.
さらに、上記各実施形態では測定パターンMPの数が8個に限られるものでなく、測定用レチクルは少なくとも1個の測定パターンを含んでいればよいが、パターンP1、P2の幅方向D2(即ち、長さ方向D1)が異なる少なくとも2個の測定パターンを含むことが好ましい。また、図4の測定パターンMPは3対のパターンP1、P2を有しているが、その数は1対、2対、あるいは4対以上でも構わない。また、図7では測定パターンMPを誇張して示しているので、測定用レチクルTRには8個の測定パターンMPからなる1組のパターンのみが示されているが、測定用レチクルTRに複数組のパターン、即ちその複数箇所にそれぞれ前述した複数個の測定パターンMPを形成してもよい。 Further, in each of the above embodiments, the number of measurement patterns MP is not limited to eight, and the measurement reticle may include at least one measurement pattern, but the width direction D2 of patterns P1 and P2 (that is, , Preferably including at least two measurement patterns having different length directions D1). Further, the measurement pattern MP of FIG. 4 has three pairs of patterns P1 and P2, but the number thereof may be one pair, two pairs, or four pairs or more. In FIG. 7, since the measurement pattern MP is exaggerated, only one set of eight measurement patterns MP is shown on the measurement reticle TR, but a plurality of sets are included in the measurement reticle TR. A plurality of measurement patterns MP described above may be formed in the above pattern, that is, at a plurality of locations.
また、上記第2実施形態を除く各実施形態ではスキャタロメトリ技術を用いてパターン検出を行うようにしてもよい。 Moreover, in each embodiment except the said 2nd Embodiment, you may make it perform pattern detection using a scatterometry technique.
尚、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。例えば、上記実施形態においては、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置を例に挙げて説明したが、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置にも適用可能である。 The embodiment described above is described in order to facilitate understanding of the present invention, and is not described in order to limit the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention. For example, in the above embodiment, the step-and-repeat type exposure apparatus has been described as an example, but the present invention can also be applied to a step-and-scan type exposure apparatus.
また、上記実施形態では、露光装置が露光光源1としてArFエキシマレーザを備える場合を例に挙げて説明したが、g線(波長436nm)、i線(波長365nm)を射出する超高圧水銀ランプ、又はKrFエキシマレーザ(波長248nm)、F2レーザ(波長157nm)、Kr2レーザ(波長146nm)、YAGレーザの高周波発生装置、若しくは半導体レーザの高周波発生装置を用いることができる。露光光ELとしては、SORから発生する軟X線領域、例えば波長13.4nm、又は11.5nmのEUV(Extreme Ultra Violet)光を用いるようにしてもよい。更に、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いてもよい。 In the above embodiment, the case where the exposure apparatus includes an ArF excimer laser as the exposure light source 1 has been described as an example. However, an ultrahigh pressure mercury lamp that emits g-line (wavelength 436 nm) and i-line (wavelength 365 nm); Alternatively, a KrF excimer laser (wavelength 248 nm), an F 2 laser (wavelength 157 nm), a Kr 2 laser (wavelength 146 nm), a YAG laser high-frequency generator, or a semiconductor laser high-frequency generator can be used. As the exposure light EL, a soft X-ray region generated from the SOR, for example, EUV (Extreme Ultra Violet) light having a wavelength of 13.4 nm or 11.5 nm may be used. Furthermore, you may use charged particle beams, such as an electron beam or an ion beam.
また、投影光学系PLは、反射光学系、屈折光学系、及び反射屈折光学系のいずれであっても良い。更に、国際公開第WO99/49504号パンフレット等に開示された液浸式の露光装置に設けられる液浸露光用の投影光学系の光学特性を測定する場合にも本発明を適用することができる。 The projection optical system PL may be any of a reflection optical system, a refractive optical system, and a catadioptric optical system. Furthermore, the present invention can also be applied when measuring the optical characteristics of a projection optical system for immersion exposure provided in an immersion exposure apparatus disclosed in International Publication No. WO99 / 49504.
12…主制御系
20…像検出装置
AS…積算信号
DP…パターン
MP…測定パターン
MP1…測定パターン
P1…第1パターン
P2…第2パターン
P11…第1パターン
P12…第2パターン
PL…投影光学系
R…レチクル
TR…測定用マスク
W…ウエハ
DESCRIPTION OF
Claims (17)
長手方向に沿う第1方向に線幅が変化する第1パターンと、当該第1パターンと並設され、前記第1方向への線幅の変化が前記第1パターンとは逆である第2パターンとを含む測定パターンを前記第1面内に配置する配置工程と、
前記第2面に投影される前記測定パターンの像の検出結果から前記投影光学系の光学性能を測定する測定工程と
を含むことを特徴とする光学性能測定方法。 An optical performance measurement method for measuring optical performance of a projection optical system that projects a pattern of a first surface onto a second surface,
A first pattern whose line width changes in a first direction along the longitudinal direction, and a second pattern which is arranged in parallel with the first pattern and whose line width change in the first direction is opposite to the first pattern An arrangement step of arranging a measurement pattern including: within the first surface;
A measurement step of measuring the optical performance of the projection optical system from the detection result of the image of the measurement pattern projected onto the second surface.
前記検出工程で得られた前記検出信号を前記第2方向に対応する方向に積算して積算信号を得る積算工程と、
前記第1方向に対応する方向における前記積算信号の分布に基づいて前記投影光学系の光学性能を数値化する数値化工程と
を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の光学性能測定方法。 The measurement step includes a detection step of detecting a projection image of the measurement pattern projected on the second surface to obtain a detection signal;
An integration step of integrating the detection signals obtained in the detection step in a direction corresponding to the second direction to obtain an integration signal;
4. A quantification step of quantifying the optical performance of the projection optical system based on a distribution of the integrated signal in a direction corresponding to the first direction. The optical performance measuring method as described.
前記投影光学系を介して前記測定パターンを前記検出用基板に転写する転写工程と、
前記検出用基板に転写された前記パターンを検出するパターン検出工程と、
前記パターン検出工程の検出結果に基づいて前記投影光学系の光学性能を数値化する数値化工程と
を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の光学性能測定方法。 The measurement step includes a substrate placement step of placing a detection substrate on the second surface,
A transfer step of transferring the measurement pattern to the detection substrate via the projection optical system;
A pattern detection step of detecting the pattern transferred to the detection substrate;
4. The optical performance measurement method according to claim 1, further comprising: a numericalization step of converting the optical performance of the projection optical system into a numerical value based on a detection result of the pattern detection step.
前記パターンの転写に先立って、請求項1〜6の何れか一項に記載の光学性能測定方法を用いて前記投影光学系の光学性能を測定する光学性能測定工程と、
前記光学性能測定工程の測定結果に応じて前記投影光学系の光学性能を調整する特性調整工程と
を含むことを特徴とする露光方法。 In an exposure method for transferring a pattern formed on a mask onto a substrate via a projection optical system,
Prior to the transfer of the pattern, an optical performance measurement step of measuring the optical performance of the projection optical system using the optical performance measurement method according to any one of claims 1 to 6,
And a characteristic adjustment step of adjusting the optical performance of the projection optical system according to the measurement result of the optical performance measurement step.
長手方向に沿う第1方向に線幅が変化する第1パターンと、当該第1パターンと並設され、前記第1方向の線幅の変化が前記第1パターンとは逆である第2パターンとを含む測定パターンが形成された測定用マスクを前記マスクとして用い、当該測定用マスクに形成されたパターンの前記投影光学系による投影像を検出する検出部と、
前記検出部の検出信号を前記第1方向に直交する第2方向に対応する方向に積算して積算信号を求め、前記第1方向に対応する方向における前記積算信号の分布に基づいて前記投影光学系の光学性能を数値化する性能算出部と
を備えることを特徴とする露光装置。 In an exposure apparatus that transfers a pattern formed on a mask onto a substrate via a projection optical system,
A first pattern having a line width that changes in a first direction along the longitudinal direction, and a second pattern that is arranged in parallel with the first pattern and in which the change in the line width in the first direction is opposite to the first pattern; A detection unit for detecting a projection image of the pattern formed on the measurement mask by the projection optical system using a measurement mask on which a measurement pattern including
The detection signal of the detection unit is integrated in a direction corresponding to the second direction orthogonal to the first direction to obtain an integrated signal, and the projection optical is based on the distribution of the integrated signal in the direction corresponding to the first direction. An exposure apparatus comprising: a performance calculation unit that quantifies the optical performance of the system.
長手方向に沿う第1方向に線幅が変化する第1パターンと、該第1パターンに隣接して設けられ、前記第1方向への線幅の変化が前記第1パターンとほぼ逆となる第2パターンとを含む測定パターンを有することを特徴とするマスク。 A mask used for measuring the optical performance of a projection optical system that projects a pattern of a first surface onto a second surface,
A first pattern whose line width changes in a first direction along the longitudinal direction and a first pattern provided adjacent to the first pattern, and a change in the line width in the first direction is substantially opposite to the first pattern. A mask having a measurement pattern including two patterns.
請求項10〜15のいずれか一項に記載のマスクを前記第1面に配置するとともに、前記第2面に投影される前記測定パターンの像の検出結果に基づいて前記投影光学系の光学性能を求めることを特徴とする光学性能測定方法。 An optical performance measuring method for measuring an optical performance of a projection optical system that projects a pattern of a first surface onto a second surface,
An optical performance of the projection optical system based on a detection result of an image of the measurement pattern projected on the second surface while arranging the mask according to any one of claims 10 to 15 on the first surface. An optical performance measurement method characterized by:
Priority Applications (1)
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JP2007103841A (en) * | 2005-10-07 | 2007-04-19 | Toshiba Corp | Manufacture of semiconductor device |
JP2007522432A (en) * | 2003-12-19 | 2007-08-09 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | Differential critical dimension and overlay measuring apparatus and measuring method |
KR101082095B1 (en) * | 2007-12-28 | 2011-11-10 | 주식회사 하이닉스반도체 | Aberration measurement mask and the method for aberration measurement using the same |
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- 2003-10-17 JP JP2003357537A patent/JP2005123427A/en active Pending
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