JP2000195782A - 投影装置および露光装置 - Google Patents
投影装置および露光装置Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/70591—Testing optical components
- G03F7/706—Aberration measurement
Abstract
(57)【要約】
【課題】 露光装置のステージ上に光強度検出装置を設
けると、高速で駆動すべきステージの重量増加によりス
テージ駆動速度が低下する。 【解決手段】 投影光学系１を通った光により、ステー
ジ４に配置された感光性部材上等にマスクの像を形成す
る露光装置において、ステージに反射部６を設け、投影
光学系を通って上記反射部で反射し、再度投影光学系を
通った光により形成されるマスクの像の光強度分布に基
づいて投影光学系の波面収差を得る。
けると、高速で駆動すべきステージの重量増加によりス
テージ駆動速度が低下する。 【解決手段】 投影光学系１を通った光により、ステー
ジ４に配置された感光性部材上等にマスクの像を形成す
る露光装置において、ステージに反射部６を設け、投影
光学系を通って上記反射部で反射し、再度投影光学系を
通った光により形成されるマスクの像の光強度分布に基
づいて投影光学系の波面収差を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レチクルやフォト
マスク等に形成されたパターン等を投影光学系を介して
感光性基板等に投影する投影装置および露光装置に関す
るものである。
マスク等に形成されたパターン等を投影光学系を介して
感光性基板等に投影する投影装置および露光装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】上記のような露光装置は、例えば半導体
素子を製造する際のリソグラフィ工程で使用される。具
体的には、レチクルやフォトマスク等（以下、マスクと
総称する）に形成された回路パターン等の像を投影レン
ズを通して感光剤が塗布された半導体ウエハ等に転写す
る工程で使用される。
素子を製造する際のリソグラフィ工程で使用される。具
体的には、レチクルやフォトマスク等（以下、マスクと
総称する）に形成された回路パターン等の像を投影レン
ズを通して感光剤が塗布された半導体ウエハ等に転写す
る工程で使用される。
【０００３】この種の露光装置では、マスク上のパター
ンを所定の倍率（縮小率）で正確にウエハ上に転写する
ことが要求されており、この要求に応えるためには、結
像性能の良い、収差を抑えた投影レンズを用いることが
重要である。特に、近年、半導体デバイスの一層の微細
化要求により、光学系の通常の結像性能を超えるパター
ンを転写する場合が多くなってきており、この結果、転
写するパターンは、光学系の収差に、より敏感になって
きている。
ンを所定の倍率（縮小率）で正確にウエハ上に転写する
ことが要求されており、この要求に応えるためには、結
像性能の良い、収差を抑えた投影レンズを用いることが
重要である。特に、近年、半導体デバイスの一層の微細
化要求により、光学系の通常の結像性能を超えるパター
ンを転写する場合が多くなってきており、この結果、転
写するパターンは、光学系の収差に、より敏感になって
きている。
【０００４】この一方で、投影レンズには露光面積の拡
大、高Ｎ．Ａ．化が求められており、これは収差補正を
より困難にしている。
大、高Ｎ．Ａ．化が求められており、これは収差補正を
より困難にしている。
【０００５】こうした状況の中、露光装置に投影レンズ
を搭載した状態、すなわち実際に露光に使用する状態
で、投影レンズの結像性能、中でも波面収差を計測した
いとの要求が強くある。
を搭載した状態、すなわち実際に露光に使用する状態
で、投影レンズの結像性能、中でも波面収差を計測した
いとの要求が強くある。
【０００６】この要求に答える１つの方法として、位相
回復法がある。位相回復法は、主に電子顕微鏡や大きな
収差が存在する天体望遠鏡等における解像度向上に用い
られてきた方法であり、複数位置、例えば、像面、瞳
面、デフォーカス位置等における像の強度分布から像の
位相分布を求めるものである。そして、その位相分布か
ら光学系の波面収差を算出することができる。
回復法がある。位相回復法は、主に電子顕微鏡や大きな
収差が存在する天体望遠鏡等における解像度向上に用い
られてきた方法であり、複数位置、例えば、像面、瞳
面、デフォーカス位置等における像の強度分布から像の
位相分布を求めるものである。そして、その位相分布か
ら光学系の波面収差を算出することができる。
【０００７】ここで、通常の位相回復法のアルゴリズム
を図５に示した。まず、計測した像面での光の強度分布
を用い、任意に位相を与えた後、フーリエ変換し、瞳面
での複素振幅分布を求める。次に、得られた複素振幅分
布のうち、位相部はそのままとし、強度部にあたる絶対
値のみを実際の測定値に応じた値（瞳面での強度の平方
根）に置き換え、これを新たな複素振幅分布とする。こ
の新たな複素振幅分布を逆フーリエ変換し、像面上での
複素振幅分布を求め、再び、位相部のみそのままとし、
強度を実測値に置き換える。
を図５に示した。まず、計測した像面での光の強度分布
を用い、任意に位相を与えた後、フーリエ変換し、瞳面
での複素振幅分布を求める。次に、得られた複素振幅分
布のうち、位相部はそのままとし、強度部にあたる絶対
値のみを実際の測定値に応じた値（瞳面での強度の平方
根）に置き換え、これを新たな複素振幅分布とする。こ
の新たな複素振幅分布を逆フーリエ変換し、像面上での
複素振幅分布を求め、再び、位相部のみそのままとし、
強度を実測値に置き換える。
【０００８】以上のような計算を繰り返し行うことで、
像面及び瞳面での複素振幅分布が算出され、瞳面での複
素振幅分布の位相分布から、レンズの波面収差を算出す
ることができる。
像面及び瞳面での複素振幅分布が算出され、瞳面での複
素振幅分布の位相分布から、レンズの波面収差を算出す
ることができる。
【０００９】フォトリソグラフィのように瞳面での強度
分布測定が難しい場合、図６に示したように瞳面を介し
て、像面とデフォーカス面との間で、変換−逆変換を繰
り返すことで、像面での複素振幅分布とデフォーカスし
た面での複素振幅分布を算出し、その結果から瞳の位相
分布、すなわち投影レンズの波面収差を求めることも可
能である（J.J.A.P Vol.36 1997 pp.7494-7498 、特
開平１０−２８４３６８号公報参照）。
分布測定が難しい場合、図６に示したように瞳面を介し
て、像面とデフォーカス面との間で、変換−逆変換を繰
り返すことで、像面での複素振幅分布とデフォーカスし
た面での複素振幅分布を算出し、その結果から瞳の位相
分布、すなわち投影レンズの波面収差を求めることも可
能である（J.J.A.P Vol.36 1997 pp.7494-7498 、特
開平１０−２８４３６８号公報参照）。
【００１０】図７には、位相回復法により投影レンズ７
１の波面収差を算出する機構を有する露光装置を示して
いる。この装置では、露光波長の照明光束ＩＬでレチク
ル７２のパターンを照明し、その像を光強度検出装置７
８上に結像させ、光の強度分布を計測する。次に、ステ
ージ７４をステージ駆動装置７５により光軸ＡＸ方向に
駆動し、光強度検出装置７８上でレチクル７２のパター
ンがデフォーカスした状態にし、この時の強度分布を計
測する。
１の波面収差を算出する機構を有する露光装置を示して
いる。この装置では、露光波長の照明光束ＩＬでレチク
ル７２のパターンを照明し、その像を光強度検出装置７
８上に結像させ、光の強度分布を計測する。次に、ステ
ージ７４をステージ駆動装置７５により光軸ＡＸ方向に
駆動し、光強度検出装置７８上でレチクル７２のパター
ンがデフォーカスした状態にし、この時の強度分布を計
測する。
【００１１】これらの２つの強度分布の結果を用いて、
情報処理装置８１によりフーリエ変換、逆変換を繰り返
し行うことにより、投影レンズ７１の波面収差を算出す
る。
情報処理装置８１によりフーリエ変換、逆変換を繰り返
し行うことにより、投影レンズ７１の波面収差を算出す
る。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】前述の位相回復法によ
り波面収差を算出する場合の精度を決定する最も大きな
要因は、像面や瞳面、デフォーカス面での光の強度分布
を正確に測定することである。
り波面収差を算出する場合の精度を決定する最も大きな
要因は、像面や瞳面、デフォーカス面での光の強度分布
を正確に測定することである。
【００１３】一方、半導体露光装置の投影レンズでは、
もともと発生している収差が極めて小さい。そのため、
位相回復法を用いて投影レンズの波面収差を算出する
と、強度分布の測定誤差等に伴う算出誤差が、求められ
る波面収差量に対して大きいため、結果的に正確な波面
収差を算出できないという問題ある。
もともと発生している収差が極めて小さい。そのため、
位相回復法を用いて投影レンズの波面収差を算出する
と、強度分布の測定誤差等に伴う算出誤差が、求められ
る波面収差量に対して大きいため、結果的に正確な波面
収差を算出できないという問題ある。
【００１４】また、前述のように、露光パターンの微細
化により、投影レンズの収差の影響は相対的に大きくな
ってきており、これまで以上に、正確に波面収差を求め
る必要がある。
化により、投影レンズの収差の影響は相対的に大きくな
ってきており、これまで以上に、正確に波面収差を求め
る必要がある。
【００１５】さらに、光の強度分布を測定するために、
従来の露光装置では、図７に示したように、ステージ７
４上に光強度検出装置７８を設けており、高速で駆動す
るステージ７４に重量物を搭載することになり、ステー
ジの設計難易度が上がったりステージ駆動速度の低下に
よりスループットが低下したりするなどの問題が生じ
る。
従来の露光装置では、図７に示したように、ステージ７
４上に光強度検出装置７８を設けており、高速で駆動す
るステージ７４に重量物を搭載することになり、ステー
ジの設計難易度が上がったりステージ駆動速度の低下に
よりスループットが低下したりするなどの問題が生じ
る。
【００１６】特に、強度分布をより詳細に測定するため
に、図８に示したように拡大光学系を用いる場合には、
ステージ７４上に拡大光学系８０を設置する必要があ
り、さらに重量の問題が生ずることとなる。
に、図８に示したように拡大光学系を用いる場合には、
ステージ７４上に拡大光学系８０を設置する必要があ
り、さらに重量の問題が生ずることとなる。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本願第１の発明では、投影光学系を通った光によ
りマスクの像を形成する投影装置において、投影光学系
を複数回通った光により形成されるマスク像の光強度分
布に基づいて投影光学系の波面収差を得るようにしてい
る。
めに、本願第１の発明では、投影光学系を通った光によ
りマスクの像を形成する投影装置において、投影光学系
を複数回通った光により形成されるマスク像の光強度分
布に基づいて投影光学系の波面収差を得るようにしてい
る。
【００１８】また、本願第２の発明では、投影光学系を
通った光により、ステージに配置された感光性部材上等
にマスクの像を形成する露光装置において、ステージに
反射部を設け、投影光学系を通って上記反射部で反射
し、再度投影光学系を通った光により形成されるマスク
の像の光強度分布に基づいて投影光学系の波面収差を得
るようにしている。
通った光により、ステージに配置された感光性部材上等
にマスクの像を形成する露光装置において、ステージに
反射部を設け、投影光学系を通って上記反射部で反射
し、再度投影光学系を通った光により形成されるマスク
の像の光強度分布に基づいて投影光学系の波面収差を得
るようにしている。
【００１９】具体的には、例えば、（光源から射出さ
れ）マスクを通って投影光学系に入射し、この投影光学
系から射出して反射部材又はステージ上に設けた反射部
で反射されて再度投影光学系を通った光によって形成さ
れるマスクの像の光強度分布を測定するための測定手段
に導くように構成する。そして、マスクの像の結像位置
やデフォーカス位置での光強度分布に基づいて、位相回
復法等により投影光学系の波面収差を得る構成とする。
れ）マスクを通って投影光学系に入射し、この投影光学
系から射出して反射部材又はステージ上に設けた反射部
で反射されて再度投影光学系を通った光によって形成さ
れるマスクの像の光強度分布を測定するための測定手段
に導くように構成する。そして、マスクの像の結像位置
やデフォーカス位置での光強度分布に基づいて、位相回
復法等により投影光学系の波面収差を得る構成とする。
【００２０】ここで、上記ステージ上に設けられた反射
部が平面反射面を有する場合には、この平面反射面の高
さをステージに配置される感光性部材とほぼ同じ高さと
するのが望ましく、また、反射部が球面反射面を有する
場合にはこの球面反射面の曲率中心の高さをステージに
配置される感光性部材とほぼ同じ高さとするのが望まし
い。
部が平面反射面を有する場合には、この平面反射面の高
さをステージに配置される感光性部材とほぼ同じ高さと
するのが望ましく、また、反射部が球面反射面を有する
場合にはこの球面反射面の曲率中心の高さをステージに
配置される感光性部材とほぼ同じ高さとするのが望まし
い。
【００２１】このような投影装置および露光装置によれ
ば、投影光学系の波面収差のの成分のうち、球面収差や
非点収差等の対称な収差に関して感度を２倍にして、計
測することが可能となり、波面収差をより正確に算出で
きるようになる。
ば、投影光学系の波面収差のの成分のうち、球面収差や
非点収差等の対称な収差に関して感度を２倍にして、計
測することが可能となり、波面収差をより正確に算出で
きるようになる。
【００２２】特に、上記第２の発明によれば、露光装置
本体上にて投影光学系の波面収差をより精度良く調整す
ることが可能となり、しかも、球面反射面を有する反射
部を設ける場合には、波面収差のうちコマ収差に代表さ
れる非対称成分の感度をも少なくとも２倍にして計測す
ることが可能となり、波面収差をさらに正確に算出でき
るようになる。
本体上にて投影光学系の波面収差をより精度良く調整す
ることが可能となり、しかも、球面反射面を有する反射
部を設ける場合には、波面収差のうちコマ収差に代表さ
れる非対称成分の感度をも少なくとも２倍にして計測す
ることが可能となり、波面収差をさらに正確に算出でき
るようになる。
【００２３】また、上記第２の発明によれば、ステージ
上には平面反射部や球面反射部を設けるだけでよいた
め、光強度検出装置等の測定手段や拡大光学系をステー
ジ上に設ける必要がなく、ステージ駆動速度を低下させ
ることなく、強度分布を計測することが可能となる。
上には平面反射部や球面反射部を設けるだけでよいた
め、光強度検出装置等の測定手段や拡大光学系をステー
ジ上に設ける必要がなく、ステージ駆動速度を低下させ
ることなく、強度分布を計測することが可能となる。
【００２４】なお、上記の方法で算出した波面収差に基
づいて、露光前に投影光学系の波面収差を調整すること
により、従来よりも収差の影響を低減して露光すること
が可能となる。
づいて、露光前に投影光学系の波面収差を調整すること
により、従来よりも収差の影響を低減して露光すること
が可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１には、本発
明の第１実施形態である露光装置（投影装置を含む）を
示している。図７に示した従来の位相回復法による波面
算出機構を有する露光装置との大きな違いは、ウエハス
テージ４上にウエハ（感光性部材）３の露光面と同じ高
さになるように平面ミラー８を設けた点、及びレチクル
２と投影レンズ１との間にハーフミラー７を配置し、従
来ウエハ側に設けられていた光強度検出装置（測定手
段）８をレチクル側に設けた点である。
明の第１実施形態である露光装置（投影装置を含む）を
示している。図７に示した従来の位相回復法による波面
算出機構を有する露光装置との大きな違いは、ウエハス
テージ４上にウエハ（感光性部材）３の露光面と同じ高
さになるように平面ミラー８を設けた点、及びレチクル
２と投影レンズ１との間にハーフミラー７を配置し、従
来ウエハ側に設けられていた光強度検出装置（測定手
段）８をレチクル側に設けた点である。
【００２６】なお、図１において、５はウエハステージ
４を駆動するステージ駆動装置であり、１１は以下に説
明する２つの光強度分布の結果を用いて投影レンズ７１
の波面収差を算出する情報処理装置である。
４を駆動するステージ駆動装置であり、１１は以下に説
明する２つの光強度分布の結果を用いて投影レンズ７１
の波面収差を算出する情報処理装置である。
【００２７】この露光装置では、不図示の光源から射出
した露光波長の照明光束ＩＬのうちレチクル２上のパタ
ーンを通過した光束によって形成されるパターン像（マ
スク像）は、ハーフミラー７を透過し、投影レンズ１を
通って平面ミラー６上に結像するとともに、平面ミラー
６により反射される。反射した光束は、再び投影レンズ
１を通って、ハーフミラー７で反射され、光強度検出装
置８上に結像する。このときの光の強度分布Ａ（フォー
カス面での強度分布）を光強度検出装置８により計測す
る。
した露光波長の照明光束ＩＬのうちレチクル２上のパタ
ーンを通過した光束によって形成されるパターン像（マ
スク像）は、ハーフミラー７を透過し、投影レンズ１を
通って平面ミラー６上に結像するとともに、平面ミラー
６により反射される。反射した光束は、再び投影レンズ
１を通って、ハーフミラー７で反射され、光強度検出装
置８上に結像する。このときの光の強度分布Ａ（フォー
カス面での強度分布）を光強度検出装置８により計測す
る。
【００２８】次に、光強度検出装置８の位置を変えて、
レチクル２上のパターンの像が、光強度検出装置８上で
デフォーカスした状態にし、この状態での光の強度分布
Ｂ（デフォーカス面での強度分布）を計測する。
レチクル２上のパターンの像が、光強度検出装置８上で
デフォーカスした状態にし、この状態での光の強度分布
Ｂ（デフォーカス面での強度分布）を計測する。
【００２９】そして、強度分布Ａと強度分布Ｂとを用い
て、図６に示したフローチャートに従って、位相回復法
により投影レンズ１の波面収差を算出する。具体的に
は、強度分布Ａに任意の初期位相を与え、フーリエ変換
し、瞳面での複素振幅分布を求める。次に、瞳面と強度
分布Ｂを測定したデフォーカス面とがフーリエ変換（像
と瞳）の関係になるように瞳面での複素振幅分布の位相
部に補正を加えたのち、その複素振幅分布を逆フーリエ
変換して、今度はデフォーカス面での複素振幅分布を求
める。
て、図６に示したフローチャートに従って、位相回復法
により投影レンズ１の波面収差を算出する。具体的に
は、強度分布Ａに任意の初期位相を与え、フーリエ変換
し、瞳面での複素振幅分布を求める。次に、瞳面と強度
分布Ｂを測定したデフォーカス面とがフーリエ変換（像
と瞳）の関係になるように瞳面での複素振幅分布の位相
部に補正を加えたのち、その複素振幅分布を逆フーリエ
変換して、今度はデフォーカス面での複素振幅分布を求
める。
【００３０】次に、デフォーカス面での複素振幅分布の
うち、位相の項は変更せずに、強度の項にあたる絶対値
のみデフォーカス面での強度の実測値に基づいた値に変
更し、その後、フーリエ変換して瞳の複素振幅分布を求
める。
うち、位相の項は変更せずに、強度の項にあたる絶対値
のみデフォーカス面での強度の実測値に基づいた値に変
更し、その後、フーリエ変換して瞳の複素振幅分布を求
める。
【００３１】次に、再度、瞳面とフォーカス面とがフー
リエ変換の関係に戻るように、瞳面での複素振幅分布の
位相部に補正を加えた後、逆変換を行い、フォーカス面
での複素振幅分布を計算する。ここで、再び、強度の項
のみ実測値に基づいて変更し、フーリエ変換する。
リエ変換の関係に戻るように、瞳面での複素振幅分布の
位相部に補正を加えた後、逆変換を行い、フォーカス面
での複素振幅分布を計算する。ここで、再び、強度の項
のみ実測値に基づいて変更し、フーリエ変換する。
【００３２】以上の繰り返しにより、結像位置での複素
振幅分布が算出され、その分布をフーリエ変換すること
により、瞳面での位相分布、すなわち投影レンズの波面
収差を算出することができる。
振幅分布が算出され、その分布をフーリエ変換すること
により、瞳面での位相分布、すなわち投影レンズの波面
収差を算出することができる。
【００３３】ここで、本実施形態では、平面ミラー６に
よりレチクル２上のパターンの像は、２回投影レンズ１
を通って光強度検出装置８上に結像しているため、図７
に示した従来の装置と比較して、波面収差の成分のう
ち、球面収差、非点収差などの対称成分のみ感度が２倍
になる。
よりレチクル２上のパターンの像は、２回投影レンズ１
を通って光強度検出装置８上に結像しているため、図７
に示した従来の装置と比較して、波面収差の成分のう
ち、球面収差、非点収差などの対称成分のみ感度が２倍
になる。
【００３４】対称成分のみ２倍になる理由は、投影レン
ズ１内の行き（レチクル側からウエハ側に向かうとき）
と帰り（ウエハ側からレチクル側に向かうとき）とで投
影レンズ１を通る光束が主光線を軸に回転対称になるた
め、非対称な成分はキャンセルされるためである。
ズ１内の行き（レチクル側からウエハ側に向かうとき）
と帰り（ウエハ側からレチクル側に向かうとき）とで投
影レンズ１を通る光束が主光線を軸に回転対称になるた
め、非対称な成分はキャンセルされるためである。
【００３５】以上のように、本実施形態では、ステージ
４上に平面ミラー６を設け、投影レンズ１を２回通った
光束により形成されるパターン像の光強度分布を光強度
検出装置８で測定するため、波面収差のうち対称成分の
感度を従来の２倍にすることが可能となる。したがっ
て、従来に比べてより正確な波面収差の算出が可能とな
る。
４上に平面ミラー６を設け、投影レンズ１を２回通った
光束により形成されるパターン像の光強度分布を光強度
検出装置８で測定するため、波面収差のうち対称成分の
感度を従来の２倍にすることが可能となる。したがっ
て、従来に比べてより正確な波面収差の算出が可能とな
る。
【００３６】また、従来のようにステージ上に光強度検
出装置を設置する必要がないため、ステージの駆動速度
を低下させることなく、強度分布を計測することができ
る。 （第２実施形態）図２には、本発明の第２実施形態であ
る露光装置（投影装置を含む）を示している。なお、図
２において、第１実施形態と共通の構成要素については
第１実施形態と同符号を付す。
出装置を設置する必要がないため、ステージの駆動速度
を低下させることなく、強度分布を計測することができ
る。 （第２実施形態）図２には、本発明の第２実施形態であ
る露光装置（投影装置を含む）を示している。なお、図
２において、第１実施形態と共通の構成要素については
第１実施形態と同符号を付す。
【００３７】上述した第１実施形態では、平面ミラー６
をウエハステージ４上に設けた場合について説明した
が、本実施形態では、球面ミラー９をウエハステージ１
４に一体的に又は組み込みにより形成している。
をウエハステージ４上に設けた場合について説明した
が、本実施形態では、球面ミラー９をウエハステージ１
４に一体的に又は組み込みにより形成している。
【００３８】ここで、球面ミラー９の曲率中心は、ウエ
ハ３の露光面と同じ高さとなるように構成されている。
これにより、撮影レンズの行き（レチクル側からウエハ
側に向かうとき）と帰り（ウエハ側からレチクル側に向
かうとき）とで光束の投影レンズ１を通る位置が同じに
なるため、波面収差のうちコマ収差に代表される非対称
成分を含む全ての成分の感度を、図７に示した従来の装
置と比較して２倍にすることが可能なる。したがって、
従来および第１実施形態の装置に比べてさらに正確な波
面収差の算出が可能となる。
ハ３の露光面と同じ高さとなるように構成されている。
これにより、撮影レンズの行き（レチクル側からウエハ
側に向かうとき）と帰り（ウエハ側からレチクル側に向
かうとき）とで光束の投影レンズ１を通る位置が同じに
なるため、波面収差のうちコマ収差に代表される非対称
成分を含む全ての成分の感度を、図７に示した従来の装
置と比較して２倍にすることが可能なる。したがって、
従来および第１実施形態の装置に比べてさらに正確な波
面収差の算出が可能となる。
【００３９】また、本実施形態の装置においても、第１
実施形態と同様に、ステージ１４上に光強度検出装置を
設置する必要がないため、ステージ１４の駆動速度を低
下させることなく、強度分布を計測することができる。
実施形態と同様に、ステージ１４上に光強度検出装置を
設置する必要がないため、ステージ１４の駆動速度を低
下させることなく、強度分布を計測することができる。
【００４０】なお、本実施形態では、球面ミラー９を凹
面ミラーとしたが、その曲率中心がウエハ露光面と同じ
高さになる凸面ミラーでもよい。
面ミラーとしたが、その曲率中心がウエハ露光面と同じ
高さになる凸面ミラーでもよい。
【００４１】（第３実施形態）図３には、本発明の第３
実施形態である露光装置（投影装置を含む）を示してい
る。なお、なお、本実施形態は第２実施形態の変形例と
して示しており、図３において、第２実施形態と共通の
構成要素については第２実施形態と同符号を付す。
実施形態である露光装置（投影装置を含む）を示してい
る。なお、なお、本実施形態は第２実施形態の変形例と
して示しており、図３において、第２実施形態と共通の
構成要素については第２実施形態と同符号を付す。
【００４２】本実施形態は、第２実施形態の変形例であ
り、光強度検出装置８とハーフミラー７との間に拡大光
学系１０を配置している。この拡大光学系１０により、
レチクル２上のパターンの結像位置での像およびデフォ
ーカスした位置での像を拡大して光強度検出装置８に結
像させることができる。
り、光強度検出装置８とハーフミラー７との間に拡大光
学系１０を配置している。この拡大光学系１０により、
レチクル２上のパターンの結像位置での像およびデフォ
ーカスした位置での像を拡大して光強度検出装置８に結
像させることができる。
【００４３】したがって、位相回復法に必要な像面での
強度分布とデフォーカス位置での強度分布をより精細に
測定することが可能となり、波面収差の算出精度が向上
する。また、図８に示す従来の拡大光学系を備えた装置
と比較して、拡大光学系をステージ上に設置する必要が
ないため、ステージの駆動速度を低下させることなく、
強度分布を精細に計測することができる。
強度分布とデフォーカス位置での強度分布をより精細に
測定することが可能となり、波面収差の算出精度が向上
する。また、図８に示す従来の拡大光学系を備えた装置
と比較して、拡大光学系をステージ上に設置する必要が
ないため、ステージの駆動速度を低下させることなく、
強度分布を精細に計測することができる。
【００４４】なお、第１実施形態の装置において、本実
施形態のように光強度検出装置８とハーフミラー７との
間に拡大光学系１０を配置してもよい。
施形態のように光強度検出装置８とハーフミラー７との
間に拡大光学系１０を配置してもよい。
【００４５】（第４実施形態）図４には、本発明の第３
実施形態である露光装置（投影装置を含む）を示してい
る。なお、本実施形態は第３実施形態の変形例として示
しており、図４において、第３実施形態と共通の構成要
素については第３実施形態と同符号を付す。
実施形態である露光装置（投影装置を含む）を示してい
る。なお、本実施形態は第３実施形態の変形例として示
しており、図４において、第３実施形態と共通の構成要
素については第３実施形態と同符号を付す。
【００４６】第３実施形態の装置では、前述したよう
に、ミラー９を用いることにより従来と比較して投影レ
ンズ１の波面収差を２倍の感度で算出することが可能と
なった。そこで、本実施形態では、算出された波面収差
の結果に基づいて、投影レンズ１内に設置した収差補正
光学系（収差調整手段）１２により投影レンズ１の収差
補正を行ったり、投影レンズ１内の各レンズの空気間隔
等を調整したりするようにしているる。
に、ミラー９を用いることにより従来と比較して投影レ
ンズ１の波面収差を２倍の感度で算出することが可能と
なった。そこで、本実施形態では、算出された波面収差
の結果に基づいて、投影レンズ１内に設置した収差補正
光学系（収差調整手段）１２により投影レンズ１の収差
補正を行ったり、投影レンズ１内の各レンズの空気間隔
等を調整したりするようにしているる。
【００４７】ここで、収差補正光学系１２としては、特
開平１０−２４２０４８号公報にて提案されているよう
な、同一形状の１対の非球面光学素子を、非球面が対向
するように配置して構成された光学素子を用いている。
開平１０−２４２０４８号公報にて提案されているよう
な、同一形状の１対の非球面光学素子を、非球面が対向
するように配置して構成された光学素子を用いている。
【００４８】本実施形態の装置によれば、収差を低減し
た状態でウエハ３を露光することが可能となる。特に、
従来と比較して、２倍の敏感度で収差を計測することが
可能であるため、より正確に収差を追い込んだ状態に投
影レンズ１を調整することが可能となる。
た状態でウエハ３を露光することが可能となる。特に、
従来と比較して、２倍の敏感度で収差を計測することが
可能であるため、より正確に収差を追い込んだ状態に投
影レンズ１を調整することが可能となる。
【００４９】なお、本実施形態では、収差補正光学系１
２を投影レンズ１の瞳面近傍に設置した場合について説
明したが、投影レンズ１−ウエハ３間や、投影レンズ１
−レチクル２間に設置してもよいし、複数の素子を設置
してもよい。
２を投影レンズ１の瞳面近傍に設置した場合について説
明したが、投影レンズ１−ウエハ３間や、投影レンズ１
−レチクル２間に設置してもよいし、複数の素子を設置
してもよい。
【００５０】また、第１，２実施形態の装置において、
本実施形態のように収差補正光学系を設けてもよい。
本実施形態のように収差補正光学系を設けてもよい。
【００５１】また、本実施形態では、収差補正光学系と
して一対の非球面光学素子を用いる場合について説明し
たが、本発明における収差調整手段としてはこれに限る
わけではない。例えば、投影レンズ内の複数のレンズを
駆動して収差補正を行う構成を用いたり、投影レンズと
ウエハ間や投影レンズとレチクル間に１枚または２枚以
上の平行平板を設置して、それらの平行平板の角度を変
化させる構成を採用してもよい。
して一対の非球面光学素子を用いる場合について説明し
たが、本発明における収差調整手段としてはこれに限る
わけではない。例えば、投影レンズ内の複数のレンズを
駆動して収差補正を行う構成を用いたり、投影レンズと
ウエハ間や投影レンズとレチクル間に１枚または２枚以
上の平行平板を設置して、それらの平行平板の角度を変
化させる構成を採用してもよい。
【００５２】さらに、上記各実施形態では、フォーカス
面（像面）と１つのデフォーカス面から投影レンズの波
面収差を算出したが、フォーカス面（像面）を用いずに
２つの異なるデフォーカス面の強度分布から投影レンズ
の波面収差を算出することも可能である。また、フォー
カス面（像面）と複数のデフォーカス面、すなわち３つ
以上の位置での強度分布を用いて、波面収差を算出する
ことも可能である。
面（像面）と１つのデフォーカス面から投影レンズの波
面収差を算出したが、フォーカス面（像面）を用いずに
２つの異なるデフォーカス面の強度分布から投影レンズ
の波面収差を算出することも可能である。また、フォー
カス面（像面）と複数のデフォーカス面、すなわち３つ
以上の位置での強度分布を用いて、波面収差を算出する
ことも可能である。
【００５３】また、上記各実施形態では、露光装置につ
いて説明したが、本発明は露光装置に限らず、各種投影
装置における投影光学系の収差算出にも用いることがで
きる。さらに、本発明は、投影光学系の波面収差算出の
みならず、各種光学的情報の算出等にも応用可能であ
る。
いて説明したが、本発明は露光装置に限らず、各種投影
装置における投影光学系の収差算出にも用いることがで
きる。さらに、本発明は、投影光学系の波面収差算出の
みならず、各種光学的情報の算出等にも応用可能であ
る。
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように、本願第１および第
２の発明によれば、投影光学系を複数回通った光により
形成されるマスクの像の光強度分布に基づいて投影光学
系の波面収差を得るようにしているので、投影光学系の
波面収差の成分のうち、球面収差や非点収差等の対称な
収差に関して感度を２倍にして計測することができ、波
面収差をより正確に算出することができる。
２の発明によれば、投影光学系を複数回通った光により
形成されるマスクの像の光強度分布に基づいて投影光学
系の波面収差を得るようにしているので、投影光学系の
波面収差の成分のうち、球面収差や非点収差等の対称な
収差に関して感度を２倍にして計測することができ、波
面収差をより正確に算出することができる。
【００５５】特に、上記本願第２の発明によれば、露光
装置本体上にて投影光学系の波面収差をより精度良く調
整することができる。しかも、球面反射面を有する反射
部を設ける場合には、波面収差のうちコマ収差に代表さ
れる非対称成分の感度をも少なくとも２倍にして計測す
ることが可能となり、波面収差をさらに正確に算出でき
る。
装置本体上にて投影光学系の波面収差をより精度良く調
整することができる。しかも、球面反射面を有する反射
部を設ける場合には、波面収差のうちコマ収差に代表さ
れる非対称成分の感度をも少なくとも２倍にして計測す
ることが可能となり、波面収差をさらに正確に算出でき
る。
【００５６】また、上記第２の発明によれば、ステージ
上には平面反射部や球面反射部を設けるだけでよいた
め、光強度検出装置等の測定手段や拡大光学系をステー
ジ上に設ける必要がなく、ステージ駆動速度を低下させ
ることなく、強度分布を計測することができる。
上には平面反射部や球面反射部を設けるだけでよいた
め、光強度検出装置等の測定手段や拡大光学系をステー
ジ上に設ける必要がなく、ステージ駆動速度を低下させ
ることなく、強度分布を計測することができる。
【００５７】そして、上記の方法で算出した波面収差に
基づいて、露光前に投影光学系の波面収差を調整するこ
とにより、従来よりも収差の影響を低減して露光するこ
とができる。
基づいて、露光前に投影光学系の波面収差を調整するこ
とにより、従来よりも収差の影響を低減して露光するこ
とができる。
【図１】本発明の第１実施形態である露光装置の説明
図。
図。
【図２】本発明の第２実施形態である露光装置の説明
図。
図。
【図３】本発明の第３実施形態である露光装置の説明
図。
図。
【図４】本発明の第４実施形態である露光装置の説明
図。
図。
【図５】位相回復法の説明図。
【図６】デフォーカス面での強度分布を用いる位相回復
法の説明図。
法の説明図。
【図７】従来の露光装置の説明図。
【図８】拡大光学系を有する従来の露光装置の説明図。
１：投影レンズ ２：レチクル ３：ウエハ ４：ウエハステージ ５：ステージ駆動装置 ６：平面ミラー ７：ハーフミラー ８：光強度測定装置 ９：球面ミラー １０：拡大光学系 １１：情報処理装置 １２：収差補正光学系 ＩＬ：照明光束 ＡＸ：投影レンズの光軸
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年２月７日（２０００．２．７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本願第１の発明では、投影光学系を有する投影装
置において、投影光学系を複数回通った光が形成する所
定のパターンの像の光強度分布に基づいて投影光学系の
波面収差を得るようにしている。
めに、本願第１の発明では、投影光学系を有する投影装
置において、投影光学系を複数回通った光が形成する所
定のパターンの像の光強度分布に基づいて投影光学系の
波面収差を得るようにしている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１８】また、本願第２の発明では、マスクの回路
パターンを投影光学系により、ステージに配置された感
光性部材等に投影する露光装置において、ステージに反
射部を設け、投影光学系を通って上記反射部で反射し、
再度投影光学系を通った光が形成する所定のパターンの
像の光強度分布に基づいて投影光学系の波面収差を得る
ようにしている。
パターンを投影光学系により、ステージに配置された感
光性部材等に投影する露光装置において、ステージに反
射部を設け、投影光学系を通って上記反射部で反射し、
再度投影光学系を通った光が形成する所定のパターンの
像の光強度分布に基づいて投影光学系の波面収差を得る
ようにしている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】具体的には、例えば、マスクに形成した所
定パターンから出て投影光学系を通った光を反射部材又
はステージ上に設けた反射部で反射させて再度投影光学
系を通し、この光を、該光によって形成される上記所定
パターンの像の光強度分布を測定するための測定手段に
導くように構成する。そして、上記所定パターンの像の
フォーカス位置での上記所定パターンの像の光強度分布
および１つ以上のデフォーカス位置での上記所定パター
ンの像の光強度分布、若しくは複数のデフォーカス位置
での上記所定パターンの像の光強度分布に基づいて、位
相回復法等により投影光学系の波面収差を得る構成とす
る。
定パターンから出て投影光学系を通った光を反射部材又
はステージ上に設けた反射部で反射させて再度投影光学
系を通し、この光を、該光によって形成される上記所定
パターンの像の光強度分布を測定するための測定手段に
導くように構成する。そして、上記所定パターンの像の
フォーカス位置での上記所定パターンの像の光強度分布
および１つ以上のデフォーカス位置での上記所定パター
ンの像の光強度分布、若しくは複数のデフォーカス位置
での上記所定パターンの像の光強度分布に基づいて、位
相回復法等により投影光学系の波面収差を得る構成とす
る。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２１】このような投影装置および露光装置によれ
ば、投影光学系の波面収差の成分のうち、球面収差や非
点収差等の対称な収差に関して感度を２倍にして、計測
することが可能となり、波面収差をより正確に算出でき
るようになる。
ば、投影光学系の波面収差の成分のうち、球面収差や非
点収差等の対称な収差に関して感度を２倍にして、計測
することが可能となり、波面収差をより正確に算出でき
るようになる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２６】なお、図１において、５はウエハステージ
４を駆動するステージ駆動装置であり、１１は以下に説
明する２つの光強度分布の結果を用いて投影レンズ１の
波面収差を算出する情報処理装置である。
４を駆動するステージ駆動装置であり、１１は以下に説
明する２つの光強度分布の結果を用いて投影レンズ１の
波面収差を算出する情報処理装置である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４１】（第３実施形態）図３には、本発明の第３
実施形態である露光装置（投影装置を含む）を示してい
る。なお、本実施形態は第２実施形態の変形例として示
しており、図３において、第２実施形態と共通の構成要
素については第２実施形態と同符号を付す。
実施形態である露光装置（投影装置を含む）を示してい
る。なお、本実施形態は第２実施形態の変形例として示
しており、図３において、第２実施形態と共通の構成要
素については第２実施形態と同符号を付す。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように、本願第１および第
２の発明によれば、投影光学系を複数回通った光が形成
する所定のパターンの像の光強度分布に基づいて投影光
学系の波面収差を得るようにしているので、投影光学系
の波面収差の成分のうち、球面収差や非点収差等の対称
な収差に関して感度を２倍にして計測することができ、
波面収差をより正確に算出することができる。
２の発明によれば、投影光学系を複数回通った光が形成
する所定のパターンの像の光強度分布に基づいて投影光
学系の波面収差を得るようにしているので、投影光学系
の波面収差の成分のうち、球面収差や非点収差等の対称
な収差に関して感度を２倍にして計測することができ、
波面収差をより正確に算出することができる。
Claims (15)
- 【請求項１】 投影光学系を通った光によりマスクの像
を形成する投影装置において、 前記投影光学系を複数回通った光により形成されるマス
クの像の光強度分布に基づいて前記投影光学系の波面収
差を得ることを特徴とする投影装置。 - 【請求項２】 前記投影光学系を往復して通った光によ
り形成されるマスクの像の光強度分布に基づいて前記投
影光学系の波面収差を得ることを特徴とする請求項１に
記載の投影装置。 - 【請求項３】 投影光学系を通った光を反射させて、再
度前記投影光学系を通してマスクの像を形成させる反射
部材を有することを特徴とする請求項２に記載の投影装
置。 - 【請求項４】 マスクを通った光を前記投影光学系に入
射させるとともに、この投影光学系から射出し前記反射
部材により反射されて再度前記投影光学系を通った光を
マスクの像の光強度分布を測定するための測定手段に導
く導光手段を有することを特徴とする請求項３に記載の
投影装置。 - 【請求項５】 マスクの像の光強度分布を測定するため
の測定手段への光路上に拡大光学系を配置したことを特
徴とする請求項１から４のいずれかに記載の投影装置。 - 【請求項６】 前記マスクの像の結像位置での光強度分
布および１つ以上のデフォーカス位置での光強度分布又
は複数のデフォーカス位置での光強度分布に基づいて位
相回復法により前記投影光学系の波面収差を得ることを
特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の投影装
置。 - 【請求項７】 前記得られた波面収差に基づいて前記投
影光学系の収差を調整する収差調整手段を有することを
特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の投影装
置。 - 【請求項８】 投影光学系を通った光により、ステージ
に配置された感光性部材上等に回路パターンの像を形成
する露光装置において、 前記ステージに反射部を設け、 前記投影光学系を通って前記反射部で反射し、再度前記
投影光学系を通った光により形成されるマスクの像の光
強度分布に基づいて前記投影光学系の波面収差を得るこ
とを特徴とする露光装置。 - 【請求項９】 前記反射部が平面反射面を有しており、 この平面反射面の高さを前記ステージに配置される感光
性部材とほぼ同じ高さとしたことを特徴とする請求項８
に記載の露光装置。 - 【請求項１０】 前記反射部が球面反射面を有してお
り、 この球面反射面の曲率中心の高さを前記ステージに配置
される感光性部材とほぼ同じ高さとしたことを特徴とす
る請求項８に記載の露光装置。 - 【請求項１１】 マスクを通った光を前記投影光学系に
入射させるとともに、この投影光学系から射出し前記反
射部により反射されて再度前記投影光学系を通った光を
マスクの像の光強度分布を測定するための測定手段に導
く導光手段を有することを特徴とする請求項８から１０
のいずれかに記載の露光装置。 - 【請求項１２】 マスクの像の光強度分布を測定するた
めの測定手段への光路上に拡大光学系を配置したことを
特徴とする請求項８から１１のいずれかに記載の投影装
置。 - 【請求項１３】 前記マスクの像の結像位置での光強度
分布および１つ以上のデフォーカス位置での光強度分布
又は複数のデフォーカス位置での光強度分布に基づいて
位相回復法により前記投影光学系の波面収差を得ること
を特徴とする請求項８から１２のいずれかに記載の露光
装置。 - 【請求項１４】 前記得られた波面収差に基づいて前記
投影光学系の収差を調整する収差調整手段を有すること
を特徴とする請求項８から１２のいずれかに記載の露光
装置。 - 【請求項１５】 前記マスクの像が、レチクル又はフォ
トマスクに形成されたパターンの投影像であることを特
徴とする請求項８から１４のいずれかに記載の露光装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37370698A JP3315658B2 (ja) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | 投影装置および露光装置 |
| US09/472,994 US6278514B1 (en) | 1998-12-28 | 1999-12-28 | Exposure apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37370698A JP3315658B2 (ja) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | 投影装置および露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000195782A true JP2000195782A (ja) | 2000-07-14 |
| JP3315658B2 JP3315658B2 (ja) | 2002-08-19 |
Family
ID=18502624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP37370698A Expired - Fee Related JP3315658B2 (ja) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | 投影装置および露光装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6278514B1 (ja) |
| JP (1) | JP3315658B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000340488A (ja) * | 1999-05-28 | 2000-12-08 | Canon Inc | 投影露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法 |
| JP2005510860A (ja) * | 2001-11-27 | 2005-04-21 | エイエスエムエル ネザランドズ ベスローテン フエンノートシャップ | 画像化装置 |
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