JP2000283889A - Inspection device and method of projection optical system, aligner, and manufacture of micro device - Google Patents

Inspection device and method of projection optical system, aligner, and manufacture of micro device

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JP2000283889A
JP2000283889A JP11092111A JP9211199A JP2000283889A JP 2000283889 A JP2000283889 A JP 2000283889A JP 11092111 A JP11092111 A JP 11092111A JP 9211199 A JP9211199 A JP 9211199A JP 2000283889 A JP2000283889 A JP 2000283889A
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optical system
projection optical
inspection
projection
image
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Yusuke Shimizu
裕介 清水
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    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70591Testing optical components
    • G03F7/706Aberration measurement

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  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve an inspection device and method for excluding the influence of vibration with a low frequency when inspecting a projection optical system without using any expensive anti-vibration device, an aligner for accurate exposure, and further a method for manufacturing a micro device for improving a product yield. SOLUTION: A test pattern formed on a test reticle Rt is projected onto a light reception surface 42 of an image pickup mechanism 41 via a projection optical system PLe to be inspected. The light reception time of a projection image on the light reception surface 42 is changed for each aberration to be measured. In this case, when the aberration to be obtained based on the contrast of the projection image is to be measured, the said light reception time is set to approximately 1/2 cycle of vibration with the minimum frequency out of vibrations operating on an inspection device body 22. Also, when the aberration to be obtained based on the coordinates positions of the said projection image is to be measured, the said light reception time is set to approximately 1 cycle of the vibration with the said minimum frequency.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体素
子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド、撮像素子等のマイ
クロデバイス、レチクル、フォトマスク等のマスクなど
の製造プロセスにおけるフォトリソグラフィ工程で使用
される露光装置、及び、その露光装置に用いられる投影
光学系の検査装置及び検査方法、さらに前記マイクロデ
バイスの製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure device used in a photolithography process in a manufacturing process of a micro device such as a semiconductor device, a liquid crystal display device, a thin film magnetic head, an image sensor, a reticle, a photo mask and the like. The present invention relates to an apparatus, an inspection apparatus and an inspection method for a projection optical system used for an exposure apparatus, and a method for manufacturing the microdevice.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の露光装置としては、例えば次の
ようなものが知れている。すなわち、レチクル、フォト
マスク等のマスク上に形成された回路パターンに所定の
照明光を照射し、その回路パターンの像を投影光学系を
介してウエハ、ガラスプレート等の基板上に投影転写す
る。ここで、前記投影光学系に収差が存在していると、
その投影光学系を介して形成される前記回路パターンの
投影像は歪んだものとなり、製品基板の歩留まりが低下
することがある。このため、種々の検査方法及び検査装
置を用いて、前記投影光学系の収差の計測が行われてい
る。
2. Description of the Related Art As an exposure apparatus of this type, for example, the following is known. That is, a predetermined illumination light is applied to a circuit pattern formed on a mask such as a reticle or a photomask, and an image of the circuit pattern is projected and transferred onto a substrate such as a wafer or a glass plate via a projection optical system. Here, if aberration is present in the projection optical system,
The projected image of the circuit pattern formed via the projection optical system becomes distorted, and the yield of the product substrate may be reduced. For this reason, the aberration of the projection optical system is measured using various inspection methods and inspection devices.

【0003】特に、レチクル上に形成された回路パター
ンをウエハ上に転写して製造される半導体素子では、近
年の集積度の著しい増大に伴って、それぞれ異なる多数
の回路パターンが、各パターンが相互に位置合わせした
状態で層状に重ね焼きされている。このため、重ね合わ
せ精度を確保する意味でも、より厳密な前記投影光学系
の収差の計測が求められている。
In particular, in a semiconductor device manufactured by transferring a circuit pattern formed on a reticle onto a wafer, a large number of different circuit patterns have been formed with each other due to a remarkable increase in the degree of integration in recent years. The layers are overlaid in layers in a state where they are aligned with each other. For this reason, in order to secure the overlay accuracy, more strict measurement of the aberration of the projection optical system is required.

【0004】前記投影光学系の検査方法としては、例え
ば次のような方法が知られている。すなわち、検査用マ
スクに形成された検査用パターンの投影像を、被検投影
光学系を介してその被検投影光学系の共役な面(像面)
に受光面が位置するように配置された撮像機構上に形成
する。そして、その撮像機構により前記パターンの投影
像を取り込んで、取り込まれた投影像を画像処理するこ
とにより、前記投影光学系の収差を検査する方法であ
る。なお、前記撮像機構は、レーザ干渉測長器等により
移動量が計測可能なXYZ三軸の移動ステージ(以下、
「XYZステージ」という。)上に配置されている。
As a method for inspecting the projection optical system, for example, the following method is known. That is, the projected image of the inspection pattern formed on the inspection mask is converted into a conjugate plane (image plane) of the inspection projection optical system via the inspection projection optical system.
Is formed on an image pickup mechanism arranged such that a light receiving surface is located at a position corresponding to the light receiving surface. Then, a projection image of the pattern is captured by the imaging mechanism, and the captured projection image is subjected to image processing, thereby inspecting the aberration of the projection optical system. Note that the imaging mechanism is an XYZ three-axis moving stage (hereinafter, referred to as a moving stage) whose moving amount can be measured by a laser interferometer or the like.
It is called "XYZ stage". ) Is placed on top.

【0005】前記投影光学系の投影像の歪みをもたらす
項目としては、いわゆる「ザイデルの5収差」(球面収
差、コマ収差、非点収差、像面湾曲、ディストーショ
ン)がある。これらの収差の検査には、前記検査用パタ
ーンとして、複数の線状のマークが所定の間隔で繰り返
し配置されたライン・アンド・スペース(以下、「L・
S」という。)の暗線パターンまたは明線パターンが用
いられる。また、前記L・Sパターンは、所定の距離を
おいて検査用マスク上に多数形成されている。
Items causing distortion of the projected image of the projection optical system include so-called “Seidel's five aberrations” (spherical aberration, coma, astigmatism, field curvature, distortion). In the inspection of these aberrations, as the inspection pattern, a line and space (hereinafter, referred to as “L·L”) in which a plurality of linear marks are repeatedly arranged at predetermined intervals.
S ". ) Dark line pattern or bright line pattern. In addition, a large number of the LS patterns are formed on the inspection mask at a predetermined distance.

【0006】前記5収差のうち、球面収差と、コマ収差
と、非点収差と、像面湾曲との検査は、前記撮像機構で
取り込まれた前記L・Sパターンの投影像における明暗
のコントラストに基づいて求められる。このコントラス
トを最大にするため、計測上の基準となるベストフォー
カス位置を求める必要がある。このベストフォーカス位
置の検出は、前記被検投影光学系の光軸に沿って、前記
撮像機構の受光面を動かして被検投影光学系のフォーカ
ス位置を変えつつ、逐次前記投影像を取り込む。そし
て、前記各フォーカス位置における前記投影像のコント
ラストを計測し、コントラスト=フォーカス曲線を算出
してベストフォーカス位置を求める。
Inspection of the spherical aberration, coma aberration, astigmatism, and curvature of field among the above-mentioned five aberrations is performed by comparing the contrast of light and dark in the projected image of the LS pattern captured by the imaging mechanism. Required based on. In order to maximize this contrast, it is necessary to find the best focus position that serves as a measurement reference. The best focus position is detected by sequentially moving the light receiving surface of the imaging mechanism along the optical axis of the projection optical system to change the focus position of the projection optical system, and sequentially capturing the projection image. Then, the contrast of the projected image at each of the focus positions is measured, and the best focus position is obtained by calculating a contrast = focus curve.

【0007】一方、前記ディストーションは、前記被検
投影光学系の投影範囲内における前記各L・Sパターン
の投影像の座標位置に基づいて求められる。この座標位
置は、前記各投影像の重心位置と、前記測長器での読み
値とに基づいて求められる。
On the other hand, the distortion is obtained based on the coordinate position of the projected image of each of the LS patterns within the projection range of the projection optical system to be inspected. The coordinate position is obtained based on the position of the center of gravity of each projection image and the value read by the length measuring device.

【0008】以上のような投影光学系の検査は、その投
影光学系を備える露光装置、あるいは専用の検査装置に
被検投影光学系を搭載した状態で行われる。また、前記
露光装置において高精度の露光動作を確保するために
は、前記投影光学系の検査、つまり前記各収差の計測を
厳密に行う必要がある。
The inspection of the projection optical system as described above is performed in a state where the projection optical system to be inspected is mounted on an exposure apparatus having the projection optical system or a dedicated inspection apparatus. Further, in order to ensure a highly accurate exposure operation in the exposure apparatus, it is necessary to strictly inspect the projection optical system, that is, measure each of the aberrations.

【0009】ここで、前記露光装置及び検査装置には、
外部からそれらの装置へ伝達された振動の影響を低減す
るために、除振装置が装備されている。これは、前記投
影像の取り込み中に前記露光装置及び検査装置に振動が
伝達されると、本来静止しているべき投影像が揺れ動く
ことがあるためである。このように投影像が揺れ動く
と、前記撮像機構での投影像の取り込み時間は、ごく短
時間であるため、コントラストが低下したり、前記投影
像自体が平行移動したりすることがある。そして、前記
投影像のコントラストや座標位置を正確に計測すること
ができなくなるおそれがある。
Here, the exposure apparatus and the inspection apparatus include:
In order to reduce the influence of vibration transmitted from the outside to those devices, a vibration isolator is provided. This is because if vibrations are transmitted to the exposure apparatus and the inspection apparatus during the capture of the projection image, the projection image that should be still may swing. When the projection image fluctuates in this way, the time required for capturing the projection image by the imaging mechanism is very short, so that the contrast may decrease or the projection image itself may move in parallel. Then, there is a possibility that the contrast and the coordinate position of the projected image cannot be measured accurately.

【0010】この種の除振装置としては、例えば前記露
光装置及び検査装置と、その設置床面との間に介装され
る除振台が知られている。前記除振台は、内部に緩衝部
材を収容する複数の脚部と、前記露光装置及び検査装置
を載置する載置盤とを備えている。その載置盤は、連結
部材を介して前記緩衝部材と連結され、前記露光装置及
び検査装置を前記設置床面から浮遊状態で載置するよう
になっている。前記緩衝部材としては、荷重に対して均
等に変位するコイルバネが用いられている。このような
除振台は、前記コイルバネの固有振動数のみを利用して
振動の除去を行う、いわゆるパッシブ除振台である。
As this kind of vibration isolator, there is known, for example, a vibration isolator which is interposed between the exposure apparatus and the inspection apparatus and a floor on which the apparatus is installed. The anti-vibration table includes a plurality of legs for accommodating a buffer member therein, and a mounting plate on which the exposure device and the inspection device are mounted. The mounting board is connected to the buffer member via a connecting member, and the exposure apparatus and the inspection apparatus are mounted in a floating state from the installation floor. As the buffer member, a coil spring that is evenly displaced by a load is used. Such an anti-vibration table is a so-called passive anti-vibration table that removes vibration using only the natural frequency of the coil spring.

【0011】また、露光装置及び検査装置は、それらの
装置を構成する各部材の寸法の環境依存性を排除して、
前記投影像の座標位置を正確に計測するために、通常恒
温室内に設置されている。
Further, the exposure apparatus and the inspection apparatus eliminate the environmental dependence of the dimensions of each member constituting the apparatus, and
In order to accurately measure the coordinate position of the projection image, it is usually installed in a constant temperature room.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】前記従来構成のパッシ
ブ除振台においては、例えば50Hz以上の比較的高い
周波数の振動は、効果的に除去することができる。とこ
ろが、前記露光装置及び検査装置を取り巻く環境におい
ては、前記周波数以下(例えば23Hzまたは48Hz
程度の周波数)の振動が、例えば恒温室の空調設備から
発生されている。また、前記露光装置及び検査装置の運
搬時や、前記検査装置における被検投影光学系の交換時
に使用されるクレーンからも、前記と同様な低周波数の
振動が発生されることがある。さらに、一般に、前記露
光装置及び検査装置の配置される建屋の床は、地震対策
等のため、10Hz程度の固有振動数となるように設計
されていることが多い。
In the passive vibration isolating table having the above-mentioned structure, vibrations having a relatively high frequency of, for example, 50 Hz or more can be effectively eliminated. However, in an environment surrounding the exposure apparatus and the inspection apparatus, the frequency is lower than the frequency (for example, 23 Hz or 48 Hz).
(Frequency of the order of magnitude) is generated from, for example, air conditioning equipment in a constant temperature room. In addition, the same low-frequency vibration as described above may be generated from a crane used when transporting the exposure apparatus and the inspection apparatus or when replacing the projection optical system in the inspection apparatus. Further, in general, the floor of the building where the exposure apparatus and the inspection apparatus are arranged is often designed to have a natural frequency of about 10 Hz for anti-earthquake measures and the like.

【0013】このように、前記露光装置及び検査装置を
取り巻く環境においては、様々な周波数の単振動が同時
に発生されている。そして、これらの単振動が重なり合
うと、前記コイルバネの固有振動数に近接したビート周
波数を有する、さらに低周波数の合成振動が発生する。
このような低周波数の単振動及び合成振動を、従来のパ
ッシブ除振台のみで十分に除去するのは困難である。そ
して、前記両振動が前記露光装置及び検査装置に伝達さ
れると、前記投影像のコントラストや座標位置の計測精
度を十分に確保できなくなるおそれがあるという問題が
あった。
As described above, in the environment surrounding the exposure apparatus and the inspection apparatus, simple vibrations of various frequencies are simultaneously generated. Then, when these simple vibrations are overlapped, a lower frequency combined vibration having a beat frequency close to the natural frequency of the coil spring is generated.
It is difficult to sufficiently remove such low-frequency simple vibrations and composite vibrations using only a conventional passive vibration isolation table. Then, when the two vibrations are transmitted to the exposure device and the inspection device, there is a problem that the measurement accuracy of the contrast of the projected image and the coordinate position may not be sufficiently secured.

【0014】前記低周波数の両振動を完全に除去するた
めには、例えば次のような方法が考えられる。すなわ
ち、前記露光装置及び検査装置に振動センサを取り付
け、それら装置に伝達される振動を検出する。そして、
その振動センサの検出結果に基づいて、伝達されてきた
振動と逆位相の振動を発生させて、前記伝達される振動
を打ち消すような機能を有する、いわゆるアクティブ除
振台を採用することである。
In order to completely eliminate both low frequency vibrations, for example, the following method can be considered. That is, a vibration sensor is attached to the exposure apparatus and the inspection apparatus, and the vibration transmitted to those apparatuses is detected. And
A so-called active anti-vibration table having a function of generating vibration in a phase opposite to the transmitted vibration based on the detection result of the vibration sensor and canceling the transmitted vibration is employed.

【0015】しかしながら、このように積極的に逆位相
の振動を加えるアクティブ除振台の採用は、それ自体が
非常に高価であり、前記露光装置及び検査装置の製造コ
ストの著しい高騰を招くという問題を生じる。また、除
振台及びその周辺構成が大がかりなものとなって、前記
露光装置及び検査装置における構成の複雑化及び大型化
を招くという問題も生じる。
However, the adoption of the active anti-vibration table for positively applying the vibration of the opposite phase as described above is very expensive in itself, and causes a significant increase in the manufacturing cost of the exposure apparatus and the inspection apparatus. Is generated. In addition, the vibration isolation table and its peripheral configuration become large, which causes a problem that the configuration of the exposure apparatus and the inspection apparatus becomes complicated and large.

【0016】しかも、このようなアクティブ除振台は、
前記従来構成の露光装置及び検査装置に採用されている
前記パッシブ除振台とは構成が全く異なるものである。
このため、前記従来構成の露光装置及び検査装置におい
て、前記アクティブ除振台を追加装備したり、パッシブ
除振台をアクティブ除振台に置換したりすることも容易
なことではない。
Moreover, such an active vibration isolation table is
The structure is completely different from that of the passive anti-vibration table employed in the conventional exposure apparatus and inspection apparatus.
Therefore, it is not easy to additionally provide the active vibration isolation table or replace the passive vibration isolation table with the active vibration isolation table in the conventional exposure apparatus and inspection apparatus.

【0017】本発明は、このような従来の技術に存在す
る問題点に着目してなされたものである。その目的とし
ては、高価な除振装置を用いることなく、投影光学系の
収差の検査時における低周波数の振動の影響を排除可能
な投影光学系の検査装置及び検査方法を提供することに
ある。また、その他の目的としては、投影光学系の収差
を正確に計測し、正確な露光が可能な露光装置を提供す
ることにある。さらに、その他の目的としては、製品の
歩留まりを向上可能なマイクロデバイスの製造方法を提
供することにある。
The present invention has been made by paying attention to such problems existing in the prior art. An object of the present invention is to provide an inspection apparatus and an inspection method for a projection optical system that can eliminate the influence of low-frequency vibration when inspecting the aberration of the projection optical system without using an expensive anti-vibration apparatus. Another object is to provide an exposure apparatus capable of accurately measuring aberration of a projection optical system and performing accurate exposure. Still another object is to provide a method for manufacturing a micro device capable of improving the yield of products.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、投影光学系の検査装置に係る本願請求項1に記載の
発明は、検査用パターン(PA1〜PA4,PB1,P
B2)を有する検査用マスク(Rt)を照明する照明光
学系(32)と、前記検査用パターン(PA1〜PA
4,PB1,PB2)を所定面(42,87)上に投影
する投影光学系(PLe,PL)と、前記所定面(4
2,87)上に投影された前記検査用パターン(PA1
〜PA4,PB1,PB2)の投影像に基づいて前記投
影光学系(PLe,PL)の結像特性を計測する計測手
段(53)とを備えた投影光学系(PLe,PL)の検
査装置(21,61)において、前記計測手段(53)
での計測対象となる前記投影光学系(PLe,PL)の
結像特性の種類と、前記検査装置(21,61)に作用
する振動の特性との少なくとも一方に応じて、前記所定
面(42,87)上に投影する前記投影像の投影時間を
変更する制御手段(52)を備えたことを特徴とするも
のである。
In order to achieve the above object, the invention according to the first aspect of the present invention, which relates to an inspection apparatus for a projection optical system, uses an inspection pattern (PA1 to PA4, PB1, PB1, P2).
B2) an illumination optical system (32) for illuminating the inspection mask (Rt), and the inspection patterns (PA1 to PA).
4, PB1, PB2) onto a predetermined surface (42, 87), and a projection optical system (PLe, PL);
2,87) projected onto the inspection pattern (PA1
PAPA4, PB1, PB2) based on the projected images, measuring means (53) for measuring the imaging characteristics of the projection optical system (PLe, PL), and an inspection device (53) for the projection optical system (PLe, PL). 21, 61), wherein the measuring means (53)
The predetermined surface (42) according to at least one of the type of imaging characteristics of the projection optical system (PLe, PL) to be measured in and the characteristic of vibration acting on the inspection device (21, 61). , 87) is provided with control means (52) for changing the projection time of the projection image projected onto the projection image.

【0019】ここで、本願発明者は、種々検討した結
果、計測対象の結像特性が、検査用パターンの投影像の
コントラストに基づいて計測されるものなのか、座標位
置に基づいて計測されるものなのかによって、そのコン
トラスト、座標位置の変動の周期が異なることを見いだ
した。この本願請求項1に記載の発明では、計測対象と
なる前記結像特性の種類と、前記検査装置に作用する振
動の特性との少なくとも一方に応じて、前記投影像の投
影時間を変更するようになっている。このため、前記各
結像特性の種類毎に、また前記作用する振動の特性毎
に、前記投影像をベストの状態に形成することができ
る。これにより、高価な除振装置を用いることなく前記
低周波数の振動の影響を排除することができ、前記投影
像に基づいて前記投影光学系の結像特性を正確に計測す
ることができる。
Here, as a result of various studies, the present inventor has determined whether the imaging characteristic of the object to be measured is measured based on the contrast of the projected image of the inspection pattern, or is measured based on the coordinate position. It was found that the contrast and the period of the change of the coordinate position differed depending on the object. According to the first aspect of the present invention, the projection time of the projection image is changed according to at least one of the type of the imaging characteristic to be measured and the characteristic of the vibration acting on the inspection device. It has become. Therefore, the projected image can be formed in the best state for each type of the image forming characteristics and for each characteristic of the acting vibration. Thus, the influence of the low-frequency vibration can be eliminated without using an expensive anti-vibration device, and the imaging characteristics of the projection optical system can be accurately measured based on the projection image.

【0020】また、本願請求項2に記載の発明は、前記
請求項1に記載の発明において、前記振動の特性を検出
する検出手段(63)をさらに設けたことを特徴とする
ものである。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a detecting means (63) for detecting the characteristic of the vibration is further provided.

【0021】このため、本願請求項2に記載の発明で
は、前記請求項1に記載の発明の作用に加えて、前記検
出手段により、実際に検査装置に作用している振動の特
性を検出することができる。そして、その振動の特性に
応じて、前記投影像の投影時間を設定することで、前記
投影光学系の結像特性を一層正確に計測することができ
る。
Therefore, according to the second aspect of the present invention, in addition to the operation of the first aspect, the characteristic of the vibration actually acting on the inspection apparatus is detected by the detection means. be able to. By setting the projection time of the projection image according to the characteristics of the vibration, the imaging characteristics of the projection optical system can be measured more accurately.

【0022】また、本願請求項3に記載の発明は、前記
請求項1または請求項2に記載の発明において、前記所
定面上には、前記投影像を受光する受光面(42,8
7)が配置されることを特徴とするものである。
According to a third aspect of the present invention, in the first or the second aspect of the present invention, a light receiving surface (42, 8) for receiving the projection image is provided on the predetermined surface.
7) is arranged.

【0023】このため、本願請求項3に記載の発明で
は、前記請求項1または請求項2に記載の発明の作用に
加えて、投影光学系の使用状態に即して、前記投影光学
系の結像状態の計測を行うことができる。
Therefore, according to the third aspect of the present invention, in addition to the operation of the first or second aspect, the projection optical system can be used in accordance with the state of use of the projection optical system. The measurement of the imaging state can be performed.

【0024】また、本願請求項4に記載の発明は、前記
請求項3に記載の発明において、前記制御手段(52)
は、前記投影時間として前記受光面(42,87)にお
ける受光時間を変更するようにしたことを特徴とするも
のである。
According to a fourth aspect of the present invention, in accordance with the third aspect of the present invention, the control means (52)
Is characterized in that a light receiving time on the light receiving surface (42, 87) is changed as the projection time.

【0025】このため、本願請求項4に記載の発明で
は、検査用パターンの投影像におけるコントラスト及び
座標位置の変動の周期に応じて、計測対象の結像特性毎
に、前記投影像の受光時間を調整することができる。こ
れにより、計測手段での各結像特性の計測の基礎となる
前記投影像のコントラストのばらつき及び前記投影像自
体の平行移動を平均化することができる。
For this reason, according to the invention described in claim 4 of the present application, the light receiving time of the projected image is determined for each imaging characteristic of the measurement object in accordance with the period of the contrast and the coordinate position variation in the projected image of the inspection pattern. Can be adjusted. This makes it possible to average the variation in the contrast of the projection image and the parallel movement of the projection image itself, which are the basis of the measurement of each imaging characteristic by the measurement unit.

【0026】そして、本願請求項4に記載の発明では、
前記請求項3に記載の発明の作用に加えて、単に検査用
パターンの投影像の受光時間を変更するといった簡素な
構成で、投影光学系の結像特性の計測時における低周波
数の振動の影響を排除できる。
In the invention described in claim 4 of the present application,
In addition to the effect of the invention according to the third aspect, with a simple configuration in which the light receiving time of the projected image of the inspection pattern is simply changed, the influence of low-frequency vibration when measuring the imaging characteristics of the projection optical system is obtained. Can be eliminated.

【0027】また、本願請求項5に記載の発明は、前記
請求項1〜請求項4のうちいずれか一項に記載の発明に
おいて、前記受光面(42,87)に入射する光束の光
量を変更する光量変更手段(43,33)をさらに備え
たことを特徴とするものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the light amount of the light beam incident on the light receiving surface (42, 87) is reduced. A light quantity changing means (43, 33) for changing is further provided.

【0028】計測手段での結像特性の計測に先だって検
査用パターンの投影像を、例えば撮像素子(CCD)を
用いて取り込む場合、前記投影像の蓄積時間の長さによ
っては、前記CCDが飽和状態となってしまうことがあ
る。これに対して、本願請求項5に記載の発明では、前
記請求項1〜請求項4のうちいずれか一項に記載の発明
の作用に加えて、光量変更手段により、受光面に投影さ
れる投影像の光量を調整することができる。このため、
前記のように、CCDが飽和状態となるのを回避するこ
とができ、投影光学系の結像特性を正確に計測すること
ができる。
When the projected image of the inspection pattern is captured using an image sensor (CCD) prior to the measurement of the imaging characteristics by the measuring means, the CCD is saturated depending on the accumulation time of the projected image. It may be in a state. On the other hand, in the invention described in claim 5 of the present application, in addition to the effect of the invention described in any one of claims 1 to 4, the light is projected onto the light receiving surface by the light amount changing unit. The light quantity of the projected image can be adjusted. For this reason,
As described above, the saturation of the CCD can be avoided, and the imaging characteristics of the projection optical system can be accurately measured.

【0029】また、投影光学系の検査方法に係る本願請
求項6に記載の発明は、検査用マスク(Rt)上に形成
された検査用パターン(PA1〜PA4,PB1,PB
2)を投影光学系(PLe,PL)を介して所定面(4
2,87)上に投影し、前記検査用パターン(PA1〜
PA4,PB1,PB2)の投影像に基づいて前記投影
光学系(PLe,PL)の結像特性を計測手段(53)
により計測する投影光学系(PLe,PL)の検査方法
において、前記計測手段(53)での計測対象となる前
記投影光学系(PLe,PL)の結像特性の種類と、前
記検査用パターン(PA1〜PA4,PB1,PB2)
を前記所定面(42,87)上に投影する際に作用する
振動の特性との少なくとも一方に応じて、前記所定面
(42,87)上に投影する前記投影像の投影時間を変
更することを特徴とするものである。
The invention according to claim 6 of the present invention, which relates to a method for inspecting a projection optical system, uses an inspection pattern (PA1 to PA4, PB1, PB1) formed on an inspection mask (Rt).
2) through a projection optical system (PLe, PL) to a predetermined surface (4).
2,87) and the inspection patterns (PA1 to PA1)
Measuring means (53) for measuring the imaging characteristics of the projection optical system (PLe, PL) based on the projected images of PA4, PB1, PB2)
In the method of inspecting the projection optical system (PLe, PL), the type of the imaging characteristic of the projection optical system (PLe, PL) to be measured by the measurement means (53) and the inspection pattern ( PA1 to PA4, PB1, PB2)
Changing the projection time of the projection image projected on the predetermined surface (42, 87) in accordance with at least one of the characteristics of vibration acting when projecting the image on the predetermined surface (42, 87). It is characterized by the following.

【0030】このため、本願請求項6に記載の発明で
は、前記請求項1に記載の発明とほぼ同様の作用が発揮
される。また、露光装置に係る本願請求項7に記載の発
明は、マスク(R)上に形成されたパターンを投影光学
系(PL)を介して基板上(W)に転写する露光装置
(71)において、前記請求項1〜請求項5のうちいず
れか一項に記載の投影光学系の検査装置と、その検査装
置の検査結果に基づいて前記投影光学系(PL)の結像
特性を補正する補正手段(89,92,93)とを備え
たことを特徴とするものである。
Therefore, the invention according to claim 6 of the present application exerts substantially the same operation as the invention according to claim 1. The invention according to claim 7 of the present invention relates to an exposure apparatus (71) for transferring a pattern formed on a mask (R) onto a substrate (W) via a projection optical system (PL). A projection optical system inspection apparatus according to any one of claims 1 to 5, and a correction for correcting an imaging characteristic of the projection optical system (PL) based on an inspection result of the inspection apparatus. Means (89, 92, 93).

【0031】このため、本願請求項7に記載の発明で
は、高価な除振装置を用いることなく、投影光学系の結
像特性を正確に計測することができて、正確な露光動作
を確保することができる。そして、製品基板における歩
留まりを向上させることができる。
Therefore, according to the present invention, the imaging characteristics of the projection optical system can be accurately measured without using an expensive anti-vibration device, and an accurate exposure operation is ensured. be able to. And the yield in the product substrate can be improved.

【0032】また、マイクロデバイスの製造方法に係る
本願請求項8に記載の発明は、マスク(R)上に形成さ
れたデバイスパターンを投影光学系(PL)を介して基
板(W)上に転写して、前記基板(W)上に所定の回路
パターンを形成するマイクロデバイスの製造方法におい
て、計測対象となる前記投影光学系(PL)の結像特性
の種類と、検査用マスク(Rt)上の検査用パターン
(PA1〜PA4,PB1,PB2)を前記投影光学系
(PL)を介して所定面(42,87)上に投影する際
に作用する振動の特性との少なくとも一方に応じて、前
記所定面(42,87)上に投影する前記検査用パター
ン(PA1〜PA4,PB1,PB2)の投影像の投影
時間を変更して、前記検査用パターン(PA1〜PA
4,PB1,PB2)を前記所定面(42,87)上に
投影し、前記投影時間変更後の投影像に基づいて前記投
影光学系(PL)の結像特性を計測し、その計測結果に
基づいて前記投影光学系(PL)の結像特性を補正し
て、前記マスク(R)上のデバイスパターンを前記基板
(W)上に転写することを特徴とするものである。
Further, in the invention according to claim 8 of the present invention relating to a method for manufacturing a micro device, a device pattern formed on a mask (R) is transferred onto a substrate (W) via a projection optical system (PL). Then, in the method of manufacturing a micro device for forming a predetermined circuit pattern on the substrate (W), the type of imaging characteristics of the projection optical system (PL) to be measured and the inspection mask (Rt) The inspection pattern (PA1 to PA4, PB1, PB2) is projected onto the predetermined surface (42, 87) via the projection optical system (PL) according to at least one of the following: By changing the projection time of the projection image of the inspection pattern (PA1 to PA4, PB1, PB2) projected on the predetermined surface (42, 87), the inspection pattern (PA1 to PA4) is changed.
, PB1, PB2) on the predetermined surface (42, 87), and based on the projection image after the change of the projection time, measures the imaging characteristics of the projection optical system (PL). The imaging characteristic of the projection optical system (PL) is corrected on the basis of this, and the device pattern on the mask (R) is transferred onto the substrate (W).

【0033】このため、本願請求項8に記載の発明で
は、高価な除振装置を用いることなく、投影光学系の結
像特性を正確に計測することができ、その計測結果に基
づいて正確に投影光学系の結像特性を補正することがで
きる。これにより、マスク上の回路パターンが正確に基
板上に転写されるため、製品基板における歩留まりを向
上させることができる。
Therefore, according to the present invention, the imaging characteristic of the projection optical system can be accurately measured without using an expensive anti-vibration device, and based on the measurement result, it is possible to accurately measure the image forming characteristic. The imaging characteristics of the projection optical system can be corrected. As a result, the circuit pattern on the mask is accurately transferred onto the substrate, so that the yield on the product substrate can be improved.

【0034】[0034]

【発明の実施の形態】(第1実施形態)以下に、本発明
の投影光学系の検査装置及び検査方法を、専用の検査装
置に具体化した第1実施形態について図1〜図6に基づ
いて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) A first embodiment in which an inspection apparatus and an inspection method for a projection optical system according to the present invention are embodied in a dedicated inspection apparatus will be described with reference to FIGS. Will be explained.

【0035】図1は検査装置の一部を切り欠いた外観図
であり、図2は図1の検査装置の概略示す図である。図
1及び図2に示すように、検査装置21は、検査装置本
体22と除振台23とから構成されている。前記検査装
置本体22の基盤24上には、被検投影光学系PLeを
着脱可能に保持するための下部架台25が立設されてい
る。また、前記基盤24上には、XYZステージ26と
レーザ干渉測長器(以下、「測長器」という)27とが
配置されている。前記XYZステージ26は、ステージ
駆動部28により、XYZの三軸方向に移動可能になっ
ている。また、このXYZステージ26上には、X方向
及びY方向に沿って一対の移動鏡29が立設されてい
る。前記測長器27は、この移動鏡29に対向するよう
に配置されている。そして、この測長器27は、前記移
動鏡29に対して所定のレーザ光を出射するとともに、
その出射光と移動鏡29からの反射光との干渉に基づい
て、前記XYZステージ26のXYの二軸方向における
位置を計測する。
FIG. 1 is an external view in which a part of the inspection apparatus is cut away, and FIG. 2 is a schematic view of the inspection apparatus of FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the inspection device 21 includes an inspection device main body 22 and a vibration isolation table 23. On the base 24 of the inspection apparatus main body 22, a lower frame 25 for detachably holding the test projection optical system PLe is provided upright. On the base 24, an XYZ stage 26 and a laser interferometer (hereinafter, referred to as "length measuring device") 27 are arranged. The XYZ stage 26 can be moved in three XYZ directions by a stage driving unit 28. A pair of movable mirrors 29 are erected on the XYZ stage 26 along the X and Y directions. The length measuring device 27 is arranged to face the movable mirror 29. The length measuring device 27 emits a predetermined laser beam to the movable mirror 29,
Based on the interference between the emitted light and the reflected light from the movable mirror 29, the position of the XYZ stage 26 in the XY biaxial directions is measured.

【0036】なお、ここでは、前記被検投影光学系PL
eの光軸AXに沿う方向をZ軸とし、その光軸AXに直
交するとともに図2の紙面に沿う方向をX軸とし、その
光軸AX及び図2の紙面に直交する方向をY軸とする。
また、図1及び図2においては、前記X方向における前
記XYZステージ26の位置を計測する測長器27及び
移動鏡29のみが示されている。
In this case, the projection optical system PL
The direction along the optical axis AX of e is the Z axis, the direction orthogonal to the optical axis AX and along the plane of FIG. 2 is the X axis, and the direction orthogonal to the optical axis AX and the plane of FIG. 2 is the Y axis. I do.
FIGS. 1 and 2 show only the length measuring device 27 and the movable mirror 29 that measure the position of the XYZ stage 26 in the X direction.

【0037】前記下部架台25上には、上部架台30が
立設されている。この上部架台30には、レチクルホル
ダ31が前記被検投影光学系PLeの上方において装備
され、そのレチクルホルダ31上に検査用マスクとして
のテストレチクルRtが真空吸着により保持されてい
る。このテストレチクルRtは、その中心が前記被検投
影光学系PLeの光軸AX上に位置するように保持され
ている。
An upper frame 30 is erected on the lower frame 25. A reticle holder 31 is mounted on the upper gantry 30 above the projection optical system PLe to be inspected, and a test reticle Rt as an inspection mask is held on the reticle holder 31 by vacuum suction. The test reticle Rt is held such that its center is located on the optical axis AX of the projection optical system PLe.

【0038】また、前記上部架台30上には、前記テス
トレチクルRtの上方において、そのテストレチクルR
tを所定の照明光ILで照明するための照明光学系32
が配置されている。この照明光学系32は、光源33、
フライアイレンズ34、リレーレンズ35、ミラー3
6、コンデンサレンズ37等からなっている。
The test reticle R is placed on the upper pedestal 30 above the test reticle Rt.
illumination optical system 32 for illuminating t with predetermined illumination light IL
Is arranged. The illumination optical system 32 includes a light source 33,
Fly-eye lens 34, relay lens 35, mirror 3
6, the condenser lens 37 and the like.

【0039】前記光源33は、前記照明光ILとして、
例えばKrFエキシマレーザ光、ArFエキシマレーザ
光、F2 エキシマレーザ光等のパルス光を出射する。
前記フライアイレンズ34は多数のレンズエレメントか
らなっており、その出射面上にはそれぞれのレンズエレ
メントに対応した多数の2次光源像が形成される。そし
て、この2次光源像が、リレーレンズ35、ミラー3
6、コンデンサレンズ37の合成系を介して、前記テス
トレチクルRt上で重畳され、そのテストレチクルRt
上を均一な照度分布で照明するようになっている。
The light source 33 serves as the illumination light IL,
For example, pulsed light such as KrF excimer laser light, ArF excimer laser light, and F2 excimer laser light is emitted.
The fly-eye lens 34 is composed of a number of lens elements, and a number of secondary light source images corresponding to the respective lens elements are formed on the exit surface. Then, the secondary light source image is transferred to the relay lens 35 and the mirror 3
6. The test reticle Rt is superimposed on the test reticle Rt via the combining system of the condenser lens 37,
The upper part is illuminated with a uniform illuminance distribution.

【0040】前記照明光学系32の下面には、シャッタ
38を備えたシャッタ機構39が取着されている。この
シャッタ38は、シャッタ駆動部40により前記照明光
ILの光路に対して出退され、前記テストレチクルRt
上への照明光ILの照射を断続する。
A shutter mechanism 39 having a shutter 38 is attached to the lower surface of the illumination optical system 32. The shutter 38 is moved back and forth with respect to the optical path of the illumination light IL by a shutter driving unit 40, and the test reticle Rt
The irradiation of the illumination light IL upward is interrupted.

【0041】前記XYZステージ26上には、撮像素子
(CCD)を含む撮像機構41が配置されている。この
撮像機構41は、前記XYZステージ26を駆動するこ
とにより、前記被検投影光学系PLeの投影可能範囲に
おいて、XYZの三軸方向に移動されるようになってい
る。
An image pickup mechanism 41 including an image pickup device (CCD) is arranged on the XYZ stage 26. By driving the XYZ stage 26, the imaging mechanism 41 is moved in the XYZ three-axis directions in the projectable range of the test projection optical system PLe.

【0042】その撮像機構41の受光面42と前記被検
投影光学系PLeとの間には、光量変更手段としての減
光板43が介在されている。この減光板43は、円板状
をなし、前記照明光ILに対してそれぞれ異なる透過率
を有する複数の減光フィルタ44が周方向に等角度間隔
で配列されている。そして、この減光板43を減光板駆
動部45により回転させることで、各減光フィルタ44
が前記撮像機構41の受光面42上に対応するようにな
っている。そして、前記透過度の異なる減光フィルタ4
4を選択することにより、前記受光面42に入射する照
明光ILの強度を調整するようになっている。
Between the light receiving surface 42 of the image pickup mechanism 41 and the test projection optical system PLe, a dimming plate 43 as a light amount changing means is interposed. The neutral density plate 43 has a disk shape, and a plurality of neutral density filters 44 having different transmittances with respect to the illumination light IL are arranged at equal angular intervals in the circumferential direction. Then, by rotating the dimming plate 43 by the dimming plate driving unit 45, each of the dimming filters 44
Correspond to the light receiving surface 42 of the imaging mechanism 41. Then, the neutral density filters 4 having different transmittances are used.
By selecting 4, the intensity of the illumination light IL incident on the light receiving surface 42 is adjusted.

【0043】前記除振台23は、前記検査装置本体22
を載置するための載置盤46を有し、その載置盤46の
四隅に対応するように中空円筒状の脚部47が配置され
ている。各脚部47の内部には、所定のバネ定数を有す
るコイルバネ48が収容されている。このコイルバネ4
8の上部には、連結部材49を介して前記載置盤46が
連結されている。そして、前記露光装置本体22が、設
置場所の床面FLから浮遊した状態で、前記載置盤46
上に載置されている。ここで、この除振台23は、前記
コイルバネ48の固有振動数のみを利用して振動の除去
を行う、いわゆるパッシブ除振台となっている。
The anti-vibration table 23 is connected to the inspection apparatus main body 22.
Is mounted, and hollow cylindrical legs 47 are arranged at four corners of the mounting board 46. Inside each leg 47, a coil spring 48 having a predetermined spring constant is accommodated. This coil spring 4
The mounting board 46 is connected to an upper portion of the base 8 via a connecting member 49. Then, with the exposure apparatus main body 22 floating above the floor FL of the installation location,
Is placed on top. Here, the vibration isolation table 23 is a so-called passive vibration isolation table that removes vibrations using only the natural frequency of the coil spring 48.

【0044】次に、前記被検投影光学系PLeの結像特
性を計測するための構成について説明する。図3及び図
4に示すように、前記結像特性を計測する場合には、検
査用パターンとしての複数のテストパターンPA1〜P
A4,PB1,PB2が配列形成されたテストレチクル
Rtを用いる。これら1組のテストパターンPA1〜P
A4,PB1,PB2は、テストパターン群PGを構成
している。また、前記テストレチクルRt上には、この
テストパターン群PGが、複数、二次元的な広がりをも
って所定間隔おきに配列形成されている。本実施形態に
おいては、前記被検投影光学系PLeの投影可能範囲に
対応する前記テストレチクルRt上のパターン領域PR
内において、その中心部、四隅部、その四隅部の中間、
及び、前記中心部と前記四隅部との中間像高部の計13
ヶ所に前記テストパターン群PGが形成されている。
Next, a configuration for measuring the imaging characteristics of the projection optical system PLe will be described. As shown in FIGS. 3 and 4, when measuring the imaging characteristics, a plurality of test patterns PA1 to P
A test reticle Rt in which A4, PB1 and PB2 are formed is used. These one set of test patterns PA1 to P
A4, PB1, and PB2 constitute a test pattern group PG. On the test reticle Rt, a plurality of test pattern groups PG are formed at predetermined intervals with a two-dimensional spread. In the present embodiment, the pattern area PR on the test reticle Rt corresponding to the projectable range of the test projection optical system PLe
Within, the center, the four corners, the middle of the four corners,
And a total of 13 intermediate image heights between the center and the four corners.
The test pattern group PG is formed at several locations.

【0045】前記テストパターンPA1〜PA4,PB
1,PB2は、透光部Pt中に複数の線状の遮光部Ps
が所定間隔をおいて配列形成されたL・Sの暗線パター
ンとなっている。前記テストパターンPA1〜PA4と
PB1,PB2とは、前記遮光部Psの配列周期(線
幅)が異なるものとなっている。また、前記テストパタ
ーンPA1とPA2とPA3とPA4とは、また、テス
トパターンPB1とPB2とは、前記遮光部Psの配列
方向が異なるものとなっている。
The test patterns PA1 to PA4, PB
1, PB2 includes a plurality of linear light shielding portions Ps in the light transmitting portion Pt.
Are L / S dark line patterns arranged and formed at predetermined intervals. The test patterns PA1 to PA4 differ from PB1 and PB2 in the arrangement cycle (line width) of the light-shielding portions Ps. In addition, the test patterns PA1, PA2, PA3, and PA4 are different from each other, and the test patterns PB1 and PB2 are different in the arrangement direction of the light shielding portions Ps.

【0046】さて、図2に示すように、前記XYZステ
ージ26を駆動するステージ駆動部28、前記照明光I
Lを出射する光源33、前記シャッタ38を駆動するシ
ャッタ駆動部40、前記減光板43を駆動する減光板駆
動部45は、いずれも検査装置本体22全体の動作を制
御する主制御系52に接続されている。つまり、前記X
YZステージ26、光源33、シャッタ38及び減光板
43は、主制御系52からの指令に基づいて動作されて
いる。
Now, as shown in FIG. 2, the stage driving unit 28 for driving the XYZ stage 26 and the illumination light I
The light source 33 that emits light L, the shutter driving unit 40 that drives the shutter 38, and the dimming plate driving unit 45 that drives the dimming plate 43 are all connected to a main control system 52 that controls the operation of the entire inspection apparatus main body 22. Have been. That is, the X
The YZ stage 26, the light source 33, the shutter 38, and the dimming plate 43 are operated based on a command from the main control system 52.

【0047】前記測長器27は、前記主制御系52を介
して、計測手段としての収差検出部53内に装備された
演算処理部54に接続されている。そして、前記測長器
27からは、前記XYZステージ26のXY方向におけ
る位置に関する情報が前記主制御系52を介して演算処
理部54に出力される。また、前記ステージ駆動系28
は、前記主制御系52を介して前記演算処理部54に接
続されている。そして、前記ステージ駆動系28から
は、前記XYZステージ26のZ方向における位置に関
する情報が前記主制御系52を介して演算処理部54に
出力される。
The length measuring device 27 is connected via the main control system 52 to an arithmetic processing unit 54 provided in an aberration detecting unit 53 as measuring means. Then, information on the position of the XYZ stage 26 in the XY directions is output from the length measuring device 27 to the arithmetic processing unit 54 via the main control system 52. The stage drive system 28
Is connected to the arithmetic processing unit 54 via the main control system 52. Then, information on the position of the XYZ stage 26 in the Z direction is output from the stage drive system 28 to the arithmetic processing unit 54 via the main control system 52.

【0048】前記撮像機構41は前記収差検出部53内
に装備されたフレームメモリ55を介して前記演算処理
部54に接続されている。そして、前記受光面42を介
して前記撮像機構41で受光された画像に関する情報
は、このフレームメモリ55に一旦蓄積された後、前記
演算処理部54に入力される。前記フレームメモリ55
には、前記撮像機構41におけるテストレチクルRt上
のパターンの投影像の受光状態を確認するためのモニタ
56が接続されている。
The imaging mechanism 41 is connected to the arithmetic processing section 54 via a frame memory 55 provided in the aberration detection section 53. Then, information on the image received by the imaging mechanism 41 via the light receiving surface 42 is temporarily stored in the frame memory 55 and then input to the arithmetic processing unit 54. The frame memory 55
Is connected to a monitor 56 for checking the light receiving state of the projected image of the pattern on the test reticle Rt in the imaging mechanism 41.

【0049】前記演算処理部54では、前記撮像機構4
1から入力される受光画像に関する情報と、前記測長器
27及びステージ駆動系28から入力されるXYZステ
ージ26の位置に関する情報とに基づいて、前記被検投
影光学系PLeの結像特性が計測される。
In the arithmetic processing section 54, the image pickup mechanism 4
The imaging characteristics of the projection optical system PLe are measured based on the information on the received light image input from step 1 and the information on the position of the XYZ stage 26 input from the length measuring device 27 and the stage drive system 28. Is done.

【0050】前記主制御系52には、計測対象となる前
記結像特性の種類毎の前記シャッタ38の開放時間、及
び、その開放時間毎に変更される減光フィルタ44の透
過度等に関する情報が格納された記憶装置57が接続さ
れている。また、その主制御系52内には、タイマ58
が装備されている。なお、主制御系52に計測対象とな
る結像特性の種類に応じた選択スイッチを設け、その選
択スイッチで選択された結像特性に応じて、前記シャッ
タ38の開放時間、減光フィルタ44の透過度の情報を
記憶装置57から呼び出す構成にしてもよい。
The main control system 52 stores information on the opening time of the shutter 38 for each type of the imaging characteristics to be measured, and the transmittance of the neutral density filter 44 changed for each opening time. Is connected. The main control system 52 includes a timer 58.
Is equipped. The main control system 52 is provided with a selection switch according to the type of the imaging characteristic to be measured, and according to the imaging characteristic selected by the selection switch, the opening time of the shutter 38, The configuration may be such that the information on the transmittance is called from the storage device 57.

【0051】次に、前記被検投影光学系PLeの結像特
性を計測動作について説明する。主制御系52は、前記
ステージ駆動部28に指令して、XYZステージ26を
所定位置に移動させる。これにより、前記撮像機構41
の受光面42を、前記被検投影光学系PLeの投影可能
範囲内に投影された前記各テストパターンPA1〜PA
4,PB1,PB2の投影像のいずれかに対応させる。
Next, the operation of measuring the imaging characteristics of the projection optical system PLe will be described. The main control system 52 instructs the stage driving unit 28 to move the XYZ stage 26 to a predetermined position. Thereby, the imaging mechanism 41
Of the test patterns PA1 to PA projected on the light receiving surface 42 of the test projection optical system PLe within a projectable range of the test projection optical system PLe.
4, PB1 and PB2.

【0052】次いで、前記主制御系52は、前記記憶装
置57から前記結像特性の種類毎にその計測に必要な情
報(前記シャッタ38の開放時間、前記減光フィルタ4
4の透過度等)を読み出す。そして、主制御系52は、
前記減光板駆動部45に対して最適な減光フィルタ44
を前記受光面42上に選択配置するようを指令する。ま
た、主制御系52は、タイマ58に前記シャッタ38の
開放時間を設定する。次いで、主制御系52は、前記光
源33に照明光ILの出射を指令する。
Next, the main control system 52 stores the information necessary for the measurement (the opening time of the shutter 38, the light-
4 etc.). And the main control system 52
Optimal dimming filter 44 for the dimming plate driving unit 45
On the light receiving surface 42. The main control system 52 sets the opening time of the shutter 38 in the timer 58. Next, the main control system 52 instructs the light source 33 to emit the illumination light IL.

【0053】そして、主制御系52が前記シャッタ駆動
部40に対して前記シャッタ38の開放を指令し、シャ
ッタ38が開かれると同時に、前記タイマ58が計時を
開始する。これにより、前記テストパターンPA1〜P
A4,PB1,PB2の投影像が、被検投影光学系PL
eを介して前記撮像機構41の受光面42上に投影され
る。そして、前記投影像が、前記撮像機構41により取
り込まれ蓄積される。やがて、前記タイマ58において
設定された時間が経過すると、主制御系52は、シャッ
タ駆動部40に対し前記シャッタ38の閉止を指令する
とともに、前記光源33に対し照明光ILの出射停止を
指令する。これにより、前記撮像機構41における前記
投影像の取り込みが停止される。
Then, the main control system 52 instructs the shutter drive section 40 to open the shutter 38, and at the same time when the shutter 38 is opened, the timer 58 starts counting time. Thereby, the test patterns PA1 to P1
The projected images of A4, PB1 and PB2 are projected projection optical systems PL.
The light is projected onto the light receiving surface 42 of the image pickup mechanism 41 via e. Then, the projection image is captured and accumulated by the imaging mechanism 41. When the time set by the timer 58 elapses, the main control system 52 instructs the shutter drive unit 40 to close the shutter 38 and instructs the light source 33 to stop emitting the illumination light IL. . Thus, the capturing of the projection image in the imaging mechanism 41 is stopped.

【0054】撮像機構41に取り込まれた前記投影像の
画像に関する情報は、前記フレームメモリ55に一旦記
憶される。これと同時に、前記演算処理部54には、前
記測長器27及びステージ駆動部28からXYZステー
ジ26の位置、つまり前記受光面42の位置に関する情
報が入力される。そして、前記演算処理部54におい
て、これらの情報に基づいて、前記被検投影光学系PL
eの結像特性が計測される。
Information on the image of the projection image taken into the image pickup mechanism 41 is temporarily stored in the frame memory 55. At the same time, information on the position of the XYZ stage 26, that is, the position of the light receiving surface 42, is input to the arithmetic processing unit 54 from the length measuring device 27 and the stage driving unit 28. Then, in the arithmetic processing unit 54, based on the information, the test projection optical system PL
The imaging characteristic of e is measured.

【0055】さて、前記結像特性、つまり「ザイデルの
5収差」は、次の2つに大別される。一つは、前記撮像
機構41で取り込まれた前記投影像における明暗のコン
トラストに基づいて求められる光軸方向の収差である。
この光軸方向の収差には、球面収差、コマ収差、非点収
差及び像面湾曲が含まれる。もう一つは、前記投影像に
おける座標位置に基づいて求められる光軸との直交方向
の収差である。この直交方向の収差には、ディストーシ
ョンが含まれる。
The above-mentioned imaging characteristics, that is, "Seidel's five aberrations" are roughly classified into the following two. One is aberration in the optical axis direction obtained based on contrast of light and dark in the projection image captured by the imaging mechanism 41.
The aberration in the optical axis direction includes spherical aberration, coma, astigmatism, and field curvature. The other is aberration in the direction orthogonal to the optical axis, which is obtained based on the coordinate position in the projection image. The aberration in the orthogonal direction includes distortion.

【0056】前記光軸方向の収差を計測する場合につい
て、ベストフォーカス位置の計測方法を含めて説明す
る。まず、ベストフォーカス位置を測定するには、前記
ステージ駆動部28により、前記XYZステージ26を
前記被検投影光学系PLeの光軸AXに沿って所定間隔
で段階的に移動させる。これにより、前記撮像機構41
の受光面42を段階的に動かして、前記被検投影光学系
PLeのフォーカス位置を変更させる。そして、前記各
フォーカス位置において、計測しようとする前記結像特
性毎にテストパターンPA1〜PA4,PB1,PB2
を適宜選択して、その投影像の検出を行う。
The case of measuring the aberration in the optical axis direction will be described, including the method of measuring the best focus position. First, in order to measure the best focus position, the XYZ stage 26 is stepwise moved at predetermined intervals along the optical axis AX of the projection optical system PLe by the stage drive unit 28. Thereby, the imaging mechanism 41
Is moved stepwise to change the focus position of the projection optical system PLe. Then, at each of the focus positions, test patterns PA1 to PA4, PB1, PB2 for each of the imaging characteristics to be measured.
Is appropriately selected to detect the projected image.

【0057】ここで、例えば図5(a)に示すようなテ
ストパターンPA1を、前記撮像機構41により取り込
んだとする。この場合、その投影像のベストフォーカス
位置における理論的な光強度分布は、図5(b)のよう
になる。しかしながら、実際には、理想的な状態の被検
投影光学系PLeを介した場合であっても、その前記投
影像の濃淡による二値化画像から求められる光強度分布
の波形は、図5(c)のようになる。そして、この光強
度分布の波形は、フォーカス位置、被検投影光学系PL
eに残存する収差によりに微妙に変化する。
Here, it is assumed that, for example, a test pattern PA1 as shown in FIG. In this case, the theoretical light intensity distribution at the best focus position of the projected image is as shown in FIG. However, actually, even when the light passes through the test projection optical system PLe in an ideal state, the waveform of the light intensity distribution obtained from the binarized image based on the shading of the projected image is as shown in FIG. It becomes like c). Then, the waveform of the light intensity distribution is determined by the focus position, the test projection optical system PL.
It changes subtly due to the aberration remaining in e.

【0058】前記演算処理部54において、このように
して求められるテストパターンPA1の透光部Ptを通
過した光の強度分布の波形におけるメインピークMPの
振幅を、各フォーカス位置毎に算出する。そして、各フ
ォーカス位置における前記メインピークMPの振幅か
ら、各フォーカス位置毎のコントラストを検出する。そ
の検出結果から、フォーカス位置とコントラストとの関
係曲線を算出して、最もコントラストの高くなるフォー
カス位置をベストフォーカス位置とする。
The arithmetic processing unit 54 calculates, for each focus position, the amplitude of the main peak MP in the waveform of the intensity distribution of the light that has passed through the light transmitting part Pt of the test pattern PA1 thus obtained. Then, the contrast for each focus position is detected from the amplitude of the main peak MP at each focus position. From the detection result, a relationship curve between the focus position and the contrast is calculated, and the focus position having the highest contrast is determined as the best focus position.

【0059】前記球面収差を計測する際には、互いに線
幅の異なる前記テストパターン、例えばPA1とPB1
とを、あるいはPA2とPB2とを用い、各テストパタ
ーンPA1とPB1との、あるいは、PA2とPB2と
の投影像のベストフォーカス位置を求める。そして、そ
れらのベストフォーカス位置の差を計測することによっ
て、前記球面収差が求められる。
When measuring the spherical aberration, the test patterns having different line widths from each other, for example, PA1 and PB1
Or, using PA2 and PB2, the best focus position of the projected image of each test pattern PA1 and PB1 or of the projected image of PA2 and PB2 is obtained. The spherical aberration is obtained by measuring the difference between the best focus positions.

【0060】前記コマ収差を計測する際には、前記テス
トレチクルRt上のパターン領域PRの四隅部あるいは
それらの中間部に配置されたテストパターン群PG内の
テストパターンPA1〜PA4のうち少なくとも1つを
使用する。そして、そのテストパターンPA1〜PA4
の前記ベストフォーカス位置における前記投影像の光強
度分布波形のメインピークMPの両端部に発生する一対
の疑似ピークSP1,SP2の強度差(ピークの高さの
差)ΔIを計測する。
When measuring the coma aberration, at least one of the test patterns PA1 to PA4 in the test pattern group PG arranged at the four corners of the pattern region PR on the test reticle Rt or at an intermediate portion between them. Use Then, the test patterns PA1 to PA4
Then, an intensity difference (peak height difference) ΔI between a pair of pseudo peaks SP1 and SP2 generated at both ends of the main peak MP of the light intensity distribution waveform of the projection image at the best focus position is measured.

【0061】ここで、前記被検投影光学系PLeにコマ
収差が存在しない場合には、図5(c)に示すように、
前記一対の疑似ピークSP1,SP2の強度に差は発生
しない。これに対して、前記被検投影光学系PLeにコ
マ収差が存在する場合には、図5(d)に示すように、
前記一対の疑似ピークSP1,SP2にそのコマ収差量
に応じた強度差ΔIが発生する。これにより、計測され
た疑似ピークSP1,SP2の強度差ΔIを、予め求め
られている各コマ収差量における前記疑似ピークSP
1,SP2の強度差ΔIの関係式と照合することによっ
て、計測に供したテストパターンPA1〜PA4の配列
方向におけるコマ収差が求められる。
If no coma aberration exists in the projection optical system PLe, as shown in FIG.
No difference occurs between the intensities of the pair of pseudo peaks SP1 and SP2. On the other hand, when the test projection optical system PLe has a coma aberration, as shown in FIG.
An intensity difference ΔI corresponding to the amount of coma is generated between the pair of pseudo peaks SP1 and SP2. As a result, the measured intensity difference ΔI between the pseudo peaks SP1 and SP2 is determined by the previously calculated pseudo peak SP in each coma aberration amount.
The coma in the arrangement direction of the test patterns PA1 to PA4 used for the measurement is obtained by collating with the relational expression of the intensity difference ΔI between SP1 and SP2.

【0062】前記非点収差を求める際には、異なる四方
向の前記テストパターンPA1〜PA4を使用する。こ
こで、テストパターンPA1を用いてサジタル面におけ
るベストフォーカス位置を、テストパターンPA2を用
いてタンジェンシャル面におけるベストフォーカス位置
をそれぞれ求める。また、テストパターンPA3を用い
て45°方向におけるベストフォーカス位置を、テスト
パターンPA4を用いて135°方向におけるベストフ
ォーカス位置をそれぞれ求める。そして、前記サジタル
面とタンジェンシャル面とにおけるベストフォーカス位
置の差、及び、前記45°方向と前記135°方向にお
けるベストフォーカス位置の差を計測することにより、
非点収差が求められる。
In determining the astigmatism, the test patterns PA1 to PA4 in four different directions are used. Here, the best focus position on the sagittal plane is obtained using the test pattern PA1, and the best focus position on the tangential plane is obtained using the test pattern PA2. Further, the best focus position in the 45 ° direction is obtained using the test pattern PA3, and the best focus position in the 135 ° direction is obtained using the test pattern PA4. Then, by measuring the difference between the best focus position on the sagittal surface and the tangential surface, and the difference between the best focus position in the 45 ° direction and the 135 ° direction,
Astigmatism is required.

【0063】前記像面湾曲を求める際には、前記テスト
レチクルRt上のパターン領域PRの中心部に配置され
たテストパターン群PGを含む複数のテストパターン群
PGについて、前記非点収差の計測を行う。そして、前
記中心部に配置されたパターン群PGの各テストパター
ンPA1〜PA4の投影像のベストフォーカス位置に対
する周辺部に配置されたパターン群PGの各テストパタ
ーンPA1〜PA4の投影像のベストフォーカス位置の
ずれを計測することにより、像面湾曲が求められる。
When determining the field curvature, the astigmatism measurement is performed for a plurality of test pattern groups PG including a test pattern group PG arranged at the center of the pattern area PR on the test reticle Rt. Do. Then, the best focus position of the projected image of each test pattern PA1 to PA4 of the pattern group PG arranged in the peripheral portion with respect to the best focus position of the projected image of each test pattern PA1 to PA4 of the pattern group PG arranged in the central portion. By measuring the deviation, the curvature of field is obtained.

【0064】一方、前記直交方向の収差、つまりディス
トーションを計測する場合には、まず前記ステージ駆動
部28により、前記XYZステージ26を移動させる。
これにより、図4に示す前記テストレチクルRtの中心
部に位置するテストパターン群PGc中のテストパター
ンPA1〜PA4の少なくとも1つの投影像を前記撮像
機構に41に対応させる。その投影像が前記撮像機構4
1により取り込まれ、前記フレームメモリ55に記憶さ
れると、演算処理部54において、その投影像における
光強度分布の波形から、前記投影像の重心位置を演算す
る。この重心位置を中心座標の位置として、前記測長器
27を零リセットする。
On the other hand, when measuring the aberration in the orthogonal direction, that is, the distortion, first, the stage driving section 28 moves the XYZ stage 26.
Thereby, at least one projected image of the test patterns PA1 to PA4 in the test pattern group PGc located at the center of the test reticle Rt shown in FIG. The projected image is captured by the imaging mechanism 4.
1 and stored in the frame memory 55, the arithmetic processing unit 54 calculates the position of the center of gravity of the projected image from the waveform of the light intensity distribution in the projected image. The length measuring device 27 is reset to zero using the position of the center of gravity as the position of the center coordinates.

【0065】次いで、前記XYZステージ26を、XY
二軸方向で動かして、前記中心部に位置するテストパタ
ーン群PGcとは異なる他の複数のテストパターン群P
G内の各テストパターンPA1〜PA4のうち少なくと
も1つについて、同様の投影像の重心位置の検出を逐次
行う。この際、主制御系52は、前記撮像機構41が前
記投影像を取り込むのに同期して、前記測長器27に対
し前記XYZステージ26のXY二軸方向の位置の計測
を指令し、その計測結果を演算処理部54に入力させ
る。これにより、前記各テストパターン群PG内のテス
トパターンPA1〜PA4の投影像の重心位置が、前記
中心部に配置されたテストパターン群PGc内のテスト
パターンPA1〜PA4の重心位置を原点とした座標系
上の座標位置として求められる。そして、前記演算処理
部54において、前記各投影像の座標位置と、前記理想
格子における格子点、つまり前記被検投影光学系PLe
にディストーションが存在しないと仮定した場合の各投
影像の座標位置との差を計測することにより、ディスト
ーションが求められる。
Next, the XYZ stage 26 is
By moving in the biaxial direction, a plurality of other test pattern groups P different from the test pattern group PGc located at the central portion
For at least one of the test patterns PA1 to PA4 in G, similar detection of the position of the center of gravity of the projected image is sequentially performed. At this time, the main control system 52 instructs the length measuring device 27 to measure the position of the XYZ stage 26 in the XY biaxial directions in synchronization with the capturing of the projection image by the imaging mechanism 41. The measurement result is input to the arithmetic processing unit 54. Accordingly, the center of gravity of the projected image of the test patterns PA1 to PA4 in each of the test pattern groups PG is set to the coordinate with the origin being the center of gravity of the test patterns PA1 to PA4 in the test pattern group PGc arranged at the center. It is obtained as a coordinate position on the system. Then, in the arithmetic processing unit 54, the coordinate position of each of the projection images and the lattice points in the ideal lattice, that is, the test projection optical system PLe
Is calculated by measuring the difference from the coordinate position of each projected image when it is assumed that no distortion exists.

【0066】さて、本願発明者が鋭意検討した結果によ
れば、前記投影像のコントラストの計測においては、主
に低周波数の単振動の影響により、各測定毎に前記コン
トラストがばらつくことを見出した。また、前記投影像
の座標位置の計測においては、主に複数の前記単振動が
重ね合わされて生じるさらに低周波数の合成振動の影響
により、前記投影像全体がXY平面内で平行移動するこ
とを見出した。
According to the results of intensive studies by the inventor of the present invention, it has been found that in the measurement of the contrast of the projected image, the contrast varies for each measurement mainly due to the influence of a low frequency simple vibration. . Further, in the measurement of the coordinate position of the projected image, it has been found that the entire projected image moves in parallel in the XY plane mainly due to the influence of a further low-frequency synthesized vibration generated by superimposing a plurality of the simple vibrations. Was.

【0067】ここで、図6に示すように、前記従来構成
では、前記撮像機構41における前記投影像の受光時間
は、前記合成振動のうち最低周波数の振動の周期に対し
て、ごく短時間である。これに対して、前記撮像機構4
1における前記投影像の受光時間を延長することによ
り、前記コントラストのばらつき及び前記座標位置の平
行移動を大きく低減することができた。これは、前記低
周波数の振動による投影像の揺れ動きが、その投影像の
受光時間内において平均化されるためである。
Here, as shown in FIG. 6, in the conventional configuration, the light receiving time of the projected image in the image pickup mechanism 41 is very short with respect to the cycle of the lowest frequency vibration of the combined vibration. is there. In contrast, the imaging mechanism 4
By extending the light receiving time of the projection image in No. 1, the variation in the contrast and the translation of the coordinate position could be greatly reduced. This is because the swing motion of the projected image due to the low frequency vibration is averaged within the light receiving time of the projected image.

【0068】そして、前記コントラストのばらつきを最
も効果的に抑制するためには、前記受光時間を、前記最
低周波数の振動の1/2周期にほぼ相当するか、またそ
れを超える時間に設定する。なお、この場合、前記受光
時間が極端に長くなると前記コントラストが全体的に下
がってきてしまう。このため、前記受光時間は、前記最
低周波数の振動の1/4〜3/4周期の範囲が好まし
く、1/3〜2/3周期の範囲がさらに好ましい。
In order to most effectively suppress the variation in the contrast, the light receiving time is set to a time substantially corresponding to or exceeding a half cycle of the lowest frequency vibration. In this case, if the light receiving time becomes extremely long, the contrast is reduced as a whole. For this reason, the light receiving time is preferably in the range of 1/4 to 3/4 cycle of the lowest frequency vibration, and more preferably in the range of 1/3 to 2/3 cycle.

【0069】また、前記座標位置の平行移動を最も効果
的に抑制するためには、前記受光時間を、前記合成振動
のうち最低周波数の振動の1周期にほぼ相当するか、ま
たそれを超える時間、好ましくは前記最低周波数の振動
の2/3〜4/3周期の範囲、さらに好ましくは3/4
〜5/4周期の範囲に設定する。
In order to most effectively suppress the parallel movement of the coordinate position, the light receiving time should be set to a time that substantially corresponds to one cycle of the lowest frequency vibration of the combined vibration or that exceeds the period. , Preferably in the range of 2/3 to 4/3 cycle of the lowest frequency vibration, more preferably 3/4.
Set within the range of 5/4 cycle.

【0070】従って、以上のように構成されたこの第1
実施形態によれば、以下のような効果を得ることができ
る。 (イ) この第1実施形態の検査装置21では、主制御
系52が、計測しようとする被検投影光学系PLeの収
差に応じて、撮像機構41におけるテストパターンPA
1〜PA4,PB1,PB2の投影像の受光時間を変更
するようになっている。ここで、前記投影像のコントラ
ストに基づいて計測される光軸方向の収差(球面収差、
コマ収差、非点収差、像面湾曲)では、前記受光時間が
計測に影響を与える合成振動の内で最低周波数の振動の
おおむね1/2周期以上となるように設定される。ま
た、前記投影像の座標位置に基づいて計測される直交方
向の収差(ディストーション)では、前記受光時間が計
測に影響を与える合成振動の内で最低周波数の振動のお
おむね1周期以上となるように設定される。
Therefore, the first structure configured as described above
According to the embodiment, the following effects can be obtained. (A) In the inspection device 21 of the first embodiment, the main control system 52 determines the test pattern PA in the imaging mechanism 41 according to the aberration of the projection optical system PLe to be measured.
The light receiving times of the projected images 1 to PA4, PB1 and PB2 are changed. Here, aberrations in the optical axis direction (spherical aberrations, measured based on the contrast of the projection image)
(Coma aberration, astigmatism, curvature of field), the light receiving time is set so as to be approximately 周期 cycle or more of the lowest frequency vibration among the synthetic vibrations affecting the measurement. In the orthogonal aberration (distortion) measured based on the coordinate position of the projection image, the light receiving time is set so as to be substantially equal to or more than one cycle of the lowest frequency vibration among the synthetic vibrations affecting the measurement. Is set.

【0071】このため、前記投影像を撮像機構41で受
光する際において、前記投影像の揺れ動きにより生じる
各測定毎のコントラストのばらつきや前記投影像の平行
移動が平均化される。これにより、各収差の計測時にお
ける前記投影像を、常にベストの状態に形成することが
でき、高価ないわゆるアクティブ除振台を用いることな
く前記低周波数の振動の影響を排除することができる。
For this reason, when the projected image is received by the image pickup mechanism 41, the variation in the contrast of each measurement and the parallel movement of the projected image caused by the fluctuation of the projected image are averaged. Accordingly, the projected image at the time of measuring each aberration can always be formed in the best state, and the influence of the low-frequency vibration can be eliminated without using an expensive so-called active vibration isolation table.

【0072】従って、前記投影像に基づいて、被検投影
光学系PLeに存在する各収差を正確に計測することが
できる。そして、前記検査装置21における製造コスト
が著しく高騰したり、除振台23及びその周辺構成が複
雑化、大型化したりするのを回避できる。
Therefore, each aberration present in the projection optical system PLe to be measured can be accurately measured based on the projection image. In addition, it is possible to prevent the manufacturing cost of the inspection device 21 from increasing remarkably and the vibration damping table 23 and its peripheral configuration to be complicated and large.

【0073】しかも、単にテストパターンPA1〜PA
4,PB1,PB2の投影像の受光時間を変更するとい
った簡素な構成で、低周波数の振動の影響を排除でき
る。従って、部品点数の増加、構成の複雑化を招くこと
なく、被検投影光学系PLeの正確な検査が可能な検査
装置21を実現させることができる。
In addition, the test patterns PA1 to PA
4, the influence of low frequency vibration can be eliminated with a simple configuration such as changing the light receiving time of the projected images of PB1 and PB2. Therefore, it is possible to realize the inspection apparatus 21 capable of accurately inspecting the projection optical system PLe without increasing the number of components and complicating the configuration.

【0074】(ロ) この第1実施形態の検査装置21
では、被検投影光学系PLeの像面上に、テストパター
ンPA1〜PA4,PB1,PB2の投影像を受光する
撮像機構41の受光面42が配置されている。このた
め、前記被検投影光学系PLeの使用状態に即して、そ
の被検投影光学系PLeに存在する各収差を容易かつ正
確に計測することができる。
(B) Inspection apparatus 21 of the first embodiment
In the figure, the light receiving surface 42 of the imaging mechanism 41 that receives the projected images of the test patterns PA1 to PA4, PB1, and PB2 is arranged on the image plane of the test projection optical system PLe. For this reason, it is possible to easily and accurately measure each aberration present in the test projection optical system PLe in accordance with the use state of the test projection optical system PLe.

【0075】(ハ) この第1実施形態の検査装置21
では、撮像機構41の受光面42に入射するテストパタ
ーンPA1〜PA4,PB1,PB2の投影像における
光量を変更する減光板43が装備されている。
(C) Inspection apparatus 21 of the first embodiment
In this embodiment, a dimming plate 43 for changing the amount of light in the projected images of the test patterns PA1 to PA4, PB1 and PB2 incident on the light receiving surface 42 of the imaging mechanism 41 is provided.

【0076】この第1実施形態では、前記投影像を、撮
像機構41内に装備されたCCDにより取り込んでい
る。この場合、前記投影像の蓄積時間の長さに応じて、
前記減光板43によりそれを通過する前記投影像の光量
を調整することで、前記CCDに到達する投影像の光量
を調整することができる。従って、CCDが飽和状態と
なるのを回避することができ、投影光学系の結像特性を
正確に計測することができる。
In the first embodiment, the projection image is captured by a CCD provided in the imaging mechanism 41. In this case, according to the length of the accumulation time of the projection image,
By adjusting the light quantity of the projection image passing therethrough by the dimming plate 43, the light quantity of the projection image reaching the CCD can be adjusted. Therefore, the CCD can be prevented from becoming saturated, and the imaging characteristics of the projection optical system can be accurately measured.

【0077】(第2実施形態)この第2実施形態の検査
装置61においては、図7及び図8に示すように、検査
装置本体62におけるシャッタ機構39及び減光板43
の配置が前記第1実施形態と異なっている。また、この
検査装置本体62には、その基盤24上に振動センサ6
3が設けられているとともに、撮像機構64内に拡大光
学系65が配備されている。
(Second Embodiment) In an inspection apparatus 61 according to a second embodiment, as shown in FIGS. 7 and 8, the shutter mechanism 39 and the dimming plate 43 in the inspection apparatus main body 62 are used.
Is different from that of the first embodiment. The inspection device main body 62 has a vibration sensor 6 on its base 24.
3, and an enlargement optical system 65 is provided in the imaging mechanism 64.

【0078】この検査装置本体62では、前記シャッタ
機構39が、XYZステージ26上において、前記撮像
素子64の受光面42を開閉自在に覆うように配置され
ている。また、前記減光板43は、前記照明光学系32
内のフライアイレンズ34とリレーレンズ35との間に
設けられている。
In the inspection device main body 62, the shutter mechanism 39 is disposed on the XYZ stage 26 so as to cover the light receiving surface 42 of the image sensor 64 in an openable and closable manner. Further, the dimming plate 43 is provided with the illumination optical system 32.
Provided between the fly-eye lens 34 and the relay lens 35.

【0079】また、前記振動センサ63は、前記基盤2
4のほぼ中央に配置され、その基盤24に作用する振動
の周期を検出し、その振動の周期に関する情報を前記主
制御系52に出力するようになっている。
The vibration sensor 63 is connected to the base 2
4, which detects the period of the vibration acting on the base 24 and outputs information on the period of the vibration to the main control system 52.

【0080】さらに、前記拡大光学系65は、前記撮像
機構64の受光面42の下方に配置され、その受光面4
2に入射する前記テストパターンPA1〜PA4,PB
1,PB2の投影像を所定の倍率に拡大するようになっ
ている。この拡大光学系65で拡大された前記投影像
は、ミラー66を介して撮像素子(CCD)67により
取り込まれる。
Further, the magnifying optical system 65 is disposed below the light receiving surface 42 of the imaging mechanism 64,
2, the test patterns PA1 to PA4, PB
1 and PB2 are enlarged to a predetermined magnification. The projection image magnified by the magnifying optical system 65 is taken in by an imaging device (CCD) 67 via a mirror 66.

【0081】この第2実施形態の検査装置61では、被
検投影光学系PLeの結像特性を計測する際に、前記主
制御系52は、その計測対象となる結像特性の種類に加
えて、前記振動センサ63から入力される前記振動の周
期に関する情報に基づいて前記撮像機構64の受光面4
2における受光時間を設定するようになっている。言い
換えると、主制御系52は、前記結像特性の計測時にお
いて、実際に検査装置本体62に作用している振動の周
期と計測しようとする収差とに応じて、最適な前記シャ
ッタ機構39の開放時間を前記記憶装置57から読み出
してタイマ58に設定する。
In the inspection apparatus 61 of the second embodiment, when measuring the imaging characteristics of the projection optical system PLe to be inspected, the main control system 52 adds to the type of the imaging characteristics to be measured. A light receiving surface 4 of the imaging mechanism 64 based on information on the cycle of the vibration input from the vibration sensor 63;
2, the light receiving time is set. In other words, at the time of measuring the imaging characteristics, the main control system 52 determines the optimal shutter mechanism 39 according to the period of the vibration actually acting on the inspection apparatus main body 62 and the aberration to be measured. The release time is read from the storage device 57 and set in the timer 58.

【0082】また、この場合、計測された各収差には、
前記拡大光学系65が有する収差が含まれることとな
る。このため、前記拡大光学系65の収差情報を、予め
前記記憶装置57に記憶させておく。そして、前記演算
処理部54は、前記CCD67で取り込まれた投影像に
基づいて各収差が計測されると、前記拡大光学系65の
収差情報を前記主制御系52を介して前記記憶装置57
から読み込む。そして、演算処理部54は、この拡大光
学系65の収差情報を用いて前記計測された収差を補正
し、前記被検投影光学系PLeの結像特性を求めるよう
になっている。
In this case, the measured aberrations include:
The aberration of the magnifying optical system 65 is included. For this reason, the aberration information of the magnifying optical system 65 is stored in the storage device 57 in advance. When each aberration is measured based on the projected image captured by the CCD 67, the arithmetic processing unit 54 stores the aberration information of the magnifying optical system 65 through the main control system 52 into the storage device 57.
Read from. The arithmetic processing unit 54 corrects the measured aberration using the aberration information of the magnifying optical system 65, and obtains the imaging characteristics of the projection optical system PLe.

【0083】従って、この第2実施形態によれば、前記
第1実施形態における(イ)〜(ハ)に記載の効果に加
えて、以下のような効果を得ることができる。 (ニ) この第2実施形態の検査装置61では、検査装
置本体62にその検査装置本体62に作用する振動の特
性を検出する振動センサ63が設けられている。
Therefore, according to the second embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects (a) to (c) of the first embodiment. (D) In the inspection device 61 of the second embodiment, the inspection device main body 62 is provided with the vibration sensor 63 for detecting the characteristic of the vibration acting on the inspection device main body 62.

【0084】このため、前記振動センサ63により、被
検投影光学系PLeの結像特性の計測時において、実際
に前記検査装置本体62に作用している振動の特性を検
出して、その振動の特性に応じたテストパターンPA1
〜PA4,PB1,PB2の投影像の受光時間を設定す
ることができる。従って、前記受光時間が過剰に設定さ
れるのを確実に抑制することができて、前記被検投影光
学系PLeの結像特性を一層正確に計測することができ
る。特に、前記投影像のコントラストに基づく収差の計
測を、正確に行うことができる。
For this reason, at the time of measuring the imaging characteristics of the projection optical system PLe to be inspected, the characteristics of the vibrations actually acting on the inspection apparatus main body 62 are detected by the vibration sensor 63, and the vibrations are detected. Test pattern PA1 according to characteristics
PA4, PB1 and PB2 can set the light receiving time of the projected image. Therefore, it is possible to reliably prevent the light receiving time from being set excessively, and it is possible to more accurately measure the imaging characteristics of the test projection optical system PLe. In particular, it is possible to accurately measure the aberration based on the contrast of the projection image.

【0085】しかも、前記振動センサ63にて検出され
る振動の特性は、検査装置本体61に作用する振動の周
期となっている。このため、検出された前記振動の周期
に基づいて、各収差毎に前記撮像機構64の受光面42
における受光時間を容易に求めることができる。
Further, the characteristic of the vibration detected by the vibration sensor 63 is the period of the vibration acting on the inspection apparatus main body 61. For this reason, based on the period of the detected vibration, the light receiving surface 42 of the imaging mechanism 64 is provided for each aberration.
Can be easily obtained.

【0086】(ホ) この第2実施形態の検査装置61
では、撮像機構64の受光面42とCCD67との間に
拡大光学系65が介装されている。このため、前記受光
面42を通過したテストパターンPA1〜PA4,PB
1,PB2の投影像は、前記拡大光学系65により拡大
された状態でCCD67にて取り込まれる。これによ
り、前記CCD67における前記投影像の解像度が上昇
され、その投影像が前記フレームメモリ55に一層正確
な画像として記憶される。従って、前記演算処理部54
における各収差の計測精度を一層向上することができ
る。
(E) Inspection apparatus 61 of the second embodiment
Here, an enlargement optical system 65 is interposed between the light receiving surface 42 of the imaging mechanism 64 and the CCD 67. Therefore, the test patterns PA1 to PA4, PB
The projected images of PB1 and PB2 are taken in by the CCD 67 while being enlarged by the magnifying optical system 65. As a result, the resolution of the projected image on the CCD 67 is increased, and the projected image is stored in the frame memory 55 as a more accurate image. Therefore, the arithmetic processing unit 54
Can further improve the measurement accuracy of each aberration.

【0087】(第3実施形態)つぎに、本発明の投影光
学系の検査方法の実施可能な露光装置を、半導体素子製
造用の露光装置に具体化した第3実施形態について、前
記第1実施形態の検査装置と異なる部分を中心に説明す
る。
(Third Embodiment) Next, the third embodiment in which the exposure apparatus capable of performing the method of inspecting the projection optical system of the present invention is embodied as an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device will be described. The following description focuses on the differences from the inspection apparatus of the embodiment.

【0088】この第3実施形態の露光装置71では、図
9に示すように、照明光学系32の一対のリレーレンズ
35の間にレチクルブラインド72が設けられている。
このレチクルブラインド72は、その遮光面がレチクル
Rのパターン領域と共役な関係をなすように配置されて
いる。また、レチクルブラインド72は、レチクルブラ
インド駆動部73により開閉可能な複数枚の可動遮光部
(例えば2枚のL字型の可動遮光部)からなっている。
そして、それらの可動遮光部により形成される開口部の
大きさ(スリット幅等)を調整することにより、レチク
ルRを照明する照明領域を任意に設定するようになって
いる。
In the exposure apparatus 71 of the third embodiment, as shown in FIG. 9, a reticle blind 72 is provided between a pair of relay lenses 35 of the illumination optical system 32.
The reticle blind 72 is arranged such that its light-shielding surface is conjugate with the pattern area of the reticle R. In addition, the reticle blind 72 includes a plurality of movable light shielding units (for example, two L-shaped movable light shielding units) that can be opened and closed by a reticle blind driving unit 73.
By adjusting the size (slit width and the like) of the opening formed by the movable light-shielding portions, the illumination area for illuminating the reticle R can be set arbitrarily.

【0089】投影光学系PLの物体面側には、レチクル
ステージRSTが配置されている。このレチクルステー
ジRSTは、テストパターンPA1〜PA4,PB1,
PB2が形成されたテストレチクルRt、あるいはデバ
イスパターンが形成されたデバイスレチクル等のレチク
ルRを交換可能に保持している。また、このレチクルス
テージRSTは、前記レチクルRを前記投影光学系PL
の光軸AXと直交するX方向において微動可能に保持し
ている。さらに、レチクルステージRSTは、リニアモ
ータ等で構成されたレチクルステージ駆動部74により
所定の方向(走査方向(Y方向))に移動可能となって
いる。
On the object plane side of projection optical system PL, reticle stage RST is arranged. The reticle stage RST includes test patterns PA1 to PA4, PB1,
A reticle R such as a test reticle Rt on which a PB2 is formed or a device reticle on which a device pattern is formed is exchangeably held. Further, the reticle stage RST transfers the reticle R to the projection optical system PL.
Is held movably in the X direction orthogonal to the optical axis AX. Further, the reticle stage RST can be moved in a predetermined direction (scanning direction (Y direction)) by a reticle stage driving section 74 composed of a linear motor or the like.

【0090】このレチクルステージRSTは、レチクル
Rの全面が少なくとも照明光ILの光軸を横切ることが
できるだけの移動ストロークを有している。なお、図9
においては、前記投影光学系PLの光軸AXに沿う方向
をZ方向、前記投影光学系PLの光軸AX及び紙面と直
交する方向をX方向、前記投影光学系PLの光軸に直交
し紙面に沿う方向をY方向とする。
The reticle stage RST has a movement stroke that allows the entire surface of the reticle R to cross at least the optical axis of the illumination light IL. Note that FIG.
, The direction along the optical axis AX of the projection optical system PL is the Z direction, the direction orthogonal to the optical axis AX of the projection optical system PL and the paper is the X direction, and the paper orthogonal to the optical axis of the projection optical system PL is Is defined as a Y direction.

【0091】前記レチクルステージRSTの端部には、
レーザ干渉測長器75からのレーザ光を反射する移動鏡
76が固定されている。この測長器75によって、レチ
クルステージRSTのY方向の位置が常時検出され、そ
の位置に関する情報は、主制御部52に出力される。そ
して、主制御系52は、前記レチクルステージRSTの
位置情報に基づいてレチクルステージ駆動部74を制御
し、レチクルステージRSTを移動させる。
At the end of the reticle stage RST,
A movable mirror 76 that reflects the laser light from the laser interferometer 75 is fixed. The length measuring device 75 constantly detects the position of the reticle stage RST in the Y direction, and outputs information on the position to the main control unit 52. Then, the main control system 52 controls the reticle stage driving section 74 based on the position information of the reticle stage RST to move the reticle stage RST.

【0092】前記レチクルRを通過した照明光ILは、
前記投影光学系PLに入射する。この投影光学系PL
は、その像面上に前記レチクルR上のパターンを例えば
1/5あるいは1/4に縮小した投影像を形成する。
The illumination light IL that has passed through the reticle R is
The light enters the projection optical system PL. This projection optical system PL
Forms a projection image on the image plane in which the pattern on the reticle R is reduced to, for example, 1/5 or 1/4.

【0093】その投影光学系PLの像面側には、ウエハ
ステージWSTが配置されている。そのウエハステージ
WST上には、表面に前記照明光ILに対して感光性を
有するフォトレジストが塗布された基板としてのウエハ
Wがウエハホルダ77を介して載置保持されている。こ
のウエハホルダ77は、図示しない駆動部により、前記
投影光学系PLの最適結像面に対し、任意方向に傾斜可
能で、かつ投影光学系PLの前記光軸AX方向(Z方
向)に微動可能になっている。
A wafer stage WST is arranged on the image plane side of the projection optical system PL. On the wafer stage WST, a wafer W as a substrate having a surface coated with a photoresist having photosensitivity to the illumination light IL is mounted and held via a wafer holder 77. The wafer holder 77 can be tilted in an arbitrary direction with respect to the optimum image forming plane of the projection optical system PL by a driving unit (not shown), and can be finely moved in the optical axis AX direction (Z direction) of the projection optical system PL. Has become.

【0094】前記ウエハステージWSTは、ウエハステ
ージ駆動部78により、前記走査方向(Y方向)の移動
のみならず、前記ウエハW上に区画された複数のショッ
ト領域に対し任意に移動できるように前記走査方向と直
交する方向(X方向)にも移動可能に構成されている。
これにより、ウエハW上に区画された各ショット領域毎
に、一括露光を繰り返すステップ・アンド・リピート動
作と、走査露光を繰り返すステップ・アンド・スキャン
動作とが可能になっている。
The wafer stage WST is moved not only by the wafer stage drive unit 78 in the scanning direction (Y direction) but also arbitrarily by a plurality of shot areas defined on the wafer W. It is configured to be movable in a direction (X direction) orthogonal to the scanning direction.
This makes it possible to perform a step-and-repeat operation for repeating batch exposure and a step-and-scan operation for repeating scanning exposure for each shot region partitioned on the wafer W.

【0095】前記ウエハステージWSTの端部には、測
長器27からのレーザ光を反射する移動鏡29が固定さ
れており、ウエハステージWSTのX方向及びY方向の
位置は測長器27によって常時検出される。ウエハステ
ージWSTの位置情報(または速度情報)は主制御系5
2及びその主制御系52を介して演算処理部54に入力
される。主制御系52は、この位置情報(または速度情
報)に基づいて前記ウエハステージ駆動部74を制御す
る。
A movable mirror 29 for reflecting the laser beam from the length measuring device 27 is fixed to an end of the wafer stage WST. The position of the wafer stage WST in the X and Y directions is determined by the length measuring device 27. Always detected. The position information (or speed information) of wafer stage WST is transmitted to main control system 5.
2 and to the arithmetic processing unit 54 via the main control system 52. The main control system 52 controls the wafer stage driving unit 74 based on the position information (or speed information).

【0096】ここで、ステップ・アンド・リピート方式
でレチクルR上のパターンをウエハW上の所定の露光領
域(ショット領域)に一括露光する場合には、レチクル
R上の照明領域が、前記レチクルブラインド72でほぼ
正方形状に整形される。そして、前記レチクルRとウエ
ハWとがともに静止した状態で、この照明領域内におけ
るレチクルR上のパターンの像が、前記投影光学系PL
を介して前記ウエハW上のショット領域に一括投影され
る。
Here, when the pattern on the reticle R is exposed collectively to a predetermined exposure area (shot area) on the wafer W by the step-and-repeat method, the illumination area on the reticle R is changed to the reticle blind. At 72, it is shaped approximately square. Then, in a state where the reticle R and the wafer W are both stationary, an image of a pattern on the reticle R in this illumination area is projected onto the projection optical system PL.
Are projected onto the shot area on the wafer W at a time.

【0097】一方、ステップ・アンド・スキャン方式で
レチクルR上のパターンをウエハW上のショット領域に
走査露光する場合には、レチクルR上の照明領域が、前
記レチクルブラインド72で長方形(スリット)状に整
形される。この照明領域は、レチクルR側の走査方向
(+Y方向)に対して垂直方向に長手方向を有するもの
となっている。そして、レチクルRを露光時に所定の速
度Vrで走査することにより、前記レチクルR上の回路
パターンを前記スリット状の照明領域で一端側から他端
側に向かって順次照明する。これにより、前記照明領域
内におけるレチクルR上のパターンが、前記投影光学系
PLを介してウエハW上に投影され、投影領域が形成さ
れる。
On the other hand, when the pattern on the reticle R is scanned and exposed on the shot area on the wafer W by the step-and-scan method, the illumination area on the reticle R is shaped like a rectangle (slit) by the reticle blind 72. Is formatted. This illumination area has a longitudinal direction perpendicular to the scanning direction (+ Y direction) on the reticle R side. By scanning the reticle R at a predetermined speed Vr during exposure, the circuit pattern on the reticle R is sequentially illuminated from one end to the other end in the slit-shaped illumination area. Thus, the pattern on the reticle R in the illumination area is projected onto the wafer W via the projection optical system PL, and a projection area is formed.

【0098】ここで、ウエハWはレチクルRとは倒立結
像関係にあるため、前記レチクルRの走査方向とは反対
方向(−Y方向)に前記レチクルRの走査に同期して所
定のの速度Vwで走査される。これにより、ウエハWの
ショット領域の全面が露光可能となる。走査速度の比V
w/Vrは正確に投影光学系PLの縮小倍率に応じたも
のになっており、レチクルR上の回路パターンがウエハ
W上の各ショット領域上に正確に縮小転写される。
Here, since the wafer W has an inverted image relationship with the reticle R, a predetermined speed is synchronized with the scanning of the reticle R in a direction (-Y direction) opposite to the scanning direction of the reticle R. Scan with Vw. As a result, the entire surface of the shot area of the wafer W can be exposed. Scanning speed ratio V
The ratio w / Vr accurately corresponds to the reduction magnification of the projection optical system PL, and the circuit pattern on the reticle R is accurately reduced and transferred onto each shot area on the wafer W.

【0099】前記ウエハステージWSTの上方には、前
記投影光学系PLを挟むように、一対の送光系79と受
光系80とからなるフォーカス位置検出系81が配設さ
れている。前記送光系79は、前記ウエハWの表面に対
して前記フォトレジストが感光しない波長の計測光を斜
めに出射する。前記受光系80は、その計測光のウエハ
Wの表面からの反射光を受光して、その反射光の受光位
置に基づいて前記ウエハW表面のフォーカス位置(Z方
向における位置)が検出される。そして、検出された前
記フォーカス位置に関する情報は、主制御系52及びそ
の主制御系52を介して前記収差検出部53の演算処理
部54に入力される。
Above the wafer stage WST, a focus position detection system 81 including a pair of a light transmission system 79 and a light reception system 80 is provided so as to sandwich the projection optical system PL. The light transmitting system 79 obliquely emits measurement light having a wavelength at which the photoresist is not exposed to the surface of the wafer W. The light receiving system 80 receives the reflected light of the measurement light from the surface of the wafer W, and detects a focus position (a position in the Z direction) on the surface of the wafer W based on the light receiving position of the reflected light. Then, information on the detected focus position is input to the arithmetic processing unit 54 of the aberration detecting unit 53 via the main control system 52 and the main control system 52.

【0100】また、図9及び図10に示すように、前記
投影光学系PLの結像特性を計測するための撮像機構8
4は、前記ウエハステージWST上の取付凹部85内に
おいて、その表面86が前記ウエハWの表面の高さとほ
ぼ一致するように着脱可能に装備されている。この撮像
機構84の表面86上には、前記各テストパターンPA
1〜PA4,PB1,PB2の1本の遮光部Psの大き
さにほぼ対応するように複数の受光面としてのスリット
87が開口されている。撮像機構84内の前記各スリッ
ト87と対応する位置に撮像素子(CCD)88が配置
されている。このCCD88は、前記フレームメモリ5
5に接続されている。
As shown in FIGS. 9 and 10, an imaging mechanism 8 for measuring the imaging characteristics of the projection optical system PL.
Numeral 4 is detachably mounted in the mounting recess 85 on the wafer stage WST so that the surface 86 thereof substantially matches the height of the surface of the wafer W. On the surface 86 of the imaging mechanism 84, the test patterns PA
A plurality of slits 87 are formed as a plurality of light receiving surfaces so as to substantially correspond to the size of one light shielding portion Ps 1 to PA4, PB1 and PB2. An image pickup device (CCD) 88 is arranged at a position corresponding to each slit 87 in the image pickup mechanism 84. The CCD 88 is connected to the frame memory 5.
5 is connected.

【0101】この撮像機構84においては、次のように
テストパターンPA1〜PA4,PB1,PB2の投影
像の取り込みが行われる。すなわち、図9及び図11に
示すように、まず、ウエハステージWSTを移動させ
て、前記撮像機構84のスリット87を前記投影光学系
PLの投影可能範囲内に投影された前記各テストパター
ンPA1〜PA4,PB1,PB2のいずれかの近傍の
走査開始位置P1に配置させる。次いで、前記主制御系
52は、前記記憶装置57から計測しようとする収差毎
に予め記憶されている前記投影像とスリット87との相
対移動速度を読み出す。そして、主制御系52は、前記
ウエハステージ駆動部78に対して、ウエハステージW
STの移動を指令すると、スリット87が前記投影像に
対してその遮光部Psに対応する投影像Ps’の配列方
向に沿って前記相対移動速度をもって、走査終了位置P
2へと移動する。
In the image pickup mechanism 84, the projected images of the test patterns PA1 to PA4, PB1 and PB2 are captured as follows. That is, as shown in FIGS. 9 and 11, first, the wafer stage WST is moved so that the slits 87 of the image pickup mechanism 84 are projected into the projectable range of the projection optical system PL. It is arranged at a scanning start position P1 near any one of PA4, PB1 and PB2. Next, the main control system 52 reads out the relative movement speed between the projection image and the slit 87 stored in advance for each aberration to be measured from the storage device 57. The main control system 52 sends the wafer stage W to the wafer stage driving unit 78.
When the movement of ST is instructed, the slit 87 is moved to the scanning end position P with the relative movement speed along the arrangement direction of the projection images Ps' corresponding to the light shielding portions Ps with respect to the projection images.
Move to 2.

【0102】これにより、前記遮光部Psに対応する投
影像Ps’が、順次前記スリット87上を通過すること
になって、前記CCD88において前記投影像が取り込
まれる。そして、前記収差検出部53において、前記第
1実施形態と同様に、取り込まれた投影像に基づいて投
影光学系PLの結像特性が計測される。このように、こ
の第3実施形態では、撮像機構84のスリット87にお
けるテストパターンPA1〜PA4,PB1,PB2の
投影像の受光時間を、計測しようとする収差毎に、その
投影像と前記スリット87との相対移動速度を変えるこ
とにより変更する構成となっている。
As a result, the projection images Ps ′ corresponding to the light-shielding portions Ps sequentially pass over the slits 87, and the CCD 88 captures the projection images. Then, in the aberration detecting section 53, similarly to the first embodiment, the imaging characteristics of the projection optical system PL are measured based on the captured projection image. As described above, in the third embodiment, the light receiving time of the projected images of the test patterns PA1 to PA4, PB1 and PB2 in the slit 87 of the imaging mechanism 84 is measured for each aberration to be measured, and the projected image and the slit 87 are measured. It is configured to be changed by changing the relative moving speed with respect to.

【0103】また、この第3実施形態の露光装置では、
前記撮像機構84のスリット87に入射する投影像にお
ける光量調整を、主制御系52からの指令により照明光
ILを出射する光源33に対して前記照明光ILのパル
ス数を変更して行うようになっている。ここでは、光源
33が光量変更手段を構成している。
In the exposure apparatus of the third embodiment,
The amount of light in the projection image incident on the slit 87 of the imaging mechanism 84 is adjusted by changing the number of pulses of the illumination light IL to the light source 33 that emits the illumination light IL according to a command from the main control system 52. Has become. Here, the light source 33 constitutes a light amount changing unit.

【0104】さらに、図9に示すように、主制御系52
には、前記収差検出部53の演算処理部54において計
測された各収差に基づいて、前記投影光学系PLの結像
特性を制御する結像特性制御部89が接続されている。
この結像特性制御部89には、前記投影光学系PLの鏡
筒90内に収容された複数のレンズエレメント91の間
隔を変更するための、ピエゾ素子等からなる駆動素子9
2が接続されている。また、この結像特性制御部89に
は、前記投影光学系PLの鏡筒90内の圧力を調整する
ための圧力制御部93が接続されている。そして、これ
らの結像特性制御系89、駆動素子92及び圧力制御部
93により補正手段が構成されている。
Further, as shown in FIG.
Is connected to an imaging characteristic control unit 89 that controls the imaging characteristics of the projection optical system PL based on each aberration measured by the arithmetic processing unit 54 of the aberration detection unit 53.
The imaging characteristic control unit 89 includes a driving element 9 such as a piezo element for changing an interval between a plurality of lens elements 91 housed in a lens barrel 90 of the projection optical system PL.
2 are connected. Further, a pressure controller 93 for adjusting the pressure in the lens barrel 90 of the projection optical system PL is connected to the imaging characteristic controller 89. The image forming characteristic control system 89, the drive element 92, and the pressure control unit 93 constitute a correction unit.

【0105】ここで、前記主制御系52は、入力された
前記投影光学系PLの各収差の情報に基づいて、前記結
像特性制御部89に対し、前記各駆動素子92及び圧力
制御部93の駆動を指令する。これにより、前記各レン
ズエレメント91の相対位置が変更されるとともに、投
影光学系PLの鏡筒90内の圧力が調整され、前記投影
光学系PLの結像特性が補正されるようになっている。
Here, the main control system 52 sends the driving element 92 and the pressure control unit 93 to the imaging characteristic control unit 89 based on the input information on each aberration of the projection optical system PL. Command. Thereby, the relative position of each lens element 91 is changed, the pressure in the lens barrel 90 of the projection optical system PL is adjusted, and the imaging characteristics of the projection optical system PL are corrected. .

【0106】従って、この第3実施形態によれば、前記
第1実施形態における(イ)〜(ハ)に記載したのとほ
ぼ同様の効果に加えて、以下のような効果を得ることが
できる。
Therefore, according to the third embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects substantially the same as those described in (a) to (c) in the first embodiment. .

【0107】(ヘ) この第3実施形態の露光装置71
では、収差検出部53で計測された収差に基づいて投影
光学系PLの結像特性が補正されるようになっている。
このため、高価なアクティブ除振装置を用いることな
く、投影光学系PLに存在する各収差を正確に計測する
ことができるとともに、その投影光学系PLの結像特性
を正確に補正することができる。従って、レチクルR上
に形成されたパターンを正確にウエハW上に投影転写す
ることができて、製品ウエハにおける歩留まりを向上さ
せることができる。
(F) Exposure apparatus 71 of the third embodiment
In, the imaging characteristics of the projection optical system PL are corrected based on the aberration measured by the aberration detection unit 53.
Therefore, each aberration present in the projection optical system PL can be accurately measured without using an expensive active anti-vibration device, and the imaging characteristics of the projection optical system PL can be accurately corrected. . Therefore, the pattern formed on the reticle R can be accurately projected and transferred onto the wafer W, and the yield on the product wafer can be improved.

【0108】(ト) この第3実施形態の露光装置71
では、撮像機構84のスリット87に入射する投影像に
おける光量調整を、主制御系52からの指令により照明
光ILを出射する光源33に対して前記照明光ILのパ
ルス数を変更して行うようになっている。
(G) Exposure apparatus 71 of the third embodiment
Then, the light amount adjustment of the projection image incident on the slit 87 of the imaging mechanism 84 is performed by changing the pulse number of the illumination light IL to the light source 33 that emits the illumination light IL in accordance with a command from the main control system 52. It has become.

【0109】このため、前記撮像機構84のスリット8
4を介した前記投影像の受光時間が延長された場合にお
いて、部品点数の増大及び構成の複雑化を招くことな
く、CCD88が飽和状態となるのを回避することがで
きる。
For this reason, the slit 8 of the image pickup mechanism 84
In the case where the light receiving time of the projection image via the light source 4 is extended, it is possible to prevent the CCD 88 from becoming saturated without increasing the number of components and complicating the configuration.

【0110】(変更例)なお、本発明の実施形態は、以
下のように変更してもよい。 ・ 前記各実施形態では、テストパターンPA1〜PA
4,PB1,PB2として、透光部Pt中に複数の線状
の遮光部Psが所定間隔で配列された暗線パターンを用
いている。これに対して、テストパターンPA1〜PA
4,PB1,PB2として、遮光部Ps中に複数の線状
の透光部Ptが所定間隔で配列された明線パターンを用
いてもよい。
(Modification) The embodiment of the present invention may be modified as follows. In the above embodiments, the test patterns PA1 to PA
4, PB1 and PB2 use a dark line pattern in which a plurality of linear light shielding portions Ps are arranged at predetermined intervals in the light transmitting portion Pt. On the other hand, test patterns PA1 to PA
4, a bright line pattern in which a plurality of linear light transmitting portions Pt are arranged at predetermined intervals in the light shielding portion Ps may be used as PB1 and PB2.

【0111】このように構成しても、前記各実施形態と
ほぼ同様な効果を得られる。特に、第3実施形態におい
ては、前記テストパターンPA1〜PA4,PB1,P
B2の投影像と撮像機構84のスリット87とを相対移
動させ、前記投影像を前記スリット87を介してCCD
88で取り込むことにより、投影光学系PLの結像特性
に関する情報を得るようになっている。このため、第3
実施形態において、この明線パターンを用いた場合、前
記スリット87が走査開始位置P1及び走査終了位置P
2に配置されときに、そのスリット87を前記投影像の
遮光部Psに対応する部分に一致させることができる。
これにより、前記走査開始位置P1及び走査終了位置P
2では、前記CCD88で受光される光束は、ほとんど
存在しない。従って、シャッタ機構39を必要とせず、
露光装置71の構成及び制御の簡略化を図ることができ
る。
With this configuration, substantially the same effects as in the above embodiments can be obtained. In particular, in the third embodiment, the test patterns PA1 to PA4, PB1,
The projected image of B2 and the slit 87 of the imaging mechanism 84 are relatively moved, and the projected image is transferred to the CCD through the slit 87.
By taking in at 88, information on the imaging characteristics of the projection optical system PL is obtained. Therefore, the third
In the embodiment, when this bright line pattern is used, the slit 87 is moved to the scanning start position P1 and the scanning end position P1.
2, the slit 87 can be made to coincide with the portion corresponding to the light shielding portion Ps of the projected image.
Thereby, the scanning start position P1 and the scanning end position P
In 2, the light beam received by the CCD 88 hardly exists. Therefore, the shutter mechanism 39 is not required,
The configuration and control of the exposure device 71 can be simplified.

【0112】・ 前記各実施形態では、テストパターン
PA1〜PA4,PB1,PB2の投影像を撮像機構4
1,64,84にて取り込んで画像処理することによ
り、投影光学系PLe,PLの各収差を計測する構成と
した。これに対して、テストパターンPA1〜PA4,
PB1,PB2の像を、投影光学系PLe,PLを介し
て、フォトレジストの塗布されたウエハW上に焼き付け
る。そして、焼き付けられた前記パターンの像を現像
し、その現像されたパターン像を電子顕微鏡等により目
視観察して、前記投影光学系の各収差を計測するように
してもよい。
In the above embodiments, the projected images of the test patterns PA1 to PA4, PB1 and PB2 are taken by the imaging mechanism 4
The configuration is such that the aberrations of the projection optical systems PLe, PL are measured by capturing the images at 1, 64, 84 and performing image processing. On the other hand, test patterns PA1 to PA4,
The images of PB1 and PB2 are printed on the wafer W coated with the photoresist via the projection optical systems PLe and PL. Then, the printed image of the pattern may be developed, and the developed pattern image may be visually observed with an electron microscope or the like to measure each aberration of the projection optical system.

【0113】このように構成しても、前記(ホ)を除い
て、前記各実施形態とほぼ同様の効果が得られる。 ・ 前記各実施形態では、照明光ILをエキシマレーザ
光等のパルス光としたが、例えばg線、h線、i線等の
可視光または紫外光の輝線、金属蒸気レーザ光、YAG
レーザ光、固体レーザ光、ファイバレーザ光等の連続レ
ーザ光の高調波、極遠紫外光等の連続光としてもよい。
With this configuration, substantially the same effects as those of the above embodiments can be obtained except for the above (e). In the above embodiments, the illumination light IL is pulsed light such as excimer laser light. However, for example, visible light or ultraviolet light such as g-line, h-line, i-line, or the like, metal vapor laser light, YAG
It may be a continuous light such as a harmonic of a continuous laser beam such as a laser beam, a solid-state laser beam, or a fiber laser beam, or extreme ultraviolet light.

【0114】このように構成しても、前記(ト)を除い
て、前記各実施形態とほぼ同様の効果が得られる。・
前記各実施形態では、撮像素子としてCCD67,88
を採用したが、例えばBBD形、CID形、CPD形、
MOS形、PCD形等のイメージセンサ、フォトマル、
ラインセンサ等を採用してもよい。
Even with this configuration, substantially the same effects as those of the above-described embodiments can be obtained except for the above (g).・
In each of the above embodiments, the CCD 67, 88 is used as an image sensor.
, For example, BBD type, CID type, CPD type,
MOS-type, PCD-type image sensors, photomultipliers,
A line sensor or the like may be employed.

【0115】このようにしても、前記各実施形態とほぼ
同様の効果が得られる。 ・ 前記各実施形態では、撮像機構41,64,84の
受光面42あるいはスリット87に入射する投影像にお
ける光量調整を、減光フィルタ44を変更すること、あ
るいは、光源33から出射される照明光ILのパルス数
を変更することにより行っている。これに対して、例え
ば所定ピッチで透光部と遮光部とが形成された複数枚の
格子板を、その格子のピッチ方向において相対移動可能
に重ねて配置したグレーチング方式のエネルギー変調器
を用いて、前記光量調整を行うようにしてもよい。ま
た、両面に反射防止コーティングを施した2枚の照明光
ILに対して透明な光学素子板を、照明光ILに対する
傾斜角が対称かつ変更可能になるように配置し、その傾
斜角を変更することにより照明光ILのエネルギーを変
更するエネルギー変調器等を用いて、前記光量調整を行
うようにしてもよい。
In this case, substantially the same effects as those of the above embodiments can be obtained. In each of the above embodiments, the light amount adjustment in the projected image incident on the light receiving surface 42 or the slit 87 of the imaging mechanism 41, 64, 84 is performed by changing the neutral density filter 44 or the illumination light emitted from the light source 33. This is performed by changing the number of IL pulses. On the other hand, for example, by using a grating type energy modulator in which a plurality of lattice plates on which light transmitting portions and light shielding portions are formed at a predetermined pitch are stacked so as to be relatively movable in the pitch direction of the lattice. The light amount adjustment may be performed. Further, two optical element plates transparent to the illumination light IL having antireflection coating on both surfaces are arranged so that the inclination angle with respect to the illumination light IL is symmetrical and changeable, and the inclination angle is changed. The light amount adjustment may be performed using an energy modulator or the like that changes the energy of the illumination light IL.

【0116】このように構成しても、前記各実施形態と
ほぼ同様の効果が得られる。 ・ また、前記第2実施形態において、振動を受けない
状態での振動センサ63からの出力信号を、リファレン
ス値として予め主制御系52または記憶装置57に記憶
させておく。そして、前記振動センサ63からの出力信
号、つまり基盤24に作用する振動の周期が前記リファ
レンス値から所定の範囲にあるときの一定時間に、テス
トパターンPA1〜PA2,PB1,PB2の投影像を
撮像機構64により取り込む。このようにして取り込ん
だ投影像に基づいて、被検投影光学系PLeの結像特性
を計測するようにしてもよい。この場合、その結像特性
の計測が振動の少ない状態で行われるため、撮像機構6
4における受光時間は、前記各実施形態と同様に延長し
てもよいし、前記撮像機構64で十分な解像力が得られ
る程度に短縮してもよい。
With this configuration, substantially the same effects as those of the above embodiments can be obtained. In the second embodiment, an output signal from the vibration sensor 63 in a state where vibration is not received is stored in the main control system 52 or the storage device 57 in advance as a reference value. Then, projection images of the test patterns PA1 to PA2, PB1, and PB2 are captured at a certain time when the output signal from the vibration sensor 63, that is, the period of the vibration acting on the board 24 is within a predetermined range from the reference value. Captured by the mechanism 64. The imaging characteristics of the test projection optical system PLe may be measured based on the projection image thus captured. In this case, since the measurement of the imaging characteristics is performed in a state where the vibration is small, the imaging mechanism 6 is used.
The light receiving time in 4 may be extended in the same manner as in each of the above embodiments, or may be reduced to such a degree that a sufficient resolving power is obtained by the imaging mechanism 64.

【0117】また、前記撮像機構64により、常時前記
テストパターンPA1〜PA2,PB1,PB2の投影
像を、前記撮像機構64で十分な解像力が得られる程度
の短時間の受光で取り込み、フレームメモリ55に格納
する。この投影像の取り込みに同期した前記振動センサ
63からの出力信号も、同時にフレームメモリ55に格
納する。そして、前記振動センサ63からの出力信号
が、前記リファレンス値から所定の範囲にあるときにお
ける前記投影像を前記フレームメモリ55から抽出し
て、前記被検投影光学系PLeの結像特性を計測しても
よい。
Further, the imaging mechanism 64 constantly captures the projected images of the test patterns PA1 to PA2, PB1 and PB2 by receiving light for a short period of time such that a sufficient resolving power can be obtained by the imaging mechanism 64. To be stored. The output signal from the vibration sensor 63 synchronized with the capture of the projection image is also stored in the frame memory 55 at the same time. Then, the projection image when the output signal from the vibration sensor 63 is within a predetermined range from the reference value is extracted from the frame memory 55, and the imaging characteristics of the projection optical system PLe are measured. You may.

【0118】これらのように構成すれば、検査装置本体
62に作用する振動に、ノイズ成分が重畳され、前記振
動の周期が一定でないような場合にも、正確な収差の測
定を行うことができる。
With such a configuration, even when the noise component is superimposed on the vibration acting on the inspection apparatus main body 62 and the period of the vibration is not constant, accurate aberration measurement can be performed. .

【0119】・ また、前記第2実施形態では、予め記
憶装置57に予め記憶させておいた拡大光学系65の収
差を用いて、CCD67で取り込まれた投影像に基づい
て計測される収差を補正するようになっている。これに
対して、例えば拡大光学系65を所定角度だけ回転させ
る回転機構を設けて、前記拡大光学系65を180°異
なる位置に配置して、それぞれについて前記結像特性の
計測を行う。そして、その2回の計測結果の平均を求め
ることで、前記拡大光学系65の収差の影響を排除する
ようにしてもよい。これと同様に、前記被検投影光学系
PLeを回転させて、その結像特性の計測を行い、その
計測結果の平均を求めることで、前記拡大光学系65の
収差の影響を排除するようにしてもよい。
In the second embodiment, the aberration measured based on the projected image captured by the CCD 67 is corrected by using the aberration of the magnifying optical system 65 stored in the storage device 57 in advance. It is supposed to. On the other hand, for example, a rotation mechanism for rotating the magnifying optical system 65 by a predetermined angle is provided, the magnifying optical system 65 is arranged at a position different by 180 °, and the imaging characteristics are measured for each. Then, the influence of the aberration of the magnifying optical system 65 may be eliminated by calculating the average of the two measurement results. Similarly, by rotating the test projection optical system PLe, measuring the imaging characteristics thereof, and calculating the average of the measurement results, the influence of the aberration of the magnifying optical system 65 is eliminated. You may.

【0120】このように構成しても、前記第2実施形態
とほぼ同様の効果が得られる。 ・ また、前記第3実施形態では、撮像機構84のスリ
ット87におけるテストパターンPA1〜PA4,PB
1,PB2の投影像の受光時間を、計測しようとする収
差毎に、その投影像と前記スリット87との相対移動速
度を変えることにより変更した。これに対して、主制御
系52内にカウンタを装備し、前記相対移動速度は常時
一定として、計測しようとする収差毎にそのカウンタの
計数のもとで前記投影像と前記スリット87との相対移
動の回数を変えることによって、前記投影像の受光時間
を変更してもよい。
With this configuration, substantially the same effects as in the second embodiment can be obtained. In the third embodiment, the test patterns PA1 to PA4 and PB in the slit 87 of the imaging mechanism 84 are used.
The light receiving time of the projected images 1 and PB2 was changed by changing the relative moving speed between the projected image and the slit 87 for each aberration to be measured. On the other hand, a counter is provided in the main control system 52, the relative movement speed is always constant, and the relative distance between the projection image and the slit 87 is calculated based on the count of the counter for each aberration to be measured. The light receiving time of the projection image may be changed by changing the number of times of movement.

【0121】・ また、前記第3実施形態では、前記テ
ストパターンPA1〜PA4,PB1,PB2の投影像
を静止状態とし、ウエハステージWSTを移動させるこ
とにより、撮像機構84のスリット87を移動させ、前
記投影像を前記スリット87を介してCCD88で取り
込むようにしている。これに対して、前記スリット87
を静止状態とし、前記レチクルステージRSTを移動さ
せることにより前記投影像を移動させて、その投影像を
取り込むようにしてもよい。また、両ステージRST,
WSTを同期させつつ相対移動させることにより、前記
投影像と前記スリット87とを相対移動させて前記投影
像を取り込むようにしてもよい。
In the third embodiment, the projection images of the test patterns PA1 to PA4, PB1 and PB2 are kept stationary, and the wafer stage WST is moved, so that the slit 87 of the imaging mechanism 84 is moved. The projected image is taken in by the CCD 88 through the slit 87. On the other hand, the slit 87
May be stationary, and the reticle stage RST may be moved to move the projection image and capture the projection image. Also, both stages RST,
By relatively moving WST while synchronizing, the projected image and the slit 87 may be relatively moved to capture the projected image.

【0122】・ また、第3実施形態では、前記テスト
パターンPA1〜PA4,PB1,PB2の投影像を撮
像機構84の表面86上に形成されたスリット87を介
してCCD88で取り込むようになっている。これに対
して、前記撮像機構84の表面86に、例えば矩形状の
開口を設け、その開口と前記投影像とを相対移動させつ
つ、前記投影像を前記開口を介してCCD88で取り込
むようにしてもよい。
In the third embodiment, the projected images of the test patterns PA1 to PA4, PB1 and PB2 are taken in by the CCD 88 through the slit 87 formed on the surface 86 of the imaging mechanism 84. . On the other hand, for example, a rectangular opening is provided on the surface 86 of the imaging mechanism 84, and the projection image is taken in by the CCD 88 through the opening while relatively moving the opening and the projection image. Is also good.

【0123】・ また、前記第3実施形態では、レチク
ルR上のパターンの像をウエハW上に縮小投影する投影
光学系PLを有する露光装置における具体例を示した。
これに対して、本発明は、前記パターンの像を前記ウエ
ハW上に等倍投影あるいは拡大投影する投影光学系を有
する露光装置に具体化してもよい。
In the third embodiment, a specific example of the exposure apparatus having the projection optical system PL for reducing and projecting the image of the pattern on the reticle R onto the wafer W has been described.
On the other hand, the present invention may be embodied in an exposure apparatus having a projection optical system for projecting the pattern image onto the wafer W at the same magnification or magnification.

【0124】・ また、前記第3実施形態では、半導体
素子製造用の露光装置における具体例を示した。これに
対して、本発明は、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド、撮
像素子等の他のマイクロデバイス製造用の、あるいは、
レチクル、フォトマスク等のマスク製造用の露光装置に
具体化してもよい。
In the third embodiment, a specific example of the exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device has been described. On the other hand, the present invention is intended for manufacturing other microdevices such as a liquid crystal display device, a thin film magnetic head, and an imaging device, or
The present invention may be embodied in an exposure apparatus for manufacturing a mask such as a reticle and a photomask.

【0125】これらのように構成しても、前記第3実施
形態とほぼ同様の効果を得られる。さらに、投影光学系
PL,PLeは、全ての光学素子が屈折系のレンズで構
成されるものに限られず、反射素子(ミラー)で構成さ
れるものや、屈折系のレンズと反射素子とからなる反射
屈折系であってもよい。また、縮小系に限られず、等倍
系、拡大系であってもよい。
With such a configuration, substantially the same effects as in the third embodiment can be obtained. Further, the projection optical systems PL and PLe are not limited to those in which all the optical elements are constituted by refraction lenses, but are constituted by reflection elements (mirrors) or refraction lenses and reflection elements. It may be a catadioptric system. Further, the present invention is not limited to the reduction system, and may be an equal magnification system or an enlargement system.

【0126】前記各実施形態の検査装置21,61及び
露光装置71は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構
成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、
電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てること
で製造される。これら各種精度を確保するために、この
組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度
を達成するための調整、各種機械系については機械的精
度を達成するための調整、各種電気系については電気的
精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステ
ムから検査装置21,61及び露光装置71への組み立
て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気
回路の接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各
種サブシステムから検査装置21,61及び露光装置7
1への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み
立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステ
ムの検査装置21,61及び露光装置71への組み立て
工程が終了したら、総合調整が行われ、検査装置21,
61及び露光装置71全体としての各種精度が確保され
る。なお、検査装置21,61及び露光装置71の製造
は、温度及びクリーン度等が管理されたクリーンルーム
で行うことが望ましい。
The inspection devices 21 and 61 and the exposure device 71 of each of the embodiments described above are capable of performing various subsystems including the components described in the claims of the present application with predetermined mechanical accuracy,
It is manufactured by assembling to maintain electrical and optical accuracy. Before and after this assembly, in order to ensure these various precisions, adjustments to achieve optical precision for various optical systems, adjustments to achieve mechanical precision for various mechanical systems, and various electrical systems Are adjusted to achieve electrical accuracy. The process of assembling the inspection devices 21 and 61 and the exposure device 71 from the various subsystems includes mechanical connections, electrical circuit connections, and pneumatic circuit piping connections between the various subsystems. Inspection devices 21 and 61 and exposure device 7
It goes without saying that there is an individual assembly process for each subsystem before the assembly process into one. When the assembly process of the various subsystems into the inspection devices 21 and 61 and the exposure device 71 is completed, comprehensive adjustment is performed, and the inspection devices 21 and 61 are exposed.
Various accuracies of the exposure apparatus 61 and the exposure apparatus 71 as a whole are secured. It is desirable that the inspection devices 21 and 61 and the exposure device 71 be manufactured in a clean room in which temperature, cleanliness, and the like are controlled.

【0127】半導体デバイスは、デバイスの機能・性能
設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチ
クルRを製作するステップ、シリコン材料からウエハW
を製作するステップ、前記実施形態の露光装置71によ
りレチクルRのパターンをウエハWに露光するステッ
プ、デバイス組み立てステップ(ダイシング工程、ボン
ディング工程、パッケージ工程を含む)、検査ステップ
等を経て製造される。なお、複数のレンズから構成され
る照明光学系、投影光学系PLを露光装置71本体に組
み込み光学調整をするとともに、多数の機械部品からな
るレチクルステージRSTやウエハステージWSTを露
光装置71本体に取り付けて配線や配管を接続し、さら
に総合調整(電気調整、動作確認等)をすることにより
前記実施形態の露光装置71を製造することができる。
露光装置71の製造は、温度及びクリーン度等が管理さ
れたクリーンルームで行うことが望ましい。
The semiconductor device includes a step of designing the function and performance of the device, a step of manufacturing a reticle R based on the design step, and a step of designing a wafer W from a silicon material.
, A step of exposing the pattern of the reticle R to the wafer W by the exposure apparatus 71 of the embodiment, a device assembling step (including a dicing step, a bonding step, and a package step), an inspection step, and the like. The illumination optical system composed of a plurality of lenses and the projection optical system PL are incorporated in the main body of the exposure apparatus 71 for optical adjustment, and a reticle stage RST and a wafer stage WST composed of a large number of mechanical parts are attached to the main body of the exposure apparatus 71. The exposure apparatus 71 of the above embodiment can be manufactured by connecting wires and pipes and performing overall adjustment (electrical adjustment, operation confirmation, etc.).
It is desirable to manufacture the exposure apparatus 71 in a clean room where the temperature, cleanliness, and the like are controlled.

【0128】次に、さらに前記各実施形態及び変更例か
ら把握できる技術的思想について、それらの効果と共に
以下に記載する。 (1) 前記振動の特性が、少なくとも前記振動の周期
を含む場合には、前記振動の周期に基づいて、結像特性
毎の受光面における最適な受光時間を、容易に求めるこ
とができるという効果が得られる。
Next, technical ideas that can be understood from the above embodiments and modified examples will be described below together with their effects. (1) When the characteristics of the vibration include at least the period of the vibration, the optimum light receiving time on the light receiving surface for each imaging characteristic can be easily obtained based on the period of the vibration. Is obtained.

【0129】(2) 前記照明光がパルス光であり、前
記光量変更手段は前記パルス光を出射する光源に対して
前記パルス光のパルス数を制御する場合には、撮像素子
を用いた場合において、部品点数の増大及び構成の複雑
化を招くことなく、前記撮像素子が飽和状態となるのを
回避できるという効果が得られる。
(2) When the illumination light is pulsed light, and the light amount changing means controls the number of pulses of the pulsed light with respect to a light source that emits the pulsed light, the light amount changing means may be used when an image sensor is used. Thus, it is possible to prevent the image pickup device from becoming saturated without increasing the number of components and complicating the configuration.

【0130】[0130]

【発明の効果】以上詳述したように、本願請求項1及び
請求項6に記載の発明によれば、各結像特性の種類毎
に、また検査装置に作用する振動の特性毎に、検査用パ
ターンの投影像をベストの状態に形成することができ
る。従って、高価な除振装置を用いることなく、投影光
学系の検査時における低周波数の振動の影響を排除する
ことができ、投影光学系の結像特性を正確に計測するこ
とができる。
As described in detail above, according to the first and sixth aspects of the present invention, inspection is performed for each type of image forming characteristic and for each characteristic of vibration acting on the inspection apparatus. The projected image of the application pattern can be formed in the best state. Therefore, it is possible to eliminate the influence of low-frequency vibration during the inspection of the projection optical system without using an expensive anti-vibration device, and to accurately measure the imaging characteristics of the projection optical system.

【0131】また、本願請求項2に記載の発明によれ
ば、前記請求項1に記載の発明の効果に加えて、実際に
検査装置に作用している振動の特性に応じて、検査用パ
ターンの投影像の投影時間を設定することで、投影光学
系の結像特性を一層正確に計測することができる。
According to the invention of claim 2 of the present application, in addition to the effects of the invention of claim 1, the inspection pattern can be changed according to the characteristics of the vibration actually acting on the inspection apparatus. By setting the projection time of the projection image, the imaging characteristics of the projection optical system can be measured more accurately.

【0132】また、本願請求項3に記載の発明によれ
ば、前記請求項1または請求項2に記載の発明の効果に
加えて、投影光学系の使用状態に即して、前記投影光学
系の結像状態の計測を容易かつ正確に行うことができ
る。
According to the invention described in claim 3 of the present application, in addition to the effects of the invention described in claim 1 or 2, the projection optical system can be adapted in accordance with the state of use of the projection optical system. Can be easily and accurately measured.

【0133】また、本願請求項4に記載の発明によれ
ば、前記請求項3に記載の発明の効果に加えて、単に検
査用パターンの投影像の受光時間を変更するといった簡
素な構成で低周波数の振動の影響を排除できる。従っ
て、部品点数の増加、構成の複雑化を招くことなく、投
影光学系の正確な検査を行うことができる。
According to the invention described in claim 4 of the present application, in addition to the effect of the invention described in claim 3, in addition to the simple configuration of simply changing the light receiving time of the projected image of the inspection pattern, the invention has a low The influence of frequency vibration can be eliminated. Therefore, an accurate inspection of the projection optical system can be performed without increasing the number of parts and complicating the configuration.

【0134】また、本願請求項5に記載の発明によれ
ば、前記請求項1〜請求項4のうちいずれか一項に記載
の発明の効果に加えて、例えば撮像素子を用いて検査用
パターンの投影像を受光する場合、その撮像素子が飽和
状態となるのを回避することができる。従って、投影光
学系の結像特性を正確に計測することができる。
According to the invention of claim 5 of the present application, in addition to the effects of the invention of any one of claims 1 to 4, for example, an inspection pattern using an image pickup device is used. When the projection image is received, it is possible to prevent the imaging device from becoming saturated. Therefore, the imaging characteristics of the projection optical system can be accurately measured.

【0135】また、本願請求項7に記載の発明によれ
ば、高価な除振装置を用いることなく、投影光学系の結
像特性を正確に計測することができて、正確な露光動作
を確保することができる。従って、製品基板における歩
留まりを向上させることができる。
According to the seventh aspect of the present invention, the imaging characteristics of the projection optical system can be accurately measured without using an expensive anti-vibration device, and an accurate exposure operation is ensured. can do. Therefore, the yield on the product substrate can be improved.

【0136】また、本願請求項8に記載の発明によれ
ば、マスク上の回路パターンを正確に基板上に転写する
ことができて、製品基板における歩留まりを向上させる
ことができる。
According to the eighth aspect of the present invention, the circuit pattern on the mask can be accurately transferred onto the substrate, and the yield on the product substrate can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 第1実施形態の投影光学系の検査装置を示す
一部切欠正面図。
FIG. 1 is a partially cutaway front view showing a projection optical system inspection apparatus according to a first embodiment.

【図2】 図1の検査装置を示す概略構成図。FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the inspection apparatus of FIG. 1;

【図3】 テストパターンを拡大して示す平面図。FIG. 3 is an enlarged plan view showing a test pattern.

【図4】 テストレチクルを示す平面図。FIG. 4 is a plan view showing a test reticle.

【図5】 テストパターンの投影像の画像処理に関する
説明図。
FIG. 5 is an explanatory diagram relating to image processing of a projected image of a test pattern.

【図6】 振動の周期と受光時間との関係を示す説明
図。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a relationship between a cycle of vibration and a light receiving time.

【図7】 第2実施形態の投影光学系の検査装置を示す
一部切欠正面図。
FIG. 7 is a partially cutaway front view showing a projection optical system inspection apparatus according to a second embodiment.

【図8】 図7の検査装置を示す概略構成図。FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing the inspection device of FIG. 7;

【図9】 第3実施形態の露光装置を示す概略構成図。FIG. 9 is a schematic configuration diagram illustrating an exposure apparatus according to a third embodiment.

【図10】 図9の要部を拡大して示す部分断面図。FIG. 10 is an enlarged partial sectional view showing a main part of FIG. 9;

【図11】 投影像とスリットとの相対移動に関する説
明図。
FIG. 11 is an explanatory diagram relating to a relative movement between a projection image and a slit.

【符号の説明】 21,61…検査装置、32…照明光学系、33…光量
変更手段を構成する光源、42…受光面、43…光量変
更手段を構成する減光板、52…制御手段を構成する主
制御系、53…計測手段を構成する収差検出部、63…
検出手段としての振動センサ、71…露光装置、87…
受光面としてのスリット、89…補正手段の一部を構成
する結像特性制御部、92…補正手段の一部を構成する
駆動素子、93…補正手段の一部を構成する圧力制御
部、PA1〜PA4,PB1,PB2…検査用パターン
としてのテストパターン、PL…投影光学系、PLe…
投影光学系としての被検投影光学系、R…マスクとして
のレチクル、Rt…検査用マスクとしてのテストレチク
ル、W…基板としてのウエハ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 21, 61: Inspection device, 32: Illumination optical system, 33: Light source constituting light amount changing means, 42: Light receiving surface, 43: Light reducing plate constituting light amount changing means, 52: Control means Main control system, 53 ... aberration detection unit constituting measuring means, 63 ...
Vibration sensor as detecting means, 71 ... Exposure device, 87 ...
A slit as a light receiving surface, 89: an imaging characteristic control unit forming a part of the correction unit, 92: a driving element forming a part of the correction unit, 93: a pressure control unit forming a part of the correction unit, PA1 ~ PA4, PB1, PB2 ... test pattern as inspection pattern, PL ... projection optical system, PLe ...
A projection optical system to be inspected as a projection optical system, R: a reticle as a mask, Rt: a test reticle as a mask for inspection, W: a wafer as a substrate.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 検査用パターンを有する検査用マスクを
照明する照明光学系と、前記検査用パターンを所定面上
に投影する投影光学系と、前記所定面上に投影された前
記検査用パターンの投影像に基づいて前記投影光学系の
結像特性を計測する計測手段とを備えた投影光学系の検
査装置において、 前記計測手段での計測対象となる前記投影光学系の結像
特性の種類と、前記検査装置に作用する振動の特性との
少なくとも一方に応じて、前記所定面上に投影する前記
投影像の投影時間を変更する制御手段を備えたことを特
徴とする投影光学系の検査装置。
An illumination optical system for illuminating an inspection mask having an inspection pattern, a projection optical system for projecting the inspection pattern on a predetermined surface, and an illumination optical system for projecting the inspection pattern on the predetermined surface. In an inspection apparatus for a projection optical system, comprising: a measurement unit configured to measure an imaging characteristic of the projection optical system based on a projection image; and a type of an imaging characteristic of the projection optical system to be measured by the measurement unit. An inspection apparatus for a projection optical system, comprising: control means for changing a projection time of the projection image projected on the predetermined surface in accordance with at least one of characteristics of vibration acting on the inspection apparatus. .
【請求項2】 前記振動の特性を検出する検出手段をさ
らに設けたことを特徴とする請求項1に記載の投影光学
系の検査装置。
2. The apparatus according to claim 1, further comprising a detecting unit configured to detect a characteristic of the vibration.
【請求項3】 前記所定面上には、前記投影像を受光す
る受光面が配置されることを特徴とする請求項1または
請求項2に記載の投影光学系の検査装置。
3. The inspection apparatus for a projection optical system according to claim 1, wherein a light receiving surface for receiving the projection image is disposed on the predetermined surface.
【請求項4】 前記制御手段は、前記投影時間として前
記受光面における受光時間を変更するようにしたことを
特徴とする請求項3に記載の投影光学系の検査装置。
4. The inspection apparatus for a projection optical system according to claim 3, wherein the control unit changes a light receiving time on the light receiving surface as the projection time.
【請求項5】 前記受光面に入射する光束の光量を変更
する光量変更手段をさらに備えたことを特徴とする請求
項1〜請求項4のうちいずれか一項に記載の投影光学系
の検査装置。
5. The inspection of the projection optical system according to claim 1, further comprising a light amount changing unit that changes a light amount of the light beam incident on the light receiving surface. apparatus.
【請求項6】 検査用マスク上に形成された検査用パタ
ーンを投影光学系を介して所定面上に投影し、前記検査
用パターンの投影像に基づいて前記投影光学系の結像特
性を計測手段により計測する投影光学系の検査方法にお
いて、 前記計測手段での計測対象となる前記投影光学系の結像
特性の種類と、前記検査用パターンを前記所定面上に投
影する際に作用する振動の特性との少なくとも一方に応
じて、前記所定面上に投影する前記投影像の投影時間を
変更することを特徴とする投影光学系の検査方法。
6. An inspection pattern formed on an inspection mask is projected onto a predetermined surface via a projection optical system, and an imaging characteristic of the projection optical system is measured based on a projected image of the inspection pattern. In the inspection method of the projection optical system measured by the means, the type of the imaging characteristic of the projection optical system to be measured by the measurement means, and the vibration acting when projecting the inspection pattern on the predetermined surface A projection time of the projection image projected onto the predetermined surface is changed according to at least one of the following characteristics:
【請求項7】 マスク上に形成されたパターンを投影光
学系を介して基板上に転写する露光装置において、 前記請求項1〜請求項5のうちいずれか一項に記載の投
影光学系の検査装置と、その検査装置の検査結果に基づ
いて前記投影光学系の結像特性を補正する補正手段とを
備えたことを特徴とする露光装置。
7. An exposure apparatus for transferring a pattern formed on a mask onto a substrate via a projection optical system, wherein the inspection of the projection optical system according to any one of claims 1 to 5. An exposure apparatus comprising: an apparatus; and a correction unit configured to correct an imaging characteristic of the projection optical system based on an inspection result of the inspection apparatus.
【請求項8】 マスク上に形成されたデバイスパターン
を投影光学系を介して基板上に転写して、前記基板上に
所定の回路パターンを形成するマイクロデバイスの製造
方法において、 計測対象となる前記投影光学系の結像特性の種類と、検
査用マスク上の検査用パターンを前記投影光学系を介し
て所定面上に投影する際に作用する振動の特性との少な
くとも一方に応じて、前記所定面上に投影する前記検査
用パターンの投影像の投影時間を変更して、前記検査用
パターンを前記所定面上に投影し、前記投影時間変更後
の投影像に基づいて前記投影光学系の結像特性を計測
し、その計測結果に基づいて前記投影光学系の結像特性
を補正して、前記マスク上のデバイスパターンを前記基
板上に転写することを特徴とするマイクロデバイスの製
造方法。
8. A method for manufacturing a micro device, wherein a device pattern formed on a mask is transferred onto a substrate via a projection optical system to form a predetermined circuit pattern on the substrate, the method comprising: According to at least one of a type of an imaging characteristic of the projection optical system and a characteristic of vibration acting when projecting the inspection pattern on the inspection mask onto a predetermined surface via the projection optical system, Changing the projection time of the projection image of the inspection pattern projected on the surface, projecting the inspection pattern on the predetermined surface, and connecting the projection optical system based on the projection image after the change of the projection time. Measuring the image characteristics, correcting the imaging characteristics of the projection optical system based on the measurement results, and transferring the device pattern on the mask onto the substrate. .
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005093792A1 (en) * 2004-03-25 2005-10-06 Nikon Corporation Exposure equipment, exposure method and device manufacturing method
JP2007324348A (en) * 2006-05-31 2007-12-13 Nsk Ltd Aligner
WO2007145165A1 (en) * 2006-06-12 2007-12-21 Nikon Corporation Stage apparatus, exposure apparatus and device manufacturing method
JP2012129507A (en) * 2010-12-13 2012-07-05 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus and method
US20130271945A1 (en) 2004-02-06 2013-10-17 Nikon Corporation Polarization-modulating element, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method
US9341954B2 (en) 2007-10-24 2016-05-17 Nikon Corporation Optical unit, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
US9423698B2 (en) 2003-10-28 2016-08-23 Nikon Corporation Illumination optical apparatus and projection exposure apparatus
US9678437B2 (en) 2003-04-09 2017-06-13 Nikon Corporation Illumination optical apparatus having distribution changing member to change light amount and polarization member to set polarization in circumference direction
US9678332B2 (en) 2007-11-06 2017-06-13 Nikon Corporation Illumination apparatus, illumination method, exposure apparatus, and device manufacturing method
US9885872B2 (en) 2003-11-20 2018-02-06 Nikon Corporation Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method with optical integrator and polarization member that changes polarization state of light
US9891539B2 (en) 2005-05-12 2018-02-13 Nikon Corporation Projection optical system, exposure apparatus, and exposure method
US10101666B2 (en) 2007-10-12 2018-10-16 Nikon Corporation Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9885959B2 (en) 2003-04-09 2018-02-06 Nikon Corporation Illumination optical apparatus having deflecting member, lens, polarization member to set polarization in circumference direction, and optical integrator
US9678437B2 (en) 2003-04-09 2017-06-13 Nikon Corporation Illumination optical apparatus having distribution changing member to change light amount and polarization member to set polarization in circumference direction
US9423698B2 (en) 2003-10-28 2016-08-23 Nikon Corporation Illumination optical apparatus and projection exposure apparatus
US9760014B2 (en) 2003-10-28 2017-09-12 Nikon Corporation Illumination optical apparatus and projection exposure apparatus
US9885872B2 (en) 2003-11-20 2018-02-06 Nikon Corporation Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method with optical integrator and polarization member that changes polarization state of light
US10281632B2 (en) 2003-11-20 2019-05-07 Nikon Corporation Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method with optical member with optical rotatory power to rotate linear polarization direction
US10007194B2 (en) 2004-02-06 2018-06-26 Nikon Corporation Polarization-modulating element, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method
US20130271945A1 (en) 2004-02-06 2013-10-17 Nikon Corporation Polarization-modulating element, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method
US10241417B2 (en) 2004-02-06 2019-03-26 Nikon Corporation Polarization-modulating element, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method
US10234770B2 (en) 2004-02-06 2019-03-19 Nikon Corporation Polarization-modulating element, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method
JP4671051B2 (en) * 2004-03-25 2011-04-13 株式会社ニコン Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
WO2005093792A1 (en) * 2004-03-25 2005-10-06 Nikon Corporation Exposure equipment, exposure method and device manufacturing method
JPWO2005093792A1 (en) * 2004-03-25 2008-02-14 株式会社ニコン Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
KR101181683B1 (en) 2004-03-25 2012-09-19 가부시키가이샤 니콘 Exposure equipment, exposure method and device manufacturing method
US9891539B2 (en) 2005-05-12 2018-02-13 Nikon Corporation Projection optical system, exposure apparatus, and exposure method
JP2007324348A (en) * 2006-05-31 2007-12-13 Nsk Ltd Aligner
WO2007145165A1 (en) * 2006-06-12 2007-12-21 Nikon Corporation Stage apparatus, exposure apparatus and device manufacturing method
US10101666B2 (en) 2007-10-12 2018-10-16 Nikon Corporation Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
US9857599B2 (en) 2007-10-24 2018-01-02 Nikon Corporation Optical unit, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
US9341954B2 (en) 2007-10-24 2016-05-17 Nikon Corporation Optical unit, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
US9678332B2 (en) 2007-11-06 2017-06-13 Nikon Corporation Illumination apparatus, illumination method, exposure apparatus, and device manufacturing method
JP2012129507A (en) * 2010-12-13 2012-07-05 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus and method

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