JP2007093498A - 測定方法及び装置、露光装置、並びに、デバイス製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】被測定体の屈折率均質性(ホモジニティー)、特に、高次成分のホモジニティーを高精度に測定することができる測定方法及び装置を提供する。
【解決手段】参照プレートと、反射プレートとを有し、前記参照プレートからの反射光と被測定体及び/又は反射プレートからの反射光とを干渉させ、前記参照プレートと前記反射プレートとの間に配置された前記被測定体の屈折率均質性を測定する測定装置であって、前記参照プレート及び前記反射プレートの光軸に対する前記被測定体の角度を調整する角度調整機構を有し、前記角度調整機構は、前記被測定体を通り、且つ、前記参照プレート及び前記反射プレートの光軸に垂直な平面上の点を回転中心として前記被測定体を回転可能に保持することを特徴とする測定装置を提供する。
【選択図】図1
【解決手段】参照プレートと、反射プレートとを有し、前記参照プレートからの反射光と被測定体及び/又は反射プレートからの反射光とを干渉させ、前記参照プレートと前記反射プレートとの間に配置された前記被測定体の屈折率均質性を測定する測定装置であって、前記参照プレート及び前記反射プレートの光軸に対する前記被測定体の角度を調整する角度調整機構を有し、前記角度調整機構は、前記被測定体を通り、且つ、前記参照プレート及び前記反射プレートの光軸に垂直な平面上の点を回転中心として前記被測定体を回転可能に保持することを特徴とする測定装置を提供する。
【選択図】図1
Description
本発明は、一般には、測定方法及び装置に係り、特に、光学系の屈折率均質性を測定する測定方法に関する。本発明は、半導体ウェハ等の単結晶基板、液晶ディスプレイ(LCD)用のガラス基板などの被処理体を露光する露光装置に用いられる投影光学系の屈折率均質性の測定に好適である。
フォトリソグラフィー技術を用いて半導体メモリや論理回路などの微細な半導体素子を製造する際、投影露光装置が従来から使用されている。投影露光装置は、レチクル(マスク)に描画された回路パターンを投影光学系によって投影してウェハ等に回路パターンを転写する。
縮小投影露光装置で転写できる最小の寸法(解像度)は、露光に用いる光の波長に比例し、投影光学系の開口数(NA)に反比例する。従って、波長を短くすればするほど、及び、NAを上げれば上げるほど、解像度はよくなる。このため、近年の半導体素子の微細化への要求に伴い露光光の短波長化が進められている。例えば、KrFエキシマレーザー(波長約248nm)からArFエキシマレーザー(波長約193nm)、更には、F2レーザー(波長約157nm)と用いられる紫外光の波長は短くなってきた。
一方、露光光の短波長化に伴って、光学系(照明光学系及び投影光学系)に使用可能な光学材料(硝材)も石英(SiO2)及びフッ化カルシウム(CaF2)などに限られるようになってきた。硝材の光学性能には、使用波長に対する透過性、耐久性、屈折率均質性(以下、「ホモジニティー」と称する。)及び複屈折特性などがある。露光装置の性能を保証するためには、これらの光学性能を高精度に測定し、光学系に要求される性能を満足しうる硝材を選別する必要がある。ホモジニティーは、投影光学系の像性能(線幅均一性)を左右する重要な光学性能であり、特に、Zernike36項で表すことができない高次成分のホモジニティーが露光装置の性能に強く影響していることが分かってきている。
硝材のホモジニティーは、一般に、干渉計を用いた研磨法やオイルオンプレート法で(即ち、被検硝材を透過した被検光と参照光との干渉縞から)測定される(例えば、非特許文献1参照。)。
Opt.Eng/September 1991/Vol.30 No.9/P1399−1405 Measurement of the inhomogeneity of a window
Opt.Eng/September 1991/Vol.30 No.9/P1399−1405 Measurement of the inhomogeneity of a window
しかしながら、従来のホモジニティーの測定は、近年測定が必要とされてきている高次成分のホモジニティーを高精度に測定することができず、硝材を正確に評価することができなくなってきた。これは、被検硝材の表面で反射した光と被検硝材の裏面で反射した光との干渉を防止するために、表裏面間に微小角度を有する被検硝材を測定光路上(即ち、光束に対して)に異なる角度で配置することが原因である。かかる角度は微小であるため、従来は被検硝材の角度調整によって生じる光束に対して垂直方向の各面のずれ量を考慮していなかった。ホモジニティーの測定では、一般に、被検硝材の角度を調整する機構として、大径から小径の様々な大きさの被検硝材に対する角度調整及び光路上への挿脱の容易性から、キネマチックと呼ばれるタイプの角度調整機構を用いる。しかしながら、このような角度調整機構は、被検硝材の角度を調整する支点(回転中心)が被検硝材から離れた位置にあるため、被検硝材の角度調整によって光束に対して微少量だけ面がずれてしまう。従って、面の微小な凹凸による位相差分布が差し引かれずに残り、その残渣成分が測定値に影響を与えてしまうため、高次成分のホモジニティーを高精度に測定することができない。
図12を参照して、表裏面間に微小角度を有する被検硝材TOの角度調整によって生じる面位置のずれを具体的に説明する。図12は、従来のキネマチックタイプの角度調整機構1000の構成を示す概略断面図である。角度調整機構1000は、RCで示す位置に回転中心があり、表面TOaを光束に対して垂直に配置した状態(実線)と、裏面TObを光束に対して垂直に配置した状態(点線)とでは、被検硝材TOの位置が光束の垂直方向にずれる。そのずれ量は、回転中心RCと裏面TObとの距離をL、表面TOaと裏面TObとのなす角をθとすると、L×tanθとなる。従来の角度調整機構の場合、回転中心RCと裏面TObとの距離は約200mm、角θは約6分であるため、ずれ量は約0.35mmとなる。被検硝材TOは、平面研磨され、全面の高低差が60nm以内に仕上げられているが、表面TOa及び裏面TObには、図13に示すように、それ以下の様々な周期の微小凹凸が存在する。かかるずれ量が干渉計の最小分解能以下であれば、実質的な影響を無視することができるが、最小分解能以上である場合、測定値に影響を与えてしまうため、被検硝材の正確なホモジニティーを得ることができない。特に、F2レーザーを露光光とする露光装置に用いられる硝材の評価には、0.1mm以下の分解能が求められており、従来の測定では、正しいホモジニティーの評価をすることができない。ここで、図13は、図12に示す被検硝材TOのα部(裏面TOb)を拡大した概略断面図である。
そこで、本発明は、被測定体の屈折率均質性(ホモジニティー)、特に、高次成分のホモジニティーを高精度に測定することができる測定方法及び装置を提供することを例示的目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての測定方法は、参照プレートと反射プレートとを有する干渉計を用いて、楔形の断面形状を有する被測定体の屈折率均質性を測定する測定方法であって、参照プレートで反射された光束と反射プレートで反射された光束とが、前記参照プレート上で平行になるように前記反射プレートの角度を調整し、前記参照プレートで反射された反射波面と前記反射プレートで反射された反射波面とが形成する干渉パターンに基づいて、第1の位相差分布W1を導出するステップと、前記参照プレートと前記反射プレートとの間に前記被測定体を配置した状態において、前記参照プレートで反射された光束と前記反射プレートで反射された光束とが、前記参照プレート上で平行になるように前記反射プレートの角度を調整し、前記参照プレートで反射された反射波面と前記反射プレートで反射された反射波面とが形成する干渉パターンに基づいて、第2の位相差分布W2を導出するステップと、前記参照プレートで反射された光束と前記被測定体の前記参照プレート側の面で反射された光束とが、前記参照プレート上で平行になるように前記被測定体の角度を調整し、前記参照プレートで反射された反射波面と前記被測定体の前記参照プレート側の表面で反射された反射波面とが形成する干渉パターンに基づいて、第3の位相差分布W3を導出するステップと、前記参照プレートで反射された光束と前記被測定体の前記反射プレート側の面で反射された光束とが、前記参照プレート上で平行になるように前記被測定体の角度を調整し、前記参照プレートで反射された反射波面と前記被測定体の前記反射プレート側の裏面で反射された反射波面とが形成する干渉パターンに基づいて、第4の位相差分布W4を導出するステップと、前記被測定体の屈折率をnとして、前記第1乃至第4の位相差分布W1乃至W4を{n(W2−W1)−(n−1)(W4−W3)}/2に代入し、前記被測定体の屈折率均質性を算出するステップとを有し、前記被測定体の角度の調整は、前記被測定体を通り、且つ、前記干渉計の光軸に垂直な平面上の点を回転中心とする前記被測定体の回転によって行われることを特徴とする。
本発明の別の側面としての測定装置は、参照プレートと、反射プレートとを有し、前記参照プレートからの反射光と被測定体及び/又は反射プレートからの反射光とを干渉させ、前記参照プレートと前記反射プレートとの間に配置された前記被測定体の屈折率均質性を測定する測定装置であって、前記参照プレート及び前記反射プレートの光軸に対する前記被測定体の角度を調整する角度調整機構を有し、前記角度調整機構は、前記被測定体を通り、且つ、前記参照プレート及び前記反射プレートの光軸に垂直な平面上の点を回転中心として前記被測定体を回転可能に保持することを特徴とする。
本発明の更に別の側面としての測定装置は、被測定体の屈折率均一性を測定する測定装置であって、上述の測定方法を行うことができる測定モードを有することを特徴とする。
本発明の更に別の側面としての露光装置は、レチクルのパターンを被処理体に露光する露光装置であって、上述の測定方法を利用して屈折率均一性が測定され、所望の屈折率均一性を有する光学素子で構成された光学系を有することを特徴とする。
本発明の更に別の側面としての露光装置は、レチクルのパターンを被処理体に露光する露光装置であって、上述の測定装置を利用して屈折率均一性が測定され、所望の屈折率均一性を有する光学素子で構成された光学系を有することを特徴とする。
本発明の更に別の側面としてのデバイス製造方法は、上述の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、露光された前記被処理体を現像するステップとを有することを特徴とする。
本発明の他の目的及び更なる特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
本発明は、被測定体の屈折率均質性(ホモジニティー)、特に、高次成分のホモジニティーを高精度に測定することができる測定方法及び装置を提供する。
以下、添付図面を参照して、本発明の一側面としての測定方法及び装置について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。ここで、図1は、本発明の測定装置1の構成を示す概略断面図である。
測定装置1は、被測定体(光学材料)TOの屈折率均質性(ホモジニティー)を測定する測定装置である。測定装置1は、光源110と、ハーフミラー112と、ステージ114と、参照プレート116と、圧電素子118と、反射プレート120と、結像光学系124と、拡散板126と、結像光学系128と、CCD130と、制御部132とを有する。なお、測定装置1は、被測定体TOを保持すると共に、光軸(参照プレート116及び反射プレート120の光軸)に対する被測定体TOの角度を調整する角度調整機構140も有する。
図1を参照するに、光源110を射出した光束は、ハーフミラー112を透過し、ステージ114に載置された参照プレート116に至る。なお、ステージ114は、縞走査法用の圧電素子118を介して参照プレート116を保持する2軸チルトステージである。
参照プレート116の表面116aと裏面116bとが平行であると、両面からの反射光同士が干渉してしまう。従って、参照面となる表面116aからの反射光のみがCCD(撮像素子)130に導光され、裏面116bからの反射光はピンホールPHを通過しない、又は、通過してもCCD130の解像度を超える密な縞となるようにする必要がある。本実施形態では、参照プレート116の表面116aと裏面116bとの間には、断面が楔形状となるような微小角度が形成されている。
参照プレート116の表面116aで反射されずに参照プレート116を透過した光は、反射プレート120aの表面で反射される。なお、反射プレート120の表面120aと裏面120bとが平行であると、両面からの反射光同士が干渉してしまう。従って、参照面となる表面120aからの反射光のみがCCD(撮像素子)130に導光され、裏面120bからの反射光はピンホールPHを通過しない、又は、通過してもCCD130の解像度を超える密な縞となるようにする必要がある。本実施形態では、反射プレート120の表面120aと裏面120bとの間には、断面が楔形状となるような微小角度が形成されている。以下、参照プレート116の表面116aで反射される光束を参照光束、参照プレート116の表面116aを透過する光束を被検光束と称する。
反射プレート120の表面120aで反射した被検光束は、参照光束と共にハーフミラー112で反射され、結像光学系124によって拡散板126上で干渉縞を形成する。拡散板126は、回転することでスペックル等の光学ノイズを平均化することができる。
拡散板126上に形成された干渉縞は、結像光学系128によりCCD130に伝達される。CCD130で撮像された干渉縞の画像データは、制御部132に転送される。制御部132は、圧電素子118を走査した際の複数の干渉縞の画像データを取り込み、所謂、縞走査法によって干渉縞の位相を算出する。
角度調整機構140は、光軸に対する被測定体TOの角度を調整するために、被測定体TOを回転可能に保持する。ここで、角度調整機構140の構成を具体的に説明する。角度調整機構140は、図2に示すように、保持部142と、ガイドレール144と、可動部146とを有する。図2は、角度調整機構140の構成の一例を示す概略断面図である。
保持部142は、被測定体TOを所定の位置に保持する。保持部142は、本実施形態では、円柱状の被測定体TOの表面TOa及び裏面TOb以外の側面を、水平に設置された2本の支柱を介して固定しているが、この構成に限定するものではない。例えば、保持部142は、被測定体TOの表面TOa及び裏面TObの、測定域外の周辺部分を挟むことにより、被測定体TOを保持してもよい。
ガイドレール144は、保持部142に保持された状態における被測定体TO内に中心を有する円144aの円周上に配置され、後述する可動部146が係合する。ガイドレール144は、本実施形態では、保持部142に保持された状態におけ被測定体TOの表面TOa及び裏面TObの中心線CL1上の点を中心として配置される。更に、本実施形態では、ガイドレール144は、被測定体TOの表面TOa及び裏面TObの直径の中心線CL2上の点を中心として配置される。換言すれば、ガイドレール144は、被測定体TOの中心を中心とする円の円周上に配置されている。
可動部146は、ガイドレール144に移動可能に係合すると共に、保持部142と接続する。換言すれば、可動部146は、保持部142に保持された被測定体TOを、ガイドレール144を介して、回転可能にする。可動部146は、本実施形態では、ガイドレール144の中心、即ち、保持部142に保持された状態における被測定体TOの中心を回転中心CRとして、被測定体TOを回転可能にする。
このように、被測定体TOの中心を回転中心CRとして、光軸に対する被測定体TOの角度を調整することで、被測定体TOの角度調整に起因する光束に垂直な方向(図2の上下方向)のずれ量を最小限に抑えることができる。かかるずれ量は、被測定体TOの厚みをd、表面TOaと裏面TObとの間の微小角度をθとすると、図3に示すように、d/2×tanθと表される。これは、回転中心CRと被測定体TOの表面TOa又は裏面TObとの距離は、被測定体の厚みdの1/2とみなすことができるからである。例えば、被測定体TOの厚みdを50mm、表面TOaと裏面TObとの間の微小角度θを6分とすると、ずれ量は、0.044mmとなる。本実施形態における干渉光学系の解像度は、0.06であるため、被測定体の角度調整に起因する光束に垂直な方向のずれ量は解像以下となり、検出されない。従って、被測定体TOの微小角度又は後述する各位相差分布の測定における角度調整に起因するずれ量の影響を低減することができる。ここで、図3は、図2に示す被測定体TOのβ部を拡大した概略断面図である。
実際に、高次成分のホモジニティーが限りなく0に近い石英を、従来の研磨法で測定し、高次成分のホモジニティーをRMSを算出すると51[ppb]となるが、角度調整機構140を用いると、19[ppb]となった。従って、測定装置1は、被測定体TOのホモジニティー、特に、高次成分のホモジニティーを高精度に測定することができる。
なお、角度調整機構140は、図2に示す構成に限定されず、例えば、図4に示すような構成であってもよい。図2に示す角度調整機構140は、保持部142と、可動部148とを有する。
可動部148は、本実施形態では、保持部142と接続し、被測定体TOの表面TOa及び裏面TObの中心線CL1上の点を中心として保持部142を可動する。具体的には、可動部148は、被測定体TOの表面TOa及び裏面TObの中心線CL1上で、被測定体TOの下方の点を回転中心RCとして、被測定体TOを回転可能にする。このように、回転中心RCの位置は、必ずしも被測定体TO内、更には、被測定体TOの中心である必要はなく、被測定体TOの表面TOa及び裏面TObの中心線CL1上の点であればよい。具体的には、回転中心RCの位置を、回転中心RCと被測定体TOの表面TOa又は裏面TObとの距離のうち長い方の距離をLとし、干渉光学系の解像度をRとしとき、L×tanθ<Rを満足するように設定する。
このように、被測定体TOの表面TOa及び裏面TObの中心線CL1上の点を回転中心CRとして、光軸に対する被測定体TOの角度を調整する。これにより、被測定体TOの角度調整に起因する光束に垂直な方向(図4の上下方向)のずれ量を低減することができる。かかるずれ量は、回転中心RCと被測定体TOの表面TOa又は裏面TObとの距離をL、表面TOaと裏面TObとの間の微小角度をθとすると、図5に示すように、L×tanθと表される。ここで、図5は、図4に示す被測定体TOのγ部を拡大した概略断面図である。
例えば、被測定体TOの厚みを40mm、表面TOaと裏面TObとの間の微小角度θを6分、回転中心RCと被測定体TOの表面TOa又は裏面TObとの距離Lを30mmとすると、ずれ量は、0.052mmとなる。本実施形態における干渉光学系の解像度は、0.06であるため、被測定体の角度調整に起因する光束に垂直な方向のずれ量は解像以下となり、検出されない。従って、被測定体TOの微小角度又は後述する各位相差分布の測定における角度調整に起因するずれ量の影響を低減することができる。
例えば、被測定体TOの厚みを40mm、表面TOaと裏面TObとの間の微小角度θを6分、回転中心RCと被測定体TOの表面TOa又は裏面TObとの距離Lを30mmとすると、ずれ量は、0.052mmとなる。本実施形態における干渉光学系の解像度は、0.06であるため、被測定体の角度調整に起因する光束に垂直な方向のずれ量は解像以下となり、検出されない。従って、被測定体TOの微小角度又は後述する各位相差分布の測定における角度調整に起因するずれ量の影響を低減することができる。
実際に、高次成分のホモジニティーが限りなく0に近い石英を、従来の研磨法で測定し、高次成分のホモジニティーをRMSを算出すると51[ppb]となるが、図4に示す角度調整機構140を用いると、19[ppb]となった。従って、測定装置1は、被測定体TOのホモジニティー、特に、高次成分のホモジニティーを高精度に測定することができる。
以下、測定装置1を用いた本発明の測定方法について説明する。まず、図1に示すように、参照ミラー116と反射ミラー120との間の光路上に被測定体TOを配置せずに、反射プレート120の表面120aで反射された被検光束と参照光束との干渉縞を検出する。かかる干渉縞から、反射プレート120の表面120aによる波面形状変化を含んだ位相差分布(第1の位相差分布)W1を導出する。
次に、図6に示すように、参照ミラー116と反射ミラー120との間の光路に、被測定体TOを配置する。なお、被測定体TOは、表面TOa及び裏面TObが研磨面であり、且つ、表面TOaと裏面TObとの間に微小角度を有する。角度調整機構140は、表面TOa及び裏面TObからの反射光がピンホールPHを通過しない、又は、通過してもCCD130の解像度を超える密な縞となるように、被測定体TOの角度を調整し、被測定体TOを光路上に配置する。このような状態において、反射プレート120の表面120aで反射された被検光束と参照光束とが形成する干渉縞から、被測定体TOの形状と屈折率分布による波面変化を含んだ位相差分布(第2の位相差分布)W2を導出する。ここで、図6は、参照ミラー116と反射ミラー120との間の光路に被測定体TOを配置した場合の測定装置1を示す概略断面図である。
次に、図7に示すように、被測定体TOの表面TOaが参照プレート116の表面116aと平行になるように、角度調整機構140を介して、被測定体TOの角度を調整する。更に、角度調整機構140は、表面TOaからの反射光のみがCCD130に導光され、裏面TObからの反射光はピンホールPHを通過しない、又は、通過してもCCD130の解像度を超える密な縞となるように、被処理体TOの角度を調整する。換言すれば、被測定体TOは、角度調整機構140によって、例えば、微小角度を有する表面TOaと裏面TObとの中心線上の点を回転中心として角度調整される。これにより、角度調整に起因する被測定体TOの表面TOa及び裏面TObの光束に対する垂直方向(図面垂直方向)のずれ量を最小限に抑えることができる。このような状態において、被測定体TOの表面TOaで反射された被検光束と参照光束とが形成する干渉縞から、被測定体TOの表面TOaによる波面形状変化を含んだ位相差分布W3(第3の位相差分布)を導出する。ここで、図7は、参照プレート116の表面116aと被測定体TOの表面TOaとが平行となるように被測定体TOの角度を調整した場合の測定装置1を示す概略断面図である。
次に、図8に示すように、被測定体TOの裏面TObが参照プレート116の表面116aと平行になるように、角度調整機構140を介して、被測定体TOの角度を調整する。更に、角度調整機構140は、裏面TObからの反射光のみがCCD130に導光され、表面TOaからの反射光はピンホールPHを通過しない、又は、通過してもCCD130の解像度を超える密な縞となるように、被処理体TOの角度を調整する。この角度調整の際も、被測定体TOは、角度調整機構140によって、例えば、微小角度を有する表面TOaと裏面TObとの中心線上の点を回転中心として角度調整される。これにより、角度調整に起因する被測定体TOの表面TOa及び裏面TObの光束に対する垂直方向(図面垂直方向)のずれ量を最小限に抑えることができる。このような状態において、被測定体TOの裏面TObで反射された被検光束と参照光束とが形成する干渉縞から、被測定体TOの裏面TObによる波面形状変化を含んだ位相差分布(第4の位相差分布)W4を導出する。ここで、図7は、参照プレート116の表面116aと被測定体TOの表面TOaとが平行となるように被測定体TOの角度を調整した場合の測定装置1を示す概略断面図である。
このようにして導出された位相差分布W1乃至W4を、以下に示す数式1に代入すると、参照ミラー116の表面116a及び裏面116b、被測定体TOの表面TOa及び裏面TObの各面の同じ位置を光束が透過又は通過したとみなせる。従って、各面の形状による位相変化は相殺され、被測定体TOの屈折率分布による位相変化のみが残り、被測定体TOのホモジニティーΔnを高精度に算出することができる。
本発明の測定装置1及び測定装置1を用いた測定方法は、被測定体TOのホモジニティー、特に、高周波成分のホモジニティーを高精度に測定することができる。従って、本発明の測定装置1及び測定装置1を用いた測定方法は、被測定体TOのホモジニティーについて正しく評価することが可能となる。例えば、露光装置に用いられる硝材の評価に用いることで、高周波成分のホモジニティーに起因する像性能の劣化を防止することができる。
以下、図8を参照して、本発明の例示的な露光装置300について説明する。ここで、図8は、本発明の露光装置300の構成を示す概略ブロック図である。露光装置300は、図8に示すように、レチクル320を照明する照明装置310と、照明されたレチクルパターンから生じる回折光を被処理体340に投影する投影光学系330と、被処理体340を支持するステージ345とを有する。
露光装置300は、例えば、ステップ・アンド・リピート方式又はステップ・アンド・スキャン方式でレチクル320に形成された回路パターンを被処理体340に露光する投影露光装置である。かかる露光装置は、サブミクロンやクオーターミクロン以下のリソグラフィー工程に好適であり、以下、本実施形態ではステップ・アンド・スキャン方式の露光装置(「スキャナー」とも呼ばれる)を例に説明する。ここで、「ステップ・アンド・スキャン方式」は、マスクに対してウェハを連続的にスキャンしてマスクパターンをウェハに露光すると共に、1ショットの露光終了後ウェハをステップ移動して、次のショットの露光領域に移動する露光方法である。「ステップ・アンド・リピート方式」は、ウェハのショットの一括露光ごとにウェハをステップ移動して次のショットを露光領域に移動する露光方法である。
照明装置310は、転写用の回路パターンが形成されたレチクル320を照明し、光源部312と、照明光学系314とを有する。
光源部312は、例えば、光源としては、波長約193nmのArFエキシマレーザー、波長約248nmのKrFエキシマレーザーなどを使用することができる。但し、光源の種類はエキシマレーザーに限定されず、例えば、波長約157nmのF2レーザーやYAGレーザーを使用してもよいし、その光源の個数も限定されない。また、光源部312に使用可能な光源はレーザーに限定されるものではなく、一又は複数の水銀ランプやキセノンランプなどのランプも使用可能である。
照明光学系314は、レチクル520を照明する光学系であり、レンズ、ミラー、オプティカルインテグレーター、絞り等を含む。例えば、コンデンサーレンズ、オプティカルインテグレーター、開口絞り、コンデンサーレンズ、スリット、結像光学系の順で整列する等である。オプティカルインテグレーターは、ハエの目レンズや2組のシリンドリカルレンズアレイ(又はレンチキュラーレンズ)板を重ねることによって構成されるインテグレーター等を含むが、光学ロッドや回折素子に置換される場合もある。かかる照明光学系314のレンズなどの光学素子に、本発明の測定方法及び装置によって所望のホモジニティー(即ち、所定値の光学性能)を有すると測定された硝材を使用することができる。
レチクル320は、例えば、石英製で、その上には転写されるべき回路パターン(又は像)が形成され、図示しないレチクルステージに支持及び駆動される。レチクル320から発せられた回折光は、投影光学系330を通り、被処理体340上に投影される。レチクル320と被処理体340は、光学的に共役の関係にある。本実施形態の露光装置300は、スキャナーであるため、レチクル320と被処理体340を縮小倍率比の速度比でスキャンすることによりレチクル320のパターンを被処理体340上に転写する。なお、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置(「ステッパー」とも呼ばれる。)の場合は、レチクル320と被処理体340を静止させた状態で露光が行われる。
投影光学系330は、物体面であるレチクル320上のパターンを反映する光を像面である被処理体340上に投影する光学系である。投影光学系330は、複数のレンズ素子のみからなる光学系、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の凹面鏡とを有する光学系(カタディオプトリック光学系)、全ミラー型の光学系等を使用することができる。かかる投影光学系330のレンズなどの光学素子に、本発明の測定方法及び装置によって所望のホモジニティー(即ち、所定値の光学性能)を有すると測定された硝材を使用することができる。
被処理体340は、本実施形態ではウェハであるが、液晶基板やその他の被処理体を広く含む。被処理体340には、フォトレジストが塗布されている。
ステージ345は、被処理体340を支持する。ステージ345は、当業界で周知のいかなる構成をも適用することができるので、ここでは詳しい構造及び動作の説明は省略する。例えば、ステージ345は、リニアモーターを利用してXY方向に被処理体340を移動させることができる。レチクル320と被処理体340は、例えば、同期走査され、ステージ345と図示しないレチクルステージの位置は、例えば、レーザー干渉計などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動される。ステージ345は、例えば、ダンパを介して床等の上に支持されるステージ定盤上に設けられ、レチクルステージ及び投影光学系330は、床等に載置されたベースフレーム上にダンパを介して支持される図示しない鏡筒定盤上に設けられる。
露光において、光源部314から発せられた光束は、照明光学系314によりレチクル320を、例えば、ケーラー照明する。レチクル320を通過してレチクルパターンを反映する光は、投影光学系330により被処理体340に結像される。露光装置300が使用する照明光学系314及び投影光学系330は、本発明の測定方法及び装置で光学性能が所定値を満たすと測定された光学素子を含み、特に、投影光学系330の像性能(線幅均一性等)に優れている。従って、露光装置300は、高いスループットで経済性よくデバイス(半導体素子、LCD素子、撮像素子(CCDなど)、薄膜磁気ヘッドなど)を提供することができる。
次に、図10及び図11を参照して、上述の露光装置300を利用したデバイスの製造方法の実施例を説明する。図10は、デバイス(ICやLSIなどの半導体チップ、LCD、CCD等)の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ1(回路設計)では、デバイスの回路設計を行う。ステップ2(レチクル製作)では、設計した回路パターンを形成したレチクルを製作する。ステップ3(ウェハ製造)では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ4(ウェハプロセス)は、前工程と呼ばれ、レチクルとウェハを用いて本発明のリソグラフィー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ5(組み立て)は、後工程と呼ばれ、ステップ4によって作成されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)、パッケージング工程(チップ封入)等の工程を含む。ステップ6(検査)では、ステップ5で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷(ステップ7)される。
図11は、ステップ4のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ11(酸化)では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ12(CVD)では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ13(電極形成)では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ14(イオン打ち込み)では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ15(レジスト処理)では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ16(露光)では、上述の露光装置300によってマスクの回路パターンをウェハに露光する。ステップ17(現像)では、露光したウェハを現像する。ステップ18(エッチング)では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ19(レジスト剥離)では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成される。かかるデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、露光装置300を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
1 測定装置
116 参照プレート
116a 表面
116b 裏面
120 反射プレート
120a 表面
120b 裏面
130 CCD
140 角度調整機構
142 保持部
144 ガイドレール
146 可動部
148 可動部
TO 被測定体
TOa 表面
TOb 裏面
RC 回転中心
116 参照プレート
116a 表面
116b 裏面
120 反射プレート
120a 表面
120b 裏面
130 CCD
140 角度調整機構
142 保持部
144 ガイドレール
146 可動部
148 可動部
TO 被測定体
TOa 表面
TOb 裏面
RC 回転中心
Claims (13)
- 参照プレートと反射プレートとを有する干渉計を用いて、楔形の断面形状を有する被測定体の屈折率均質性を測定する測定方法であって、
参照プレートで反射された光束と反射プレートで反射された光束とが、前記参照プレート上で平行になるように前記反射プレートの角度を調整し、前記参照プレートで反射された反射波面と前記反射プレートで反射された反射波面とが形成する干渉パターンに基づいて、第1の位相差分布W1を導出するステップと、
前記参照プレートと前記反射プレートとの間に前記被測定体を配置した状態において、前記参照プレートで反射された光束と前記反射プレートで反射された光束とが、前記参照プレート上で平行になるように前記反射プレートの角度を調整し、前記参照プレートで反射された反射波面と前記反射プレートで反射された反射波面とが形成する干渉パターンに基づいて、第2の位相差分布W2を導出するステップと、
前記参照プレートで反射された光束と前記被測定体の前記参照プレート側の面で反射された光束とが、前記参照プレート上で平行になるように前記被測定体の角度を調整し、前記参照プレートで反射された反射波面と前記被測定体の前記参照プレート側の表面で反射された反射波面とが形成する干渉パターンに基づいて、第3の位相差分布W3を導出するステップと、
前記参照プレートで反射された光束と前記被測定体の前記反射プレート側の面で反射された光束とが、前記参照プレート上で平行になるように前記被測定体の角度を調整し、前記参照プレートで反射された反射波面と前記被測定体の前記反射プレート側の裏面で反射された反射波面とが形成する干渉パターンに基づいて、第4の位相差分布W4を導出するステップと、
前記被測定体の屈折率をnとして、前記第1乃至第4の位相差分布W1乃至W4を{n(W2−W1)−(n−1)(W4−W3)}/2に代入し、前記被測定体の屈折率均質性を算出するステップとを有し、
前記被測定体の角度の調整は、前記被測定体を通り、且つ、前記干渉計の光軸に垂直な平面上の点を回転中心とする前記被測定体の回転によって行われることを特徴とする測定方法。 - 前記回転中心は、前記被測定体の前記参照プレート側の表面と前記被測定体の前記反射プレート側の表面との中心線上に位置することを特徴とする請求項1記載の測定方法。
- 前記回転中心は、前記被測定体の中心に位置することを特徴とする請求項1記載の測定方法。
- 前記干渉計の分解能をR、前記被測定体の前記参照プレート側の表面と前記回転中心との距離及び前記被測定体の前記反射プレート側の表面と前記回転中心との距離のうち長い方の距離をL、前記被測定体の前記参照プレート側の面と前記被測定体の前記反射プレート側の面とのなす角をθとしたとき、L×tanθ<Rを満足することを特徴とする請求項1記載の測定方法。
- 参照プレートと、反射プレートとを有し、前記参照プレートからの反射光と被測定体及び/又は反射プレートからの反射光とを干渉させ、前記参照プレートと前記反射プレートとの間に配置された前記被測定体の屈折率均質性を測定する測定装置であって、
前記参照プレート及び前記反射プレートの光軸に対する前記被測定体の角度を調整する角度調整機構を有し、
前記角度調整機構は、前記被測定体を通り、且つ、前記参照プレート及び前記反射プレートの光軸に垂直な平面上の点を回転中心として前記被測定体を回転可能に保持することを特徴とする測定装置。 - 前記角度調整機構は、
前記被測定体を保持する保持部と、
前記保持部に保持された状態における前記被測定体内に中心を有する円の円周に沿って配置されるガイドレールと、
前記ガイドレールに移動可能に係合すると共に、前記保持部と接続する可動部とを有することを特徴とする請求項5記載の測定装置。 - 前記ガイドレールは、前記保持部に保持された状態における前記被測定体の中心に中心を有する円の円周に沿って配置されることを特徴とする請求項6記載の測定装置。
- 前記角度調整機構は、
前記被測定体を保持する保持部と、
前記保持部と接続し、前記保持部に保持された状態における前記被測定体の前記参照プレート側の表面と前記被測定体の前記反射プレート側の表面との中心線上の点を中心として前記保持部を可動する可動部とを有することを特徴とする請求項5記載の測定装置。 - 被測定体の屈折率均一性を測定する測定装置であって、
請求項1乃至4のうちいずれか一項記載の測定方法を行うことができる測定モードを有することを特徴とする測定装置。 - レチクルのパターンを被処理体に露光する露光装置であって、
請求項1乃至4のうちいずれか一項記載の測定方法を利用して屈折率均一性が測定され、所望の屈折率均一性を有する光学素子で構成された光学系を有することを特徴とする露光装置。 - レチクルのパターンを被処理体に露光する露光装置であって、
請求項5乃至8のうちいずれか一項記載の測定装置を利用して屈折率均一性が測定され、所望の屈折率均一性を有する光学素子で構成された光学系を有することを特徴とする露光装置。 - 前記光学系は、前記パターンを前記被処理体に投影する投影光学系であることを特徴とする請求項10又は11記載の露光装置。
- 請求項10乃至12のうちいずれか一項記載の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、
露光された前記被処理体を現像するステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005285850A JP2007093498A (ja) | 2005-09-30 | 2005-09-30 | 測定方法及び装置、露光装置、並びに、デバイス製造方法 |
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JP2005285850A JP2007093498A (ja) | 2005-09-30 | 2005-09-30 | 測定方法及び装置、露光装置、並びに、デバイス製造方法 |
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ID=37979387
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN102928200A (zh) * | 2012-10-22 | 2013-02-13 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 干涉测量光学材料均匀性的方法 |
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CN105158209A (zh) * | 2015-07-10 | 2015-12-16 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 大口径单轴晶体折射率均匀性测量装置及方法 |
CN106501216A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-03-15 | 南京理工大学 | 一种光学平行平板玻璃的均匀性绝对测量方法 |
-
2005
- 2005-09-30 JP JP2005285850A patent/JP2007093498A/ja active Pending
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