JP5518124B2 - 収差計測方法、露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents
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Description
前記第1計測条件と前記第2計測条件とでは、前記物体面側マークを照明する照明条件が互いに異なる、又は、前記物体面側マークのピッチが互いに異なることを特徴とする。
図1は、本発明の一実施例に係る露光装置の概略の構成を示す。
上述の説明では照明光学系5内の照明絞り(不図示)の切換により、異なる2つの照明条件でのベストフォーカス位置の差分から球面収差を求める手法を説明した。しかし、本発明は図3の点線20と実線21のように球面収差に対してベストフォーカス位置のずれを生じる計測条件であれば、照明条件の切換のみに限定されない。例えば照明光学系5内の照明絞り(不図示)は同じで(同じ照明条件で)、レチクル1上若しくはレチクル基準プレート13上に構成されたレチクルマーク(不図示)のピッチを異ならせてもよい。この場合、ピッチが異なる2つの計測条件での球面収差に対するベストフォーカス位置のずれを利用する。
上述のようにして計測された投影光学系の球面収差を調整する際には、投影光学系の球面収差調整機構に駆動装置(不図示)を備えつけることで自動調整を行うことも可能である。上記の駆動装置を搭載した投影光学系の自動球面収差調整システムは露光装置の定期メンテナンス時や装置に不具合が発生した時に行うと良い。
実施例1では2つの異なる計測条件での投影光学系の球面収差の調整について説明した。本実施例では2つの異なる照明条件での投影光学系のコマ収差の調整について説明する。以下、本発明の半導体露光装置内の投影光学系への適用について図面を参照しながら説明する。本発明の説明には図1のような露光装置を用いる。
次に、図11および図12を参照して、上述の投影露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図11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方法を例に説明する。
2 レチクルステージ
3 ウエハ
4 ウエハステージ
5 照明光学系
6 投影光学系
7 レチクルステージ上ミラー
8 ウエハステージ上ミラー
9 レチクルステージ上ミラー計測用XY方向用レーザ干渉計
10 ウエハステージ上ミラー計測用XY方向用レーザ干渉計
11 ステージ基準プレート
12 ウエハステージ上ミラー計測用Z方向用レーザ干渉計
13 レチクル基準プレート
14 透過型レチクルアライメント検出系
15 フォーカス検出系
16 ウエハアライメント検出系
17 レチクルアライメント検出用基準マーク
18 ウエハアライメント検出用基準マーク
19 ウエハアライメントマーク
20 照明σ0.3での球面収差に対するベストフォーカス位置の変化を表した線
21 輪帯照明での球面収差に対するベストフォーカス位置の変化を表した線
22 球面収差が調整されているポイント
23 球面収差が発生しているポイント
24 球面収差23での照明条件20と21でのベストフォーカス位置の差分
25 標準のレチクルマーク
26 球面収差に対してのベストフォーカス位置の変化が図3の点線20になるようなレチクルマーク
27 投影光学系のベストフォーカス位置での輪帯照明でのコマ収差に対するシフト位置の変化を表した線
28 投影光学系のベストフォーカス位置でのσ値0.3でのコマ収差に対するシフト位置の変化を表した線
29 投影光学系のベストフォーカス位置からデフォーカスしたフォーカスポイントでの、σ値0.3でのコマ収差に対するシフト位置の変化を表した線
30 コマ収差が調整されているポイント
31 コマ収差が発生しているポイント
32 コマ収差31での照明条件27と29でのシフト位置の差分
33 反射型レチクルアライメント検出系
Claims (7)
- 投影光学系の球面収差量及びコマ収差量を計測する計測方法であって、
第1計測条件を用いて物体面側マークを照明して前記物体面側マークの像を前記投影光学系を用いて像面側マーク上に投影し、前記投影光学系の光軸方向の複数の位置で前記像面側マークを透過した光を検出することにより前記投影光学系の光軸方向の第1フォーカス位置を計測し、前記投影光学系の光軸に対して垂直な面内において前記像面側マークの位置を変えて前記面内の複数の位置で前記像面側マークを透過した光を検出することにより前記面内における前記物体面側マークの像の第1位置を計測する第1計測工程と、
第2計測条件を用いて物体面側マークを照明して前記物体面側マークの像を前記投影光学系を用いて前記像面側マーク上に投影し、前記光軸方向の複数の位置で前記像面側マークを透過した光を検出することにより前記投影光学系の光軸方向の第2フォーカス位置を計測し、前記光軸に対して垂直な面内であって前記光軸の方向にデフォーカスしたデフォーカス面内において前記像面側マークの位置を変えて前記デフォーカス面内の複数の位置で前記像面側マークを透過した光を検出することにより前記デフォーカス面内における前記物体面側マークの像の第2位置を計測する第2計測工程と、
前記第1フォーカス位置と前記第2フォーカス位置との差分から前記球面収差量を求める工程と、
前記第1位置と前記第2位置との差分から前記コマ収差量を求める工程とを有し、
前記第1計測条件と前記第2計測条件とでは、前記物体面側マークを照明する照明条件が互いに異なる、又は、前記物体面側マークのピッチが互いに異なることを特徴とする計測方法。 - 前記第1計測条件は、前記投影光学系の光軸方向のフォーカス位置が球面収差量によって変化せず、前記投影光学系の光軸に対して垂直な面内における前記物体面側マークの像の位置がコマ収差量によって変化しない条件であって、
前記第2計測条件は、前記投影光学系の光軸方向のフォーカス位置が球面収差量によって変化し、前記デフォーカス面内における前記物体面側マークの像の位置がコマ収差量によって変化する条件であることを特徴とする計測方法。 - 前記第1計測条件における前記投影光学系の光軸方向の前記第1フォーカス位置と、前記第2計測条件における前記投影光学系の光軸方向のフォーカス位置および前記球面収差量の関係と、を予め取得するステップを有することを特徴とする請求項1又は2に記載の計測方法。
- 前記第2計測条件における、前記デフォーカス面内における前記物体面側マークの像の位置とコマ収差量との関係を表すデータを予め取得するステップを有することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の計測方法。
- 前記第1計測条件と前記第2計測条件とでは、前記物体面側マークを照明する照明形状が互いに異なることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の計測方法。
- 投影光学系を用いて基板を露光する露光装置であって、
物体面側マークを照明して前記物体面側マークの像を前記投影光学系を用いて像面側マーク上に投影し、前記像面側マークを透過した光を検出する検出器と、
前記検出器による検出結果を用いて前記投影光学系の球面収差量及びコマ収差量を求める算出部とを有し、
第1計測条件を用いて前記物体面側マークを照明して前記物体面側マークの像を前記投影光学系を用いて前記像面側マーク上に投影し、前記投影光学系の光軸方向の複数の位置で前記像面側マークを透過した光を前記検出器を用いて検出することにより前記投影光学系の光軸方向の第1フォーカス位置を計測し、前記投影光学系の光軸に対して垂直な面内において前記像面側マークの位置を変えて前記面内の複数の位置で前記像面側マークを透過した光を前記検出器を用いて検出することにより前記面内における前記物体面側マークの像の第1位置を計測し、
第2計測条件を用いて前記物体面側マークを照明して前記物体面側マークの像を前記投影光学系を用いて前記像面側マーク上に投影し、前記光軸方向の複数の位置で前記像面側マークを透過した光を前記検出器を用いて検出することにより前記投影光学系の光軸方向の第2フォーカス位置を計測し、前記光軸に対して垂直な面内であって前記光軸の方向にデフォーカスしたデフォーカス面内において前記像面側マークの位置を変えて前記デフォーカス面内の複数の位置で前記像面側マークを透過した光を前記検出器を用いて検出することにより前記デフォーカス面内における前記物体面側マークの像の第2位置を計測し、
前記算出部は、前記第1フォーカス位置と前記第2フォーカス位置との差分から前記球面収差量を求め、前記第1位置と前記第2位置との差分から前記コマ収差量を求め、
前記第1計測条件と前記第2計測条件とでは、前記物体面側マークを照明する照明条件が互いに異なる、又は、前記物体面側マークのピッチが互いに異なることを特徴とする露光装置。 - 請求項6に記載の露光装置を用いて基板を露光するステップと、露光された基板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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