JP2001250760A - Aberration measuring method, mask detecting method to use said method and exposure method - Google Patents

Aberration measuring method, mask detecting method to use said method and exposure method

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JP2001250760A
JP2001250760A JP2000060673A JP2000060673A JP2001250760A JP 2001250760 A JP2001250760 A JP 2001250760A JP 2000060673 A JP2000060673 A JP 2000060673A JP 2000060673 A JP2000060673 A JP 2000060673A JP 2001250760 A JP2001250760 A JP 2001250760A
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aberration
mark
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有歩 金谷
Shinichi Nakajima
伸一 中島
Hiroshi Chiba
洋 千葉
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • 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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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (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 find coma in an optical system for detection, which causes the error between the detected values of the relative positions of patterns and the detected values of the relative positions of patterns due to a change in the line width of a mark and a change in the position of a focus, with high accuracy. SOLUTION: A first mark M1X consisting of two recessed patterns M1Xa and M1Xb of the same line width dI is imaged via an imaging optical system, which is used as an optical system for detection, while the position of a focus is changed and the relative positions MD1 of both patterns M1Xa and M1Xb are measured. Then a second mask M2 consisting of a recessed pattern M2Xa of a line width d2 and a recessed pattern M2Xb of the line width d1 is imaged while the position of the focus is changed and the relative positions MD2 of both patterns M2Xa and M2Xb are measured. The amount ΔMD of change of the detected values of the relative positions due to a coma is found from the difference between the relative positions MD1 and the relative positions MD2 and the coma of the imaging optical system is found from the relation between the amount ΔMD of change of the detected values of the relative positions previously found by a simulation and the amount of the coma of the imaging optical system.

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、被検マークからの
光束を集光する検出用の光学系の収差計測方法に関し、
例えば半導体集積回路、撮像素子(CCD等)、液晶デ
ィスプレイ、若しくは薄膜磁気ヘッド等の微細パターン
を形成するためのリソグラフィ工程で用いられる露光装
置に備えられたアライメントセンサに使用して好適なも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for measuring aberration of an optical system for detecting a light beam from a test mark.
For example, it is suitable for use as an alignment sensor provided in an exposure apparatus used in a lithography process for forming a fine pattern such as a semiconductor integrated circuit, an image pickup device (such as a CCD), a liquid crystal display, or a thin film magnetic head. .

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路等を製造する際に、マス
クとしてのレチクルのパターンの像を投影光学系を介し
て、フォトレジストが塗布されたウエハ(又はガラスプ
レート等)上の各ショット領域に転写する投影露光装置
(ステッパー等)が使用されている。例えば半導体集積
回路は、ウエハ上に数十層に亘る回路パターンを所定の
位置関係で積み重ねて形成されるため、例えば2層目以
降の回路パターンをウエハ上に投影露光する際には、ウ
エハ上の各ショット領域内にそれまでのプロセスで形成
されている回路パターンと、これから露光するレチクル
のパターンの像との位置合わせ(アライメント)を高精
度に行う必要がある。
2. Description of the Related Art When manufacturing a semiconductor integrated circuit or the like, an image of a reticle pattern as a mask is projected onto each shot area on a wafer (or a glass plate or the like) coated with a photoresist through a projection optical system. A projection exposure apparatus (stepper or the like) for transferring is used. For example, a semiconductor integrated circuit is formed by stacking circuit patterns of several tens of layers on a wafer in a predetermined positional relationship. For example, when projecting and exposing the circuit patterns of the second and subsequent layers on the wafer, It is necessary to perform high-accuracy alignment (alignment) between the circuit pattern formed in each of the shot areas by the previous process and the image of the reticle pattern to be exposed.

【0003】このため、投影露光装置には、レチクルや
ウエハ上に設けられたアライメントマーク(レチクルマ
ーク又はウエハマーク)の位置を検出するアライメント
センサが備えられている。このアライメントセンサには
種々の方式があるが、レチクルマークを検出するアライ
メントセンサには、露光用の照明光(露光光)でレチク
ルマークを照明してCCDカメラ等で撮像し、得られた
画像データを画像処理してレチクルマークの位置を計測
するVRA(Visual Reticle Alignment)方式等の露光
光を用いる方式が用いられる。
For this purpose, the projection exposure apparatus is provided with an alignment sensor for detecting the position of an alignment mark (reticle mark or wafer mark) provided on a reticle or wafer. There are various types of alignment sensors, and the alignment sensor that detects the reticle mark illuminates the reticle mark with exposure illumination light (exposure light), captures an image with a CCD camera, etc., and obtains image data. And a method using exposure light such as a VRA (Visual Reticle Alignment) method for measuring the position of a reticle mark by image processing.

【0004】また、ウエハマークを検出するアライメン
トセンサには、例えばハロゲンランプ等を光源とする波
長帯域幅の広い光でウエハマークを照明してCCDカメ
ラ等で撮像し、得られたウエハマークの画像データを画
像処理してウエハマークの位置を計測するFIA(Fiel
d Image Alignment)方式等が用いられる。
An alignment sensor for detecting a wafer mark is illuminated with light having a wide wavelength band, for example, using a halogen lamp or the like as a light source. FIA (Fiel) that measures the position of wafer mark by image processing data
d Image Alignment) method or the like is used.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記の如く従来の結像
方式のアライメントセンサでは、VRA方式やFIA方
式等の方式が用いられていた。しかしながら、このよう
な結像方式のアライメントセンサを使用する場合、アラ
イメントセンサの結像系等の検出用の光学系に収差(コ
マ収差等)が残存していると、これに起因して位置検出
値に誤差が生じ、レチクルとウエハとの正確な位置合わ
せができなくなってしまうため、検出用の光学系の残存
収差を計測し、検出用の光学系の調整を行う必要があ
る。
As described above, in the conventional imaging type alignment sensor, a system such as the VRA system or the FIA system has been used. However, when such an imaging type alignment sensor is used, if an aberration (coma aberration or the like) remains in a detection optical system such as an imaging system of the alignment sensor, position detection is performed due to the aberration. Since an error occurs in the value and accurate alignment between the reticle and the wafer cannot be performed, it is necessary to measure the residual aberration of the optical system for detection and adjust the optical system for detection.

【0006】これまでは、検出用の光学系の残存収差を
計測する方法として、所定のマークのエッジに対応する
像の非対称性の指標のフォーカス依存性を用いて収差を
求める方法や、所定の線幅の調整用マークを検出し、そ
の位置検出値のフォーカス依存性を用いて収差を求める
方法が用いられていた。ところが、検出用の光学系の残
存収差による位置検出値の誤差は、主にコマ収差による
ものであり、コマ収差による位置検出値の誤差量は、ア
ライメントマークの線幅やフォーカス位置により変動す
る。このため、上述のような方法を用いて検出用の光学
系の収差を計測し、その検出用の光学系の調整を行って
も、検出するアライメントマークの線幅がコマ収差を計
測した際に使用したマークの線幅と異なっていると、ア
ライメントマークの位置検出値に誤差が生じてしまうと
いう不都合があった。
Heretofore, as a method of measuring the residual aberration of the optical system for detection, a method of obtaining the aberration by using the focus dependence of the index of the asymmetry of the image corresponding to the edge of the predetermined mark, a method of measuring the predetermined aberration, A method has been used in which a mark for adjusting the line width is detected, and the aberration is obtained using the focus dependence of the position detection value. However, the error in the position detection value due to the residual aberration of the optical system for detection is mainly due to coma, and the amount of error in the position detection value due to coma varies depending on the line width of the alignment mark and the focus position. For this reason, even if the aberration of the optical system for detection is measured using the method described above, and the line width of the alignment mark to be detected is measured for coma even if the optical system for detection is adjusted, If the line width of the used mark is different from that of the used mark, there is a problem that an error occurs in the position detection value of the alignment mark.

【0007】また、上述の所定のマークのエッジに対応
する像の非対称性の指標のフォーカス依存性を用いて収
差を求める方法は、その非対称性の指標がマークの位置
検出値そのものではなく直接的ではなかった。本発明は
斯かる点に鑑み、マークの線幅やフォーカス位置の変化
による位置検出値の誤差の原因となる検出用の光学系の
収差を高精度に計測することができる収差計測方法を提
供することを目的とする。また本発明は、そのような収
差計測方法を用いたマーク検出方法及び露光方法を提供
することをも目的とする。
In the above-described method of obtaining aberrations using the focus dependence of the index of asymmetry of an image corresponding to the edge of a predetermined mark, the index of asymmetry is not a mark position detection value itself but a direct mark. Was not. In view of the above, the present invention provides an aberration measurement method capable of measuring, with high accuracy, an aberration of a detection optical system that causes an error in a position detection value due to a change in a line width of a mark or a focus position. The purpose is to: Another object of the present invention is to provide a mark detection method and an exposure method using such an aberration measurement method.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明による第1の収差
計測方法は、被検マークからの光束を集光する検出用の
光学系(10,9,12,15,16,21)の所定の
収差情報を計測する収差計測方法であって、その検出用
の光学系を介して、互いに異なる複数のフォーカス位置
で、互いに線幅の異なる第1及び第2のマーク(M2X
a,M2Xb)の相対位置に関する相対位置情報を検出
し、その複数のフォーカス位置でそれぞれ検出されたそ
の相対位置情報に関するその複数のフォーカス位置間で
の変化情報に基づいて、その所定の収差情報を求めるも
のである。
According to a first aberration measuring method of the present invention, a predetermined optical system (10, 9, 12, 15, 16, 16, 21) for condensing a light beam from a test mark is provided. Is an aberration measuring method for measuring the aberration information of the first mark and the second mark (M2X) having different line widths at a plurality of different focus positions via an optical system for the detection.
a, M2Xb), and based on the relative position information detected at each of the plurality of focus positions, the predetermined aberration information based on the change information between the plurality of focus positions. Is what you want.

【0009】斯かる本発明によれば、その検出用の光学
系にコマ収差が残存していると、その被検マークの像の
位置は、その被検マークの線幅やフォーカス位置に応じ
てシフトし、その互いに線幅の異なる第1及び第2のマ
ークの相対位置情報としての相対位置検出値は、その検
出用の光学系のコマ収差に応じて変化する。本発明で
は、異なる複数のフォーカス位置で、その第1及び第2
のマークの相対位置情報を検出し、例えば予めシミュレ
ーションにより求められるその第1及び第2のマークの
相対位置とその検出用の光学系のコマ収差との関係か
ら、その検出用の光学系の所定の収差情報としてのコマ
収差を求める。これによって、被検マークの線幅やフォ
ーカス位置の変化による位置検出誤差の原因となるその
検出用の光学系の収差を高精度に求めることができる。
According to the present invention, if coma remains in the optical system for detection, the position of the image of the test mark is determined according to the line width and focus position of the test mark. The relative position detection value as the relative position information of the first and second marks shifted and having different line widths changes according to the coma aberration of the optical system for the detection. In the present invention, the first and second focus positions are set at different focus positions.
The relative position information of the mark is detected. For example, a predetermined optical system for the detection is determined from the relationship between the relative positions of the first and second marks previously obtained by simulation and the coma of the optical system for the detection. Is obtained as coma aberration information. Thus, the aberration of the optical system for detection, which causes a position detection error due to a change in the line width or focus position of the test mark, can be obtained with high accuracy.

【0010】次に、本発明による第1のマーク検出方法
は、本発明の収差計測方法で求められたその所定の収差
情報に基づいて、その光学系(10,9,12,15,
16,21)を構成する光学部材の少なくとも一部を調
整し、その調整された光学系を介して、基板(W)上に
形成されたマークの位置情報の検出を行うものである。
Next, a first mark detection method according to the present invention is based on the predetermined aberration information obtained by the aberration measuring method according to the present invention, and the optical system (10, 9, 12, 15, 15) is used.
16, 21), at least a part of the optical member is adjusted, and the position information of the mark formed on the substrate (W) is detected through the adjusted optical system.

【0011】斯かる本発明によれば、本発明の第1の収
差計測方法で求められたその所定の収差情報に基づいて
その光学系を調整するため、その基板上のマークの線幅
やフォーカス位置が変化した場合であっても、基板上に
形成されたマークの位置を高精度に検出することができ
る。また、本発明の第1の露光方法は、本発明のマーク
検出方法により検出されたそのマークの位置情報に基づ
いて、その基板(W)を位置決めし、この位置決めされ
た基板上に所定パターンを転写するものである。斯かる
本発明によれば、本発明のマーク検出方法により検出さ
れたそのマークの位置情報を使用するため、その基板を
高精度に位置決めして露光を行うことができる。
According to the present invention, since the optical system is adjusted based on the predetermined aberration information obtained by the first aberration measuring method of the present invention, the line width and the focus of the mark on the substrate are adjusted. Even if the position changes, the position of the mark formed on the substrate can be detected with high accuracy. The first exposure method of the present invention positions the substrate (W) based on the position information of the mark detected by the mark detection method of the present invention, and forms a predetermined pattern on the positioned substrate. It is to be transcribed. According to the present invention, since the position information of the mark detected by the mark detection method of the present invention is used, the substrate can be positioned with high accuracy for exposure.

【0012】次に、本発明による第2の収差計測方法
は、被検マークからの光束を集光する検出用の光学系
(10,9,12,15,16,21)の収差情報を計
測する収差計測方法であって、その光学系を介して、互
いに異なる複数のフォーカス位置で、所定マーク(M2
Xa)の像を検出し、この検出されたその所定マークの
像の位置情報の、そのフォーカス位置に応じた変化情報
に基づいて、その光学系の第1収差情報を求め、その検
出されたその所定マークの像の非対称性の、そのフォー
カス位置に応じた変化情報に基づいて、その光学系の第
2収差情報を求め、その第1及び第2収差情報に基づ
き、所定の収差情報を求めるものである。
Next, a second aberration measuring method according to the present invention measures aberration information of a detection optical system (10, 9, 12, 15, 16, 21) for condensing a light beam from a test mark. A plurality of focus positions different from each other through a predetermined mark (M2) through the optical system.
Xa) is detected, and first aberration information of the optical system is obtained based on change information corresponding to the focus position of the detected position information of the image of the predetermined mark. The second aberration information of the optical system is obtained based on the change information according to the focus position of the asymmetry of the image of the predetermined mark, and the predetermined aberration information is obtained based on the first and second aberration information. It is.

【0013】斯かる本発明によれば、光学系のコマ収差
は、波面の歪み成分として所定次数(例えば3次)以下
の次数の歪み成分を相対的に多く含み、その光学系の調
整により補正できる成分(以下、「低次コマ収差」とい
う。)と、波面の歪み成分としてその所定次数より大き
い次数の歪み成分を相対的に多く含み、その光学系に調
整による補正が困難な成分(以下、「高次コマ収差」と
いう。)とに分けられる。そして、その所定マークの像
の非対称性のフォーカス位置の変化による変動量は、そ
の光学系の低次コマ収差と高次コマ収差とを含む収差に
応じて変化し、その所定マークの像の位置のフォーカス
位置の変化による変動量は、その検出用の光学系の低次
コマ収差に応じて変化する。
According to the present invention, the coma of the optical system contains a relatively large number of distortion components of a predetermined order (for example, the third order) or less as a distortion component of the wavefront, and is corrected by adjusting the optical system. A component (hereinafter, referred to as “low-order coma aberration”) and a distortion component of a higher order than the predetermined order as a distortion component of the wavefront, which are relatively difficult to correct by adjustment in the optical system (hereinafter, components). , “Higher order coma”). The amount of change due to the change of the focus position of the asymmetry of the image of the predetermined mark changes according to the aberration including the low-order coma and the high-order coma of the optical system, and the position of the image of the predetermined mark is changed. The amount of change due to the change in the focus position changes according to the low-order coma aberration of the optical system for detection.

【0014】本発明では、一例として、その所定マーク
の像の位置情報のそのフォーカス位置に応じた変化情報
に基づいて、その光学系の第1収差情報としての低次コ
マ収差を求め、その検出されたその所定マークの像の非
対称性のそのフォーカス位置に応じた変化情報に基づい
て、その光学系の第2収差情報としての低次コマ収差と
高次コマ収差とを含む収差を求める。そして、この第2
収差情報からその第1収差情報を差し引いて所定の収差
情報としての高次コマ収差量を求める。これによって、
被検マークの線幅やフォーカス位置の変化による位置検
出値誤差の原因となるその検出用の光学系の収差を高精
度に求めることができる。
In the present invention, as an example, low-order coma aberration as first aberration information of the optical system is obtained based on change information of the position information of the image of the predetermined mark in accordance with the focus position, and the detection thereof is performed. Based on the information on the change of the asymmetry of the image of the predetermined mark according to the focus position, an aberration including low-order coma and high-order coma as second aberration information of the optical system is obtained. And this second
The first-order aberration information is subtracted from the aberration information to obtain a high-order coma aberration amount as predetermined aberration information. by this,
The aberration of the optical system for detection, which causes a position detection value error due to a change in the line width or focus position of the test mark, can be obtained with high accuracy.

【0015】次に、本発明による第2のマーク検出方法
は、本発明の収差計測方法で求められたその第1収差情
報に基づいて、その光学系を構成する光学部材の少なく
とも一部を調整し、その調整された光学系を介して、基
板(W)上に形成されたマークの位置情報の検出を行
い、その所定の収差情報に基づいて、その検出されたマ
ークの位置情報を補正するものである。
Next, a second mark detecting method according to the present invention adjusts at least a part of an optical member constituting the optical system based on the first aberration information obtained by the aberration measuring method according to the present invention. Then, the position information of the mark formed on the substrate (W) is detected through the adjusted optical system, and the position information of the detected mark is corrected based on the predetermined aberration information. Things.

【0016】斯かる本発明によれば、本発明の収差計測
方法で求められたその第1収差情報に基づいてその光学
系を調整し、その所定の収差情報に基づいて、その検出
されたマークの位置情報を補正するため、その基板上の
マークの線幅やフォーカス位置が変化した場合であって
も、その基板上に形成されたマークの位置を高精度に検
出することができる。
According to the present invention, the optical system is adjusted based on the first aberration information obtained by the aberration measurement method of the present invention, and the detected mark is adjusted based on the predetermined aberration information. Is corrected, the position of the mark formed on the substrate can be detected with high accuracy even when the line width or the focus position of the mark on the substrate changes.

【0017】また、本発明の第2の露光方法は、本発明
のマーク検出方法で得られたそのマークの位置情報に基
づいて、その基板(W)を位置決めし、この位置決めさ
れた基板上に所定パターンを転写するものである。斯か
る本発明によれば、本発明のマーク検出方法で得られた
そのマークの位置情報を使用するため、その基板を高精
度に位置決めして露光を行うことができる。
The second exposure method of the present invention positions the substrate (W) based on the position information of the mark obtained by the mark detection method of the present invention, and places the substrate (W) on the positioned substrate. This is for transferring a predetermined pattern. According to the present invention, since the position information of the mark obtained by the mark detection method of the present invention is used, the substrate can be positioned with high accuracy for exposure.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
につき図面を参照して説明する。図1は、本例の位置検
出装置を示し、この図1において、本例の位置検出装置
による被検面上に調整用のウエハ11の表面が配置され
ている。ウエハ11の表面には、後述のように複数対の
凹凸の格子状マーク(段差マーク)が形成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a position detecting device of the present embodiment. In FIG. 1, the surface of an adjustment wafer 11 is arranged on a surface to be inspected by the position detecting device of the present embodiment. On the surface of the wafer 11, a plurality of pairs of concave and convex lattice marks (step marks) are formed as described later.

【0019】図1において、ハロゲンランプ等の光源1
を発した広帯域の照明光AL1は、照明系の光軸AX1
に沿って、コンデンサレンズ2、照明系の開口絞り(以
下、「σ絞り」と呼ぶ)3、第1リレーレンズ6、視野
絞り7及び第2リレーレンズ8を経て、ハーフプリズム
9に入射する。ハーフプリズム9で下方に反射された照
明光AL1は、対物レンズ群10を介して調整用のウエ
ハ11を落射照明する。σ絞り3によって、照明系のコ
ヒーレンスファクタであるσ値が設定される。
In FIG. 1, a light source 1 such as a halogen lamp is shown.
Is emitted from the optical axis AX1 of the illumination system.
Along a condenser lens 2, an illumination system aperture stop (hereinafter, referred to as “σ stop”) 3, a first relay lens 6, a field stop 7, and a second relay lens 8 to enter the half prism 9. The illumination light AL <b> 1 reflected downward by the half prism 9 illuminates the adjustment wafer 11 through the objective lens group 10. The σ stop 3 sets a σ value that is a coherence factor of the illumination system.

【0020】ウエハ11で反射された光束AL2は、対
物レンズ群10を通ってハーフプリズム9に入射する。
そして、ハーフプリズム9を透過した光束AL2は、第
3リレーレンズ12を介して、指標板13のパターン面
にウエハ11上の格子状マークの像を形成する。即ち、
指標板13のパターン面は、ウエハ11の表面と共役で
あり、そのパターン面には投影露光装置においてアライ
メントを行う際の検出位置の基準となる指標マーク14
a,14bが形成されている。
The light beam AL2 reflected by the wafer 11 enters the half prism 9 through the objective lens group 10.
The light beam AL2 transmitted through the half prism 9 forms an image of a lattice mark on the wafer 11 on the pattern surface of the index plate 13 via the third relay lens 12. That is,
The pattern surface of the index plate 13 is conjugate with the surface of the wafer 11, and the pattern surface has an index mark 14 as a reference for a detection position when performing alignment in the projection exposure apparatus.
a and 14b are formed.

【0021】指標板13を透過した光束AL2は、第4
リレーレンズ15、コマ収差補正用の光学系(以下、
「コマ補正光学系」と呼ぶ)16、開口絞り18、フィ
ールドレンズ21を経て、CCD型等の2次元の撮像素
子22の撮像面上に、ウエハ11上の格子状マーク及び
指標マーク14a,14bの像を形成する。撮像素子2
2から読み出された画像信号Sは、制御演算系23に供
給されている。本例では、対物レンズ群10、ハーフプ
リズム9、第3リレーレンズ12、第4リレーレンズ1
5、コマ補正光学系16、及びフィールドレンズ21よ
り、検出用の光学系としての結像光学系が構成されてい
る。以下、この結像光学系の光軸AX2に平行にZ軸を
取り、Z軸に垂直な平面内で図1の紙面に平行にX軸
を、図1の紙面に垂直にY軸を取って説明する。
The luminous flux AL2 transmitted through the index plate 13 is
A relay lens 15 and an optical system for correcting coma aberration (hereinafter, referred to as
The frame-like marks and index marks 14a, 14b on the wafer 11 are passed through an aperture stop 18, a field lens 21, an image pickup surface of a two-dimensional image pickup device 22 such as a CCD type, and the like. An image is formed. Image sensor 2
2 is supplied to the control operation system 23. In this example, the objective lens group 10, the half prism 9, the third relay lens 12, and the fourth relay lens 1
5, the frame correction optical system 16 and the field lens 21 constitute an imaging optical system as a detection optical system. Hereinafter, the Z axis is taken parallel to the optical axis AX2 of the imaging optical system, the X axis is taken parallel to the plane of FIG. 1 in a plane perpendicular to the Z axis, and the Y axis is taken perpendicular to the plane of FIG. explain.

【0022】この場合、結像光学系中の開口絞り18
は、その開口径によってこの結像光学系の開口数(N
A)を決定すると共に、その位置によって、この結像光
学系のベストフォーカス位置に対するウエハ11の表面
の光軸AX2方向への位置ずれ量(デフォーカス量)に
伴う、マーク位置の検出結果のずれ(以下、「テレセン
ずれ」と呼ぶ)に影響を与える。そこで、開口絞り18
を、保持部材19a,19bによって保持すると共に、
制御演算系23の制御のもとで送りねじ方式、ピエゾ素
子のような伸縮自在の駆動素子方式、ボイスコイルモー
タ(VCM)方式、又はリニアモータ方式等の開口絞り
位置調整機構20a,20bにより保持部材19a,1
9bをシフトさせることで、開口絞り18の中心をX方
向及びY方向に任意の量だけシフトできるように構成さ
れている。そして、計測を開始する前に予めそのテレセ
ンずれが生じないように、開口絞り18の位置は調整さ
れている。
In this case, the aperture stop 18 in the imaging optical system
Is the numerical aperture of this imaging optical system (N
A) is determined and, depending on the position, the deviation of the mark position detection result due to the positional deviation amount (defocus amount) of the surface of the wafer 11 in the direction of the optical axis AX2 with respect to the best focus position of the imaging optical system. (Hereinafter referred to as “telecentric shift”). Therefore, the aperture stop 18
Is held by holding members 19a and 19b,
Under the control of the control calculation system 23, the feed screw system, a telescopic drive element system such as a piezo element, a voice coil motor (VCM) system, a linear motor system, etc. are held by aperture stop position adjusting mechanisms 20a and 20b. Member 19a, 1
By shifting 9b, the center of the aperture stop 18 can be shifted by an arbitrary amount in the X and Y directions. The position of the aperture stop 18 is adjusted so that the telecentric displacement does not occur before starting the measurement.

【0023】また、ウエハ11は不図示のウエハホルダ
を介してウエハ11のX方向、Y方向、及び回転方向の
位置制御するウエハステージ(不図示)上に載置されて
おり、このウエハステージの位置がレーザ干渉計(不図
示)によって計測されている。また、ウエハステージに
よって、ウエハ11のZ方向の位置(フォーカス位置)
及び傾斜角も制御されている。
The wafer 11 is mounted on a wafer stage (not shown) for controlling the position of the wafer 11 in the X, Y and rotation directions via a wafer holder (not shown). Are measured by a laser interferometer (not shown). The position of the wafer 11 in the Z direction (focus position) is determined by the wafer stage.
And the tilt angle are also controlled.

【0024】本例の位置検出装置において、対物レンズ
群10及びその他の光学系は、全て極めて高い精度で製
造及び組み立てが行われるが、それでもなお、製造誤差
に伴う各種収差が残存してしまう。このような残存収差
が所定の許容範囲を超えると、それが位置検出精度を必
要な精度よりも悪化させることになる。位置検出精度を
悪化させる収差は主にコマ収差であり、各光学部材の偏
芯や、研磨面の精度不足のために発生する。従って、被
検マークがその結像光学系の光軸AX2上にある場合で
も、このようなコマ収差の悪影響を受けてしまうことに
なる。
In the position detecting device of the present embodiment, the objective lens group 10 and other optical systems are all manufactured and assembled with extremely high accuracy, but various aberrations due to manufacturing errors still remain. If such a residual aberration exceeds a predetermined allowable range, it causes the position detection accuracy to be worse than the required accuracy. Aberrations that deteriorate the position detection accuracy are mainly coma aberrations, which occur due to eccentricity of each optical member and insufficient precision of the polished surface. Therefore, even when the test mark is on the optical axis AX2 of the image forming optical system, such a bad influence of the coma aberration is given.

【0025】コマ補正光学系16は、このような残存コ
マ収差を補正するための光学系であり、その位置の変化
によって、その結像光学系のコマ収差の状態を変化させ
ることができる。このため、保持部材16a,16bに
よってコマ補正光学系16を保持すると共に、制御演算
系23の制御のもとでコマ補正光学系位置調整機構17
a,17bにより保持部材16a,16bをシフトさせ
ることで、コマ補正光学系16の中心をX方向及びY方
向に任意の量だけシフトできるように構成されている。
なお、コマ補正光学系16以外の少なくとも一つの光学
素子を移動して、結像光学系の光学特性、即ちコマ収差
以外の収差、テレセントリシティ、及び焦点位置などを
調整可能に構成し、コマ補正光学系16の移動によって
生じ得るその光学特性の変動をほぼ相殺するようにその
少なくとも一つの光学素子を移動させるようにしてもよ
い。
The coma correction optical system 16 is an optical system for correcting such residual coma aberration, and can change the state of the coma aberration of the imaging optical system by changing its position. For this reason, the frame correction optical system 16 is held by the holding members 16a and 16b, and the frame correction optical system position adjusting mechanism 17 is controlled under the control of the control operation system 23.
By shifting the holding members 16a and 16b by a and 17b, the center of the coma correction optical system 16 can be shifted by an arbitrary amount in the X and Y directions.
It should be noted that at least one optical element other than the coma correction optical system 16 is moved so that the optical characteristics of the imaging optical system, that is, aberrations other than coma, telecentricity, and the focal position can be adjusted. At least one of the optical elements may be moved so as to substantially cancel a change in the optical characteristics that may be caused by the movement of the correction optical system 16.

【0026】ところで、光学系に残存するコマ収差が非
常に多い場合、このコマ補正光学系16の位置調整量が
多くなり、結像光束の主光線の位置を、光軸AX2か
ら、大きくずらしてしまう場合がある。そして、前述の
開口絞り18の位置と、主光線との位置関係が大きく変
化し、最悪の場合、コマ補正光学系16の位置調整を行
う度に、開口絞り18の位置も再調整する必要が生じる
恐れがある。そこで、開口絞り18とコマ補正光学系1
6との位置関係を、図1とは逆にし、開口絞り18を、
コマ補正光学系16より、ウエハに近い側に配置するこ
とで、このような再調整の懸念を全くなくすこともでき
る。
When the coma aberration remaining in the optical system is extremely large, the amount of position adjustment of the coma correction optical system 16 increases, and the position of the principal ray of the image forming light beam is largely shifted from the optical axis AX2. In some cases. The positional relationship between the position of the aperture stop 18 and the principal ray greatly changes, and in the worst case, the position of the aperture stop 18 needs to be readjusted every time the position of the frame correction optical system 16 is adjusted. May occur. Therefore, the aperture stop 18 and the frame correction optical system 1
6 is reversed from that in FIG.
By arranging it on the side closer to the wafer than the frame correction optical system 16, such fear of readjustment can be completely eliminated.

【0027】コマ補正光学系16は、結像光学系中の、
瞳面(開口絞り18)の近傍に配置されることが望まし
いが、もちろんリレー系を介してその共役面に配置して
もよい。リレー光学系を介して共役面に配置すること
で、配置する空間に対する自由度が増すという利点があ
る。一方、光源1から第2リレーレンズ8までの照明系
中のσ絞り3も、その位置と上記の結像光学系中の開口
絞り18の位置との関係が変化すると、被検マークの検
出位置に悪影響が及ぶ。但し、前述の如く、開口絞り1
8の位置を調整する(動かす)と、テレセンずれが生じ
てしまうので、両者の位置関係は、σ絞り3の位置の調
整により整合させるものとする。そのために、σ絞り3
を、保持部材4a,4bによって保持すると共に、制御
演算系23の制御のもとでσ絞り位置調整機構5a,5
bにより保持部材4a,4bをシフトさせることで、σ
絞り3の中心をウエハ11上でのX方向及びY方向に対
応する方向に任意の量だけシフトできるように構成され
ている。
The coma correction optical system 16 is provided in the image forming optical system.
It is desirable to be arranged near the pupil plane (aperture stop 18), but of course, it may be arranged on the conjugate plane via a relay system. By arranging them on a conjugate plane via a relay optical system, there is an advantage in that the degree of freedom with respect to the arrangement space increases. On the other hand, when the relationship between the position of the σ stop 3 in the illumination system from the light source 1 to the second relay lens 8 and the position of the aperture stop 18 in the above-described imaging optical system changes, the detection position of the mark to be detected. Is adversely affected. However, as described above, the aperture stop 1
If the position of 8 is adjusted (moved), a telecentric shift occurs. Therefore, the positional relationship between them is adjusted by adjusting the position of the σ stop 3. Therefore, σ aperture 3
Is held by the holding members 4a and 4b, and the σ stop position adjusting mechanisms 5a and 5
b by shifting the holding members 4a and 4b by
The center of the stop 3 can be shifted by an arbitrary amount in the directions corresponding to the X direction and the Y direction on the wafer 11.

【0028】次に、図1の位置検出装置の結像光学系の
コマ収差の計測及び調整の一例につき説明する。図2
は、図1中の調整用のウエハ11を示す平面図であり、
この図2において、調整用のウエハ11としては一例と
してシリコンウエハが使用される。ウエハ11の表面に
は、同一線幅の2本の凹凸パターンがX方向に配列され
たX軸の第1マークM1X、互いに線幅が異なる2本の
凹凸パターンがX方向に配列されたX軸の第2マークM
2X、及びX方向に周期的な凹凸のパターンからなる第
3マークM3Xが形成されている。また、これらの各マ
ークM1Y〜M3Yをそれぞれ90°回転した形状のY
軸の第1マークM1Y、第2マークM2Y、及び第3マ
ークM3Yが形成されている。結像光学系のコマ収差
は、波面の歪み成分が所定の次数(例えば3次)以下の
成分(以下、「低次コマ収差」という。)と波面の歪み
成分がその所定の次数以上の成分(以下、「高次コマ収
差」という。)とに分けられ、本例では、第1及び第2
マークM1X,M1Y,M2X,M2Yを使用して低次
コマ収差を計測し、さらに第3マークM3X,M3Yを
使用して高次コマ収差を計測する。
Next, an example of the measurement and adjustment of the coma aberration of the imaging optical system of the position detecting device of FIG. 1 will be described. FIG.
2 is a plan view showing an adjustment wafer 11 in FIG.
In FIG. 2, a silicon wafer is used as an example of the wafer 11 for adjustment. On the surface of the wafer 11, an X-axis first mark M1X in which two concavo-convex patterns having the same line width are arranged in the X direction, and an X-axis in which two concavo-convex patterns having different line widths are arranged in the X direction Second mark M
A third mark M3X composed of a pattern of irregularities that is periodic in the 2X and X directions is formed. In addition, each of the marks M1Y to M3Y is rotated by 90 ° to form a Y
A first mark M1Y, a second mark M2Y, and a third mark M3Y of the axis are formed. The coma aberration of the imaging optical system includes a component whose wavefront distortion component is equal to or lower than a predetermined order (for example, third order) (hereinafter, referred to as “low-order coma aberration”) and a component whose wavefront distortion component is equal to or higher than the predetermined order. (Hereinafter, referred to as “high-order coma aberration”). In this example, the first and second coma are used.
The low-order coma is measured using the marks M1X, M1Y, M2X, and M2Y, and the high-order coma is measured using the third marks M3X and M3Y.

【0029】また、これらの凹凸の格子状マークは、ウ
エハ11として例えばシリコンウエハを使用した場合に
は、この表面へのフォトレジストの塗布、対応するレチ
クルパターンの投影像の露光、フォトレジストの現像、
エッチング、及びレジスト剥離等の工程によって、極め
て高精度に形成することができる。図3(a)は、図2
のX軸の第1マークM1Xを示す拡大平面図であり、第
1マークM1Xは、ウエハ11の表面に、線幅d1の2
本の凹パターンM1Xa,M1Xbを、X方向にピッチ
Pで形成したパターンである。そして、計測方向である
X方向において、凹パターンM1Xaの中心と凹パター
ンM1Xbの中心との間隔は、設計値でDに設定されて
いる。
In the case where, for example, a silicon wafer is used as the wafer 11, these concave and convex grid marks are coated with a photoresist on the surface thereof, a projection image of a corresponding reticle pattern is exposed, and a photoresist is developed. ,
It can be formed with extremely high precision by processes such as etching and resist peeling. FIG. 3A shows FIG.
FIG. 3 is an enlarged plan view showing a first mark M1X on the X axis of FIG.
This is a pattern in which book concave patterns M1Xa and M1Xb are formed at a pitch P in the X direction. The distance between the center of the concave pattern M1Xa and the center of the concave pattern M1Xb in the X direction, which is the measurement direction, is set to D as a design value.

【0030】また、図3(c)は、図2のX軸の第2マ
ークM2Xを示す拡大平面図であり、マークM2Xは、
ウエハ11の表面に、線幅d2の細い凹パターンM2X
a、及び第1マークM1Xの凹パターンM1Xa,M1
Xbと同一の線幅d1の太い凹パターンM2Xbを形成
したパターンである。そして、計測方向であるX方向に
おいて、凹パターンM2Xaの中心と凹パターンM2X
bの中心との間隔は、第1マークM1Xの間隔と同一の
設計値でDに設定されている。
FIG. 3C is an enlarged plan view showing the second mark M2X on the X axis in FIG.
A thin concave pattern M2X having a line width d2 is formed on the surface of the wafer 11.
a, and concave patterns M1Xa, M1 of the first mark M1X
This is a pattern in which a thick concave pattern M2Xb having the same line width d1 as Xb is formed. Then, in the X direction which is the measurement direction, the center of the concave pattern M2Xa and the concave pattern M2X
The distance from the center of b is set to D with the same design value as the distance between the first marks M1X.

【0031】そして、図1の結像光学系の低次コマ収差
を計測する際には、まず第1マークM1Xを図1の位置
検出装置の撮像素子22でフォーカス位置を変化させな
がら撮像し、次に撮像素子22の撮像面内において第1
マークM1Xを撮像した位置に第2マークM2Xを移動
し、第2マークM2Xを図1の位置検出装置での撮像素
子22でフォーカス位置を変化させながら撮像する。
When measuring the low-order coma aberration of the imaging optical system shown in FIG. 1, first, the first mark M1X is imaged while the focus position is changed by the image pickup device 22 of the position detecting device shown in FIG. Next, in the imaging surface of the imaging element 22, the first
The second mark M2X is moved to a position where the mark M1X is imaged, and the second mark M2X is imaged while the focus position is changed by the image sensor 22 of the position detection device in FIG.

【0032】図3(b)及び図3(d)は、各マークM
1X,M2Xを、図1の位置検出装置で観察した場合に
各マークM1X,M2Xの像を撮像素子22でX方向に
読み出して得られる画像信号SDをそれぞれ示し、この
図3(b)及び図3(d)において、横軸は計測方向の
位置Xを表しており、位置Xは実際には、図1のウエハ
11の表面から撮像素子22の撮像面への倍率Bを用い
て、撮像素子22の撮像面での所定の基準点からの位置
に1/Bを乗じて得られる位置を表している。また、画
像信号SDにおいて、凹パターンM1Xaの像に対応す
る部分ID1では、エッジ部分が暗部となり、他の凹パ
ターンM1Xb,M2Xa,M2Xbの像に対応する部
分ID2,ID3,ID4でも、同様にエッジ部分が暗
部となっている。なお、図3(b)及び図3(d)にお
いて、画像信号SDは、第1マークM1X又は第2マー
クM2Xの像をX方向に走査して得られる画像信号を非
計測方向(Y方向)に平均化したものでもよい。
FIGS. 3B and 3D show each mark M
FIG. 3B and FIG. 3B show image signals SD obtained by reading the images of the marks M1X and M2X in the X direction by the image sensor 22 when 1X and M2X are observed by the position detection device of FIG. In FIG. 3D, the horizontal axis represents the position X in the measurement direction, and the position X is actually the image pickup device using the magnification B from the surface of the wafer 11 to the image pickup surface of the image pickup device 22 in FIG. A position obtained by multiplying a position from a predetermined reference point on the imaging surface of No. 22 by 1 / B is shown. Further, in the image signal SD, the edge portion becomes a dark portion in the portion ID1 corresponding to the image of the concave pattern M1Xa, and similarly, the portions ID2, ID3, and ID4 corresponding to the images of the other concave patterns M1Xb, M2Xa, M2Xb have the same edge. The part is a dark part. In FIGS. 3B and 3D, the image signal SD is obtained by scanning the image of the first mark M1X or the second mark M2X in the X direction in the non-measurement direction (Y direction). May be averaged.

【0033】図1の制御演算系23は、第1マークM1
Xの画像信号SDより、部分ID1の中心位置X1と部
分ID2の中心位置X2との間隔MD1を求め、第2マ
ークM2Xの画像信号SDより、部分ID3の中心位置
X3と部分ID4の中心位置X4との間隔MD2を求め
る。この間隔MD2は、結像光学系に収差の無い状態で
は、第1マークM1Xの間隔MD1と等しくなり、設計
上の間隔Dとなるはずであるが、結像光学系に低次コマ
収差が残存していると、両凹パターンM2Xa,M2X
bの線幅の違いにより、両凹パターンM2Xa,M2X
bの低次コマ収差による像位置の変化量が互いに異なる
ため、間隔MD2は設計上の間隔Dとは一致しない。
The control operation system 23 shown in FIG.
The distance MD1 between the center position X1 of the part ID1 and the center position X2 of the part ID2 is obtained from the X image signal SD, and the center position X3 of the part ID3 and the center position X4 of the part ID4 are obtained from the image signal SD of the second mark M2X. Is obtained. This distance MD2 should be equal to the distance MD1 between the first marks M1X and a designed distance D when the imaging optical system has no aberration, but low order coma remains in the imaging optical system. The bi-concave patterns M2Xa, M2X
b, the biconcave patterns M2Xa, M2X
Since the amount of change in the image position due to the low-order coma aberration b differs from each other, the interval MD2 does not match the designed interval D.

【0034】図4は、フォーカス位置とコマ収差による
像位置の変化量との関係の一例を示し、この図4におい
て、横軸はベストフォーカス位置に対してのデフォーカ
ス量ΔFを表し、縦軸はコマ収差による像位置の変化量
ΔX及び相対位置の変化量ΔMDを表す。図4におい
て、線幅dが6μmのマークを観察した際のコマ収差に
よる像位置の変化量ΔXは、デフォーカス量ΔFの変化
に対して殆ど変動せず安定であるが、線幅dが0.5μ
mのマークを観察した際の像位置の変化量ΔXは、デフ
ォーカス量ΔFの変化により大きく変動し、線幅0.5
μmのマークと線幅6μmのマークとの相対位置の変化
量ΔMDもデフォーカス量ΔFの変化により大きく変動
している。
FIG. 4 shows an example of the relationship between the focus position and the amount of change in the image position due to coma. In FIG. 4, the horizontal axis represents the defocus amount ΔF with respect to the best focus position, and the vertical axis represents Represents a change amount ΔX of the image position and a change amount ΔMD of the relative position due to coma aberration. In FIG. 4, the change amount .DELTA.X of the image position due to coma when observing a mark having a line width d of 6 .mu.m hardly changes with respect to the change of the defocus amount .DELTA.F, but is stable. .5μ
The amount of change ΔX in the image position when observing the mark of m greatly fluctuates due to the change in the amount of defocus ΔF, and has a line width of 0.5
The change amount ΔMD of the relative position between the mark of μm and the mark having a line width of 6 μm also largely fluctuates due to the change of the defocus amount ΔF.

【0035】このような像位置の変化は、上述のように
低次コマ収差によるものであり、図1の制御演算系23
は、間隔MD1と間隔MD2との差を求めることによっ
て、凹パターンM2Xaと凹パターンM2Xbとの相対
位置検出値の低次コマ収差による変化量ΔMD(=MD
1−MD2)を求め、予めシミュレーションにより求め
ておいた結像光学系の低次コマ収差と相対位置の変化量
ΔMDとの関係から、その結像光学系の低次コマ収差を
求める。
Such a change in the image position is due to the low-order coma aberration as described above, and the control operation system 23 shown in FIG.
Is the variation ΔMD (= MD) of the relative position detection value between the concave pattern M2Xa and the concave pattern M2Xb due to low-order coma aberration by calculating the difference between the interval MD1 and the interval MD2.
1−MD2), and the lower order coma of the imaging optical system is obtained from the relationship between the lower order coma of the imaging optical system and the variation ΔMD of the relative position, which is obtained in advance by simulation.

【0036】また、図4に示したようなΔMDのフォー
カス依存性を、例えば2次関数でフィッティングして、
そのフィッティングした2次関数の2次の係数を求め、
この係数とコマ収差との関係(この関係は、予めシミュ
レーションで求めておく)に基づいてコマ収差を求める
ようにしても良い。即ち、ΔMDのフォーカスに対する
変化の仕方(図4のグラフの曲がり方)を求めて、それ
に基づきコマ収差を求めるようにしても良い。
Further, the focus dependency of ΔMD as shown in FIG.
Find the second order coefficient of the fitted quadratic function,
Coma aberration may be obtained based on the relationship between this coefficient and coma aberration (this relationship is obtained in advance by simulation). That is, a method of changing ΔMD with respect to the focus (how the graph of FIG. 4 is bent) may be obtained, and the coma aberration may be obtained based on the obtained method.

【0037】また、計測された相対位置の変化量ΔMD
の大きさから、低次コマ収差の大きさのみでなく、符号
の判定も可能であるため、その相対位置の変化量ΔMD
の符号及び大きさに基づいて、図1の制御演算系23
は、その相対位置の変化量ΔMDが各フォーカス位置に
おいて最小となるように、コマ補正光学系位置調整機構
17a,17b介してコマ補正光学系16の位置を調整
する。
Also, the measured relative position change amount ΔMD
From the magnitude of the low-order coma aberration, it is possible to determine the sign, so that the relative amount of change ΔMD
Control operation system 23 of FIG.
Adjusts the position of the frame correction optical system 16 via the frame correction optical system position adjusting mechanisms 17a and 17b so that the change amount ΔMD of the relative position becomes minimum at each focus position.

【0038】上記のコマ補正光学系16の位置の調整後
に、再度、第1及び第2マークM1X,M2Xのパター
ン間の間隔をそれぞれ計測し、相対位置の変化量ΔMD
が許容範囲から外れていれば、再度上記の調整を行う。
以上の工程をその相対位置の変化量ΔMDが許容範囲内
に収まるまで繰り返すことで、結像光学系の低次コマ収
差を高精度に補正することができる。
After the adjustment of the position of the frame correction optical system 16, the intervals between the patterns of the first and second marks M1X and M2X are measured again, and the change amount ΔMD of the relative position is measured.
Is outside the allowable range, the above adjustment is performed again.
By repeating the above steps until the change amount ΔMD of the relative position falls within the allowable range, low-order coma aberration of the imaging optical system can be corrected with high accuracy.

【0039】次に、結像光学系の高次コマ収差の計測に
ついて説明する。結像光学系のコマ収差のうち、低次コ
マ収差については上述のようにして計測し、コマ補正光
学系16により調整することができるが、高次コマ収差
について調整することは現時点では困難である。このた
め本例の位置検出装置では、図2の第3マークM3Xを
使用して結像光学系の高次コマ収差を計測しておき、重
ね合わせ露光時等の被検マーク(アライメントマーク)
の位置検出を行う際に、その計測された高次コマ収差に
基づいてその被検マークの位置検出値を補正する。
Next, measurement of higher-order coma aberration of the imaging optical system will be described. Of the coma of the imaging optical system, low-order coma can be measured as described above and adjusted by the coma correction optical system 16, but it is difficult at this time to adjust high-order coma. is there. For this reason, in the position detecting device of this example, the higher-order coma aberration of the imaging optical system is measured using the third mark M3X of FIG.
When the position is detected, the position detection value of the test mark is corrected based on the measured higher-order coma aberration.

【0040】図5(a)は、図2の第3マークM3Xの
断面を示し、第3マークM3Xは、ウエハ11の表面
に、所定の線幅のパターンをX方向にピッチPで形成し
たものである。図5(b)は、第3マークM3Xを図1
の位置検出装置で観察した場合に第3マークM3Xの像
を撮像素子22でX方向に読み出して得られる画像信号
SDを示し、この図5(b)において、横軸は計測方向
の位置Xを表しており、位置Xは実際には、図1のウエ
ハ11の表面から撮像素子22の撮像面への倍率Bを用
いて、撮像素子22の撮像面での所定の基準点からの位
置に1/Bを乗じて得られる位置を表している。また、
画像信号SDは、第3マークM3Xの像の光強度に応じ
た信号Vを非計測方向に積分した積分信号ΣVである。
FIG. 5A shows a cross section of the third mark M3X in FIG. 2. The third mark M3X is formed by forming a pattern having a predetermined line width on the surface of the wafer 11 at a pitch P in the X direction. It is. FIG. 5B shows the third mark M3X in FIG.
5B shows an image signal SD obtained by reading the image of the third mark M3X in the X direction by the image sensor 22 when observed by the position detection device of FIG. 5A. In FIG. 5B, the horizontal axis represents the position X in the measurement direction. 1, the position X is actually set to a position from a predetermined reference point on the imaging surface of the imaging device 22 by using the magnification B from the surface of the wafer 11 to the imaging surface of the imaging device 22 in FIG. / B represents a position obtained by multiplication. Also,
The image signal SD is an integrated signal ΔV obtained by integrating the signal V corresponding to the light intensity of the image of the third mark M3X in the non-measurement direction.

【0041】図5(b)に示すように、撮像信号SD
(積分信号ΣV)は、X方向に沿って周期B・P(Bは
結像光学系の倍率)毎に変化する。本例では、第3マー
クM3Xの像の非対称性を定量化するために、積分信号
ΣVの分布においてi番目(図5(b)では2番目)の
周期における図中左右の信号極小値(落ち込みエッジ部
の信号値)をそれぞれViL及びViR(i=1,2,
3・・・)とする。また、積分信号ΣVの両端部分を除
き各周期に亘る全体領域において、信号の最大値及び最
小値をそれぞれVmax及びVminとする。そして、
位相パターン像の非対称性の指標βを、次式に基づいて
求める。
As shown in FIG. 5B, the image signal SD
(Integrated signal ΔV) changes along the X direction at every cycle BP (B is the magnification of the imaging optical system). In this example, in order to quantify the asymmetry of the image of the third mark M3X, in the distribution of the integrated signal ΣV, the minimum value of the left and right signals (the dip in the figure) in the i-th (second in FIG. 5B) cycle is shown. The signal values of the edge portion) are ViL and ViR (i = 1, 2, 2, 3), respectively.
3 ...). In addition, the maximum value and the minimum value of the signal are set to Vmax and Vmin, respectively, in the entire region over each period except for both ends of the integrated signal ΔV. And
An index β of asymmetry of the phase pattern image is obtained based on the following equation.

【0042】 β=Σ{ViL−ViR/(Vmax−Vmin)}/n …(1) ここで、nは周期数であり、Σはi=1〜nまでの総和
記号である。図6は、フォーカス位置と第3マークM3
Xの非対称性の指標βとの関係を示し、この図6におい
て、結像光学系にコマ収差が存在する場合、図6におい
て傾きCの直線Lで示すように、指標βはデフォーカス
量ΔFに依存してほぼ線形的な変化を示し、次式のよう
に表される。
Β = {ViL−ViR / (Vmax−Vmin)} / n (1) where n is the number of periods, and Σ is a sum symbol for i = 1 to n. FIG. 6 shows the focus position and the third mark M3.
FIG. 6 shows the relationship between the asymmetry of X and the index β. In FIG. 6, when there is a coma in the imaging optical system, the index β is a defocus amount ΔF as shown by a straight line L having a slope C in FIG. , And shows a substantially linear change, and is expressed by the following equation.

【0043】 β=C・ΔF …(2) そして、この直線Lの傾きCは、低次コマ収差による成
分と、高次コマ収差による成分との和であり、低次コマ
収差量をClとすると、高次コマ収差量Chは、次式の
ように表される。 C=al・Cl+ah・Ch Ch=(C−al・Cl)/ah …(3) ここで、al及びahは、それぞれ低次コマ収差及び高
次コマ収差に関する比例係数であり、シミュレーション
により予め求めておくことができる。従って、第1及び
第2マークM1X,M2Xを使用して低次コマ収差量C
lを求めておき、第3マークM3Xを使用して計測した
指標βとデフォーカス量との関係から、例えば線形近似
等により傾きCの値を求めることによって、(3)式よ
り結像光学系の高次コマ収差量Chを求めることができ
る。
Β = C · ΔF (2) The slope C of the straight line L is a sum of a component due to low-order coma aberration and a component due to high-order coma aberration. Then, the high-order coma aberration amount Ch is expressed by the following equation. C = al · Cl + ah · Ch Ch = (C−al · Cl) / ah (3) where al and ah are proportional coefficients for low-order coma aberration and high-order coma aberration, respectively, and are obtained in advance by simulation. Can be kept. Therefore, using the first and second marks M1X and M2X, the low-order coma aberration amount C
1 is obtained in advance, and from the relationship between the index β measured using the third mark M3X and the defocus amount, for example, the value of the slope C is obtained by linear approximation or the like. Can be obtained.

【0044】そして、重ね合わせ露光時等の被検マーク
の位置検出を行う際に、高次コマ収差量Chに基づいて
被検マークの位置検出値を補正することにより、高次コ
マ収差による位置検出誤差を低減することができ、高精
度に被検マークの位置を検出することができる。なお、
第3マークM3Xの像を検出する領域は所望の範囲に限
定してもよい。すなわち、(1)式において、i=1〜
nの範囲を限定してもよい。このように限定することに
より、物体面上の任意の位置におけるコマ収差を検査す
ることができる。
When detecting the position of the test mark at the time of the overlay exposure or the like, the position detection value of the test mark is corrected based on the high-order coma aberration amount Ch, whereby the position due to the high-order coma aberration is corrected. The detection error can be reduced, and the position of the test mark can be detected with high accuracy. In addition,
The region where the image of the third mark M3X is detected may be limited to a desired range. That is, in the equation (1), i = 1 to
The range of n may be limited. By limiting in this way, coma at an arbitrary position on the object plane can be inspected.

【0045】以上のように本例の位置検出装置によれ
ば、結像光学系の低次及び高次のコマ収差をそれぞれ計
測し、低次コマ収差に基づいて結像光学系の調整を行
い、高次コマ収差に基づいて位置検出値の補正を行うた
め、被検マークの線幅やフォーカス位置が変動しても、
高精度に被検マークの位置を検出することができる。な
お、上記の位置検出過程における各マーク像の位置検出
アルゴリズムにはスライス法、及び相関法等の各種の方
法があるが、本例においては、それらの何れを使用して
もよい。例えばスライス法では、所定のスライスレベル
における、画像信号SDのスライス位置に基づいて位置
検出が行われ、相関法では、画像信号SDを所定の基準
波形と比較し、その基準波形との相関度の最も高い位置
がマーク像の位置とされる。なお、図3(b)及び図3
(d)では指標マーク14a,14bの像に対応する信
号波形は図示省略しているが、例えば指標マーク14
a,14bに対するマークM1X,M2Xの位置ずれ量
をそれぞれ検出してから上記間隔ΔMDを求めるように
してもよい。
As described above, according to the position detecting device of the present embodiment, the low-order and high-order coma aberrations of the imaging optical system are measured, and the imaging optical system is adjusted based on the low-order coma aberration. Since the position detection value is corrected based on the higher-order coma aberration, even if the line width or the focus position of the mark to be inspected fluctuates,
The position of the test mark can be detected with high accuracy. Note that there are various methods such as a slice method and a correlation method for the position detection algorithm of each mark image in the above-described position detection process. In the present embodiment, any of these methods may be used. For example, in the slice method, position detection is performed based on the slice position of the image signal SD at a predetermined slice level. In the correlation method, the image signal SD is compared with a predetermined reference waveform, and the degree of correlation with the reference waveform is determined. The highest position is the position of the mark image. Note that FIG. 3B and FIG.
In (d), the signal waveforms corresponding to the images of the index marks 14a and 14b are not shown, but for example,
The distance ΔMD may be obtained after detecting the amount of displacement of the marks M1X and M2X with respect to the marks a and 14b.

【0046】また、各マークM1X,M2X,M3Xの
段差(深さ)は、40〜100nm程度とすることが望
ましい。この段差があまりに小さいとそれらのマーク像
のコントラストが低下し(マーク部が十分に暗くならな
い)、位置検出精度が低下する。逆に、段差が100n
m程度よりも高段差になると、段差部による幾何光学的
なケラレ等の悪影響が生じて、高精度な計測が難しくな
る。更に、各マークについて良好なコントラストの像を
得るためには、段差は、40〜60nmであることが望
ましい。
It is desirable that the step (depth) of each mark M1X, M2X, M3X is about 40 to 100 nm. If the level difference is too small, the contrast of the mark images decreases (the mark portions do not become sufficiently dark), and the position detection accuracy decreases. Conversely, the step is 100n
When the step is higher than about m, adverse effects such as geometrical optical vignetting due to the step occur, and it becomes difficult to perform highly accurate measurement. Further, in order to obtain a good contrast image for each mark, the step is desirably 40 to 60 nm.

【0047】また、マークM3Xの凹パターンの非対称
性の指標βは、それらの凹パターンを転写する際に使用
されたレチクルのパターンの製造誤差や、ウエハ11上
に段差を形成する際のエッチング誤差等の製造誤差が混
入している。そこで、上記の調整前に、指標βの中に含
まれるウエハに起因するだまされ量(誤差分)を計測す
ることが望ましい。このためには、図5のパターンM3
Xの像を計測した後、ウエハ11を180°回転して同
じパターンM3Xの像を計測し、2つの計測値の差分か
ら結像光学系の収差よりもウエハの特性(形成プロセス
や形成されたマークの非対称性など)への依存の方が大
きい誤差を求めることができる。そして、この求めた誤
差分を用いて(2)式の傾きCを補正すれば、ウエハに
起因する指標βのだまされ量(光学系の収差とは無関係
な量)を除去することができ光学系のコマ収差を高精度
に求めることができる。
The index β of the asymmetry of the concave pattern of the mark M3X is determined by the manufacturing error of the reticle pattern used when transferring the concave pattern and the etching error when forming a step on the wafer 11. And other manufacturing errors. Therefore, before the above adjustment, it is desirable to measure the amount of cheating (error) caused by the wafer included in the index β. For this purpose, the pattern M3 in FIG.
After measuring the X image, the wafer 11 is rotated by 180 ° to measure an image of the same pattern M3X. From the difference between the two measured values, the characteristic of the wafer (the forming process or the formed (Such as mark asymmetry), a larger error can be obtained. Then, by correcting the inclination C in the equation (2) using the obtained error, the amount of the indicator β deceived by the wafer (an amount unrelated to the aberration of the optical system) can be removed. The coma of the system can be obtained with high accuracy.

【0048】ところで、一般に位置検出装置は、2次元
方向(X方向、Y方向)のマーク位置、あるいは相対位
置関係の計測を行う必要がある。そこで、上記のX方向
に関する調整と同様に、図2のウエハ11上のY軸のマ
ーク(M1Y,M2Y,M3Y)の像の間隔を計測する
ことで、Y方向に関するコマ収差の計測及び調整も行う
ことができる。
By the way, generally, the position detecting device needs to measure a mark position in a two-dimensional direction (X direction, Y direction) or a relative positional relationship. Therefore, similarly to the adjustment in the X direction, the measurement and adjustment of the coma aberration in the Y direction are performed by measuring the interval between the images of the Y-axis marks (M1Y, M2Y, M3Y) on the wafer 11 in FIG. It can be carried out.

【0049】また、本例では、図1中のコマ補正光学系
16を調整して、残存コマ収差を調整除去するものとし
たが、これに限らず、対物レンズ群10やハーフプリズ
ム9等の他の光学部材の位置又は回転角を調整して、残
存コマ収差を調整除去してもよい。また、照明状態の調
整に際しても、σ絞り3の位置を調整するだけでなく、
光源1の位置、又は第1リレーレンズ6若しくは第2リ
レーレンズ8の位置若しくは回転角を調整するようにし
てもよい。
In this embodiment, the coma correction optical system 16 in FIG. 1 is adjusted to remove the residual coma aberration. However, the present invention is not limited to this. The residual coma may be adjusted and removed by adjusting the position or rotation angle of another optical member. In adjusting the illumination state, not only is the position of the σ stop 3 adjusted, but also
The position of the light source 1 or the position or the rotation angle of the first relay lens 6 or the second relay lens 8 may be adjusted.

【0050】また、本例では、低次コマ収差の計測に2
つの凹パターンからなる第2マークM2Xを使用した
が、低次のコマ収差の計測に使用するマークはこれに限
られるものではなく、例えば図7に示すようなマークを
使用するようにしてもよい。図7(a)に示す第4マー
クM4Xは、線幅の太い5本(2本以上であれば良い)
の線状の凹パターンを、X方向に所定のピッチで格子状
に形成したパターンであり、第5マークM5Xは、線幅
の細い5本の線状の凹パターンM5Xn(n=1〜5)
を、X方向に所定のピッチで格子状に形成したパターン
である。これらのマークM4X,M5Xを計測に用いる
場合には、第4マークM4Xの中心と第5マークM5X
の中心との間隔を計測し、フォーカスを振って相対位置
関係の変化を求めることによって、結像光学系の低次コ
マ収差を求める。
In this example, two-dimensional coma aberration is measured.
Although the second mark M2X having two concave patterns is used, the mark used for measuring low-order coma aberration is not limited to this. For example, a mark as shown in FIG. 7 may be used. . The fourth mark M4X shown in FIG. 7A has five thick lines (only two or more marks are required).
Are formed in a lattice pattern at a predetermined pitch in the X direction, and the fifth mark M5X has five linear concave patterns M5Xn (n = 1 to 5) having a small line width.
Are formed in a lattice at a predetermined pitch in the X direction. When these marks M4X and M5X are used for measurement, the center of the fourth mark M4X and the fifth mark M5X
By measuring the distance from the center of the lens, the focus is shaken, and the change in the relative positional relationship is determined, the low-order coma aberration of the imaging optical system is determined.

【0051】なお、例えばマークM4Xの中心と凹パタ
ーンM5Xn(本例ではn=1〜5)との間隔をそれぞ
れ計測し、相対位置関係の変化をフォーカスを振って求
めて、観察範囲内の任意の位置でのコマ収差をそれぞれ
求めることもできる。また、図7(b)に示す第7マー
クM7Xは、線幅の細い3本の線状の凹パターンをX方
向に所定のピッチで格子状に形成したパターンであり、
第7マークM7Xを挟むように第6マークM6Xと第8
マークM8Xとを形成している。第6マークM6Xは、
線幅の太い3本(2本以上であれば良い)の線状の凹パ
ターンをX方向に所定のピッチで格子状に形成したパタ
ーンであり、第8マークM8Xの形状は第6マークM6
Xと同一である。これらのマークM6X〜M8Xを計測
に用いる場合には、各マークM6X〜M8Xの中心位置
を各マークM6X〜M8Xの位置として求めた後、両端
のマークM6X,M8Xの平均位置を算出し、中央の第
7マークM7Xの位置に対する、両端のマークM6X,
M8Xの平均位置の偏差を相対位置関係として求めるこ
とによって、結像光学系の低次コマ収差を求める。
Incidentally, for example, the distance between the center of the mark M4X and the concave pattern M5Xn (n = 1 to 5 in this example) is measured, and the change in the relative positional relationship is obtained by shaking the focus to obtain an arbitrary value within the observation range. The coma at the position of can be obtained. The seventh mark M7X shown in FIG. 7B is a pattern in which three linear concave patterns having a small line width are formed in a lattice at a predetermined pitch in the X direction.
The sixth mark M6X and the eighth mark M6X sandwich the seventh mark M7X.
The mark M8X is formed. The sixth mark M6X is
This is a pattern in which three (though it is sufficient if two or more) linear concave patterns having a large line width are formed in a grid pattern at a predetermined pitch in the X direction, and the shape of the eighth mark M8X is the sixth mark M6.
Same as X. When these marks M6X to M8X are used for measurement, the center position of each mark M6X to M8X is determined as the position of each mark M6X to M8X, and then the average position of the marks M6X and M8X at both ends is calculated. The marks M6X at both ends with respect to the position of the seventh mark M7X,
By obtaining the deviation of the average position of M8X as a relative positional relationship, low-order coma aberration of the imaging optical system is obtained.

【0052】また、本例では、両凹パターンM2Xa,
M2Xbを同時に撮像して両凹パターンM2Xa,M2
Xbの相対位置を検出したが、例えば凹パターンM2X
aのみを撮像した後、レーザ干渉計によって計測される
ウエハステージの位置に基づいて設計上の間隔Dだけウ
エハ11を移動して凹パターンM2Xaを撮像した位置
に凹パターンM2Xbを位置決めし、その後凹パターン
M2Xbのみを撮像して、線幅の違いによる像位置の変
化量の違いを求めるようにしてもよい。
In this example, the biconcave pattern M2Xa,
M2Xb is imaged at the same time to obtain biconcave patterns M2Xa and M2.
Although the relative position of Xb was detected, for example, the concave pattern M2X
a, the wafer 11 is moved by the design interval D based on the position of the wafer stage measured by the laser interferometer, and the concave pattern M2Xb is positioned at the position where the concave pattern M2Xa is imaged. Only the pattern M2Xb may be imaged, and the difference in the amount of change in the image position due to the difference in line width may be determined.

【0053】また、計測に使用するマークの線幅につい
ては、結像光学系の特性等にあわせて適宜選択すること
が望ましい。一般にコマ収差による像位置の変化量は、
線幅の細いパターンほどフォーカス位置を変化させるこ
とにより大きく変動するため、例えば一方のパターンの
線幅を、コマ収差による像位置の変化量がフォーカス位
置の変化に対して安定になるように太く設定し、もう一
方のパターンの線幅を、コマ収差による像位置の変化量
がフォーカス位置の変化に敏感に反応して変動するよう
に細く設定することが望ましい。また、例えば図3のよ
うに、一方のパターンを、撮像した際に得られる信号が
シングルエッジの信号となるような線幅とし、もう一方
のパターンを、撮像した際に得られる信号がダブルエッ
ジの信号となるような線幅とするようにしてもよい。
It is desirable that the line width of the mark used for measurement be appropriately selected according to the characteristics of the imaging optical system. In general, the amount of change in the image position due to coma is
Since the narrower the line width, the larger the focus position changes, the larger the value, the larger the line width of one pattern, for example, so that the amount of change in the image position due to coma is stable with respect to the change in the focus position. However, it is desirable that the line width of the other pattern is set to be thin so that the amount of change in the image position due to coma varies in response to the change in the focus position. For example, as shown in FIG. 3, one of the patterns has a line width such that a signal obtained at the time of imaging is a single-edge signal, and the other pattern has a double-edge signal at the time of imaging. The line width may be such that the signal of

【0054】また、本例では、計測に使用するマークの
線幅を2種類としたが、計測に使用するマークの線幅の
種類をより多くすることで、より高精度に結像光学系の
コマ収差を計測することができる。次に、図1の位置検
出装置を投影露光装置のアライメントセンサに適用した
場合につき図8を参照して説明する。
In this embodiment, the line width of the mark used for measurement is set to two types. However, by increasing the line width of the mark used for measurement, the line width of the mark can be increased with higher accuracy. Coma can be measured. Next, a case where the position detecting device of FIG. 1 is applied to an alignment sensor of a projection exposure apparatus will be described with reference to FIG.

【0055】図8は本例で使用される投影露光装置を示
し、この図8において露光時には、水銀ランプ、又はエ
キシマレーザ光源等の露光光源、オプティカル・インテ
グレータ、可変視野絞り、及びコンデンサレンズ系等か
らなる照明光学系51より、レチクルRに対して露光光
ILが照射される。そして、レチクルRに形成されてい
るパターンの像が、投影光学系PLを介して投影倍率α
(αは1/5,1/4等)でフォトレジストが塗布され
たウエハW上の1つのショット領域に投影される。この
際に、主制御系53の制御情報に基づいて露光量制御系
52が露光量を適正化する。
FIG. 8 shows a projection exposure apparatus used in this embodiment. In FIG. 8, during exposure, an exposure light source such as a mercury lamp or an excimer laser light source, an optical integrator, a variable field stop, and a condenser lens system are used. The reticle R is irradiated with exposure light IL from the illumination optical system 51 composed of. Then, the image of the pattern formed on the reticle R is converted into a projection magnification α via the projection optical system PL.
(Α is 1/5, 1/4, etc.) and projected onto one shot area on the wafer W coated with the photoresist. At this time, the exposure control system 52 optimizes the exposure based on the control information of the main control system 53.

【0056】以下、投影光学系PLの光軸AXに平行に
Z軸を取り、Z軸に垂直な平面内で図8の紙面に平行に
X軸を取り、図8の紙面に垂直にY軸を取って説明す
る。このとき、レチクルRはレチクルステージ54上に
吸着保持され、レーザ干渉計56によるレチクルステー
ジ54の座標の計測値に基づいた駆動系57の制御情報
に基づいて、レチクルステージ54は、レチクルベース
55上でX方向、Y方向、回転方向にレチクルRを位置
決めする。
Hereinafter, the Z axis is taken parallel to the optical axis AX of the projection optical system PL, the X axis is taken parallel to the plane of FIG. 8 in a plane perpendicular to the Z axis, and the Y axis is taken perpendicular to the plane of FIG. Take and explain. At this time, the reticle R is sucked and held on the reticle stage 54, and the reticle stage 54 is placed on the reticle base 55 based on the control information of the drive system 57 based on the measured value of the coordinates of the reticle stage 54 by the laser interferometer 56. To position the reticle R in the X, Y, and rotation directions.

【0057】一方、ウエハWは不図示のウエハホルダ上
に真空吸着によって保持され、このウエハホルダが試料
台58上に固定され、試料台58は、定盤60上にエア
ーベアリングを介して浮上するように支持されているX
Yステージ59上に固定されている。試料台58は、ウ
エハWのZ方向の位置(フォーカス位置)及び傾斜角を
制御してオートフォーカス方式でウエハWの表面を投影
光学系PLの像面に合わせ込み、XYステージ59は、
レーザ干渉計61によって計測される試料台58の位置
に基づく駆動系62の制御情報に基づいて、試料台58
をX方向、Y方向にステップ移動する。XYステージ5
9によるステップ移動と、レチクルRのパターン像の露
光とをステップ・アンド・リピート方式で繰り返すこと
によって、ウエハW上の各ショット領域への露光が行わ
れる。
On the other hand, the wafer W is held on a wafer holder (not shown) by vacuum suction. The wafer holder is fixed on a sample table 58, and the sample table 58 is floated on a surface plate 60 via an air bearing. X supported
It is fixed on a Y stage 59. The sample stage 58 controls the position (focus position) and the tilt angle of the wafer W in the Z direction to adjust the surface of the wafer W to the image plane of the projection optical system PL by the autofocus method.
Based on the control information of the drive system 62 based on the position of the sample table 58 measured by the laser interferometer 61, the sample table 58
Is stepped in the X and Y directions. XY stage 5
By repeating the step movement by No. 9 and the exposure of the pattern image of the reticle R in a step-and-repeat manner, each shot area on the wafer W is exposed.

【0058】重ね合わせ露光を行う場合には、その露光
前に予めレチクルRとウエハWとのアライメントを行っ
ておく必要がある。そのため、試料台58上に種々の基
準マークが形成された基準マーク部材65が固定されて
おり、レチクルR上のレチクルアライメント顕微鏡(不
図示)の計測結果に基づいて、レチクルRが基準マーク
部材65に対してアライメントされる。また、投影光学
系PLの側面に図1の位置検出装置の光学系と同じ構成
のオフ・アクシス方式で、画像処理方式のアライメント
センサ63が配置されており、アライメントセンサ63
内の撮像素子22(図1参照)からの画像信号がアライ
メント信号処理系64に供給されている。アライメント
信号処理系64は、図1の制御演算系23の機能に加え
て、検出対象のウエハW上のアライメントマーク(ウエ
ハマーク)の像の図1の指標マーク14a,14bに対
する位置ずれ量を求める機能を備えている。
When performing the overlay exposure, it is necessary to perform alignment between the reticle R and the wafer W before the exposure. Therefore, a fiducial mark member 65 having various fiducial marks formed thereon is fixed on the sample table 58, and the reticle R is fixed to the fiducial mark member 65 based on the measurement result of a reticle alignment microscope (not shown) on the reticle R. Is aligned with Further, an off-axis type image processing type alignment sensor 63 having the same configuration as that of the optical system of the position detecting device of FIG. 1 is disposed on a side surface of the projection optical system PL.
The image signal from the image sensor 22 (see FIG. 1) is supplied to the alignment signal processing system 64. The alignment signal processing system 64 obtains, in addition to the function of the control operation system 23 in FIG. 1, the amount of displacement of the image of the alignment mark (wafer mark) on the detection target wafer W with respect to the index marks 14a and 14b in FIG. Has functions.

【0059】アライメントセンサ63を使用する場合に
は、まず試料台58上に不図示のウエハローダ系を介し
て図2の調整用のウエハ11を載置する。そして、アラ
イメントセンサ63を介して結像光学系の低次及び高次
のコマ収差を計測し、図1のコマ補正光学系16の位置
を調整する。その後、図8において、レチクルRのアラ
イメント時に並行して、基準マーク部材65上の所定の
基準マークの位置をアライメントセンサ63を介して検
出することによって、レチクルRのパターン像の中心位
置(露光中心)とアライメントセンサ63の検出中心と
の間隔(ベースライン量BL)が求められる。この後
は、アライメントセンサ63を介して検出されるウエハ
マークの位置をそのベースライン量BLで補正した座標
に基づいてXYステージ59を駆動することで、高い重
ね合わせ精度が得られる。
When the alignment sensor 63 is used, the adjustment wafer 11 shown in FIG. 2 is first placed on the sample table 58 via a wafer loader system (not shown). Then, the low-order and high-order coma aberrations of the imaging optical system are measured via the alignment sensor 63, and the position of the coma correction optical system 16 in FIG. 1 is adjusted. Thereafter, in FIG. 8, in parallel with the alignment of the reticle R, the position of a predetermined reference mark on the reference mark member 65 is detected via the alignment sensor 63, so that the center position of the pattern image of the reticle R (the exposure center ) And the distance between the detection center of the alignment sensor 63 (base line amount BL). Thereafter, the XY stage 59 is driven based on the coordinates obtained by correcting the position of the wafer mark detected via the alignment sensor 63 by the base line amount BL, thereby obtaining high overlay accuracy.

【0060】なお、アライメントセンサ63では、ウエ
ハ11に形成される特性調整用のマーク、又はウエハW
上のアライメントマークに広帯域の照明光を照射すると
共に、そのウエハで反射される光で指標マーク14a,
14bを照明するものとしたが、ウエハ上のマークを照
明する照明系とは別に、指標マーク用の照明系を設ける
ようにしてもよい。
In the alignment sensor 63, the characteristic adjustment mark formed on the wafer 11 or the wafer W
The upper alignment mark is irradiated with broadband illumination light, and the light reflected by the wafer is used as the index mark 14a,
Although the illumination system 14b is illuminated, an illumination system for an index mark may be provided separately from an illumination system for illuminating a mark on a wafer.

【0061】また、本例では特性調整用のマークを計測
専用のウエハ11に形成したため、特性調整用のマーク
の製造に用いられる露光装置では搬送機構やウエハホル
ダ等の改良を行う必要がなく、図8の投影露光装置では
特別な搬送機構を設けることなく、ウエハローダによっ
て計測用ウエハをXYステージ上に載置することが可能
となっている。しかしながら、特性調整用のマークは、
プロセスウエハやウエハ以外のプレートに形成してもよ
く、更にはオペレータ等によってそのプレートをXYス
テージ上の試料台59,71に対して着脱するようにし
てもよい。なお、特性調整用のマークが形成されるプレ
ートがウエハでなくとも、その形状や大きさが図8の投
影露光装置に搬入される基板(ウエハ等)と同一であれ
ば、ウエハローダによってそのプレートをXYステージ
上に載置することができる。
In this embodiment, since the marks for characteristic adjustment are formed on the wafer 11 dedicated to measurement, the exposure apparatus used for manufacturing the marks for characteristic adjustment does not need to improve the transport mechanism and the wafer holder. In the projection exposure apparatus of No. 8, the measurement wafer can be placed on the XY stage by the wafer loader without providing a special transfer mechanism. However, the characteristic adjustment mark is
It may be formed on a plate other than the process wafer or the wafer, and furthermore, the plate may be detached from the sample tables 59 and 71 on the XY stage by an operator or the like. Even if the plate on which the characteristic adjustment mark is formed is not a wafer, if the shape and size are the same as the substrate (wafer or the like) carried into the projection exposure apparatus in FIG. It can be placed on an XY stage.

【0062】また、液晶ディスプレイ等の製造に用いら
れる露光装置では角形基板を用いるため、特性調整用の
マークが形成されるプレートは円形でなく角形となる。
更に、特性調整用マークが形成された基準プレートをX
Yステージの一部に固定しておき、定期的、又は位置検
出装置内での絞りの交換等に応じてその調整を行うよう
にしてもよい。この場合、計測専用のウエハを使用する
のに比べてその計測に要する時間を短縮することができ
る。
Further, since a rectangular substrate is used in an exposure apparatus used for manufacturing a liquid crystal display or the like, a plate on which marks for adjusting characteristics are formed is not a circle but a square.
Further, the reference plate on which the characteristic adjustment mark is formed is
It may be fixed to a part of the Y stage, and the adjustment may be performed periodically or when the diaphragm is replaced in the position detecting device. In this case, the time required for the measurement can be reduced as compared to using a wafer dedicated to the measurement.

【0063】また、図8の投影露光装置では、図1の位
置検出装置をオフ・アクシス方式のアライメントセンサ
として用いたが、この投影露光装置で使用するアライメ
ントセンサは、投影光学系PLを介してウエハ上のマー
クを検出するTTL(スルー・ザ・レンズ)方式、ある
いはレチクル上のマークとウエハ上のマークとを検出す
るTTR(スルー・ザ・レチクル)方式であってもよ
い。なお、図8には図示していないが、オフ・アクシス
方式のアライメントセンサ63を構成する多数の光学素
子は複数の鏡筒にそれぞれ分けて保持され、投影光学系
PLが載置される架台と一体に設けられた金物に各鏡筒
は固定されている。
In the projection exposure apparatus shown in FIG. 8, the position detection apparatus shown in FIG. 1 is used as an off-axis type alignment sensor, but the alignment sensor used in this projection exposure apparatus is transmitted through a projection optical system PL. A TTL (through-the-lens) method for detecting a mark on a wafer or a TTR (through-the-reticle) method for detecting a mark on a reticle and a mark on a wafer may be used. Although not shown in FIG. 8, a large number of optical elements constituting the off-axis type alignment sensor 63 are separately held in a plurality of lens barrels, and a stand on which the projection optical system PL is mounted is provided. Each lens barrel is fixed to hardware integrally provided.

【0064】更に、図8の投影露光装置には、ウエハW
のフォーカス位置(アライメントセンサ63の光軸方向
の位置)を検出して、ウエハWの表面をアライメントセ
ンサ63のベストフォーカス位置に合焦させるオートフ
ォーカス機構が設けられているのが一般的である。この
場合、ウエハW上のウエハマークの位置、又は一対のウ
エハマークの間隔を検出する際には、このオートフォー
カス機構を動作させて被検マークに焦点を合わせつつ計
測を行えばよい。なお、オートフォーカス機構は対物レ
ンズ群10を通して検出用ビームをウエハ上に照射する
TTL方式、あるいは対物レンズ群10を介することな
くその光軸及びウエハ表面に対して傾斜させて検出用ビ
ームをウエハ上に照射する斜入射光方式の何れであって
もよい。
Further, the projection exposure apparatus shown in FIG.
Is generally provided with an auto-focus mechanism for detecting the focus position (position in the optical axis direction of the alignment sensor 63) and focusing the surface of the wafer W to the best focus position of the alignment sensor 63. In this case, when detecting the position of a wafer mark on the wafer W or the interval between a pair of wafer marks, the measurement may be performed while operating the autofocus mechanism while focusing on the test mark. Note that the autofocus mechanism uses a TTL method in which a detection beam is irradiated onto the wafer through the objective lens group 10, or tilts the optical axis and the wafer surface without passing through the objective lens group 10 so that the detection beam is projected onto the wafer. May be applied to the oblique incident light system.

【0065】更に、図8の投影露光装置はステップ・ア
ンド・リピート方式に限られるものではなく、図8の投
影露光装置をステップ・アンド・スキャン方式若しくは
ミラープロジェクション方式等の走査露光方式、又は感
光基板上で複数のパターンを部分的に重ねて転写するス
テップ・アンド・スティッチ方式として構成してもよ
い。その他に、露光用照明光としてレーザプラズマ光
源、又はSOR(Synchrotron Orbital Radiation)リン
グから発生する軟X線領域(波長5〜50nm程度)、
例えば波長13.4nm又は11.5nmのEUV(Ex
treme UltraViolet)光を用いる縮小投影型露光装置(E
UV露光装置)、硬X線を用いるプロキシミティ方式の
X線露光装置、又は電子線若しくはイオンビームなどの
荷電粒子線を用いる露光装置として構成してもよい。な
お、EUV露光装置では、縮小投影光学系が複数枚(3
〜6枚程度)の反射光学素子のみからなる反射系であ
り、かつレチクルとして反射型レチクルが用いられる。
Further, the projection exposure apparatus shown in FIG. 8 is not limited to the step-and-repeat method, and the projection exposure apparatus shown in FIG. 8 is not limited to a step-and-scan method or a mirror projection method. It may be configured as a step-and-stitch method in which a plurality of patterns are partially overlapped and transferred on a substrate. In addition, a soft X-ray region (wavelength of about 5 to 50 nm) generated from a laser plasma light source or an SOR (Synchrotron Orbital Radiation) ring as exposure illumination light,
For example, EUV (Ex: 13.4 nm or 11.5 nm wavelength)
treme UltraViolet) Reduction projection exposure apparatus using light (E
UV exposure apparatus), a proximity type X-ray exposure apparatus using hard X-rays, or an exposure apparatus using a charged particle beam such as an electron beam or an ion beam. In the EUV exposure apparatus, a plurality of reduction projection optical systems (3
(Approximately 6) of reflective optical elements, and a reflective reticle is used as the reticle.

【0066】また、半導体素子などを製造するデバイス
製造用の露光装置で使用するレチクル又はマスクを、例
えば遠紫外光又は真空紫外光を用いる露光装置で製造す
ることがあり、本発明はレチクル又はマスクを製造する
ためのリソグラフィ工程で使用される露光装置に対して
も適用することができる。更に、露光光として、水銀ラ
ンプのg線やi線、KrFエキシマレーザ光、ArFエ
キシマレーザ光若しくはF2 レーザ光のようなレーザ
光、又はYAGレーザの高調波などを用いてもよい。あ
るいは、露光光として、DFB(Distributed feedbac
k)半導体レーザを、例えばエルビウム(Er)(又は
エルビウムとイッテルビウム(Yb)との両方)がドー
プされたファイバアンプで増幅し、且つ非線形光学結晶
を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いてもよい。
A reticle or a mask used in an exposure apparatus for manufacturing a device for manufacturing a semiconductor element or the like may be manufactured by an exposure apparatus using, for example, far ultraviolet light or vacuum ultraviolet light. The present invention can also be applied to an exposure apparatus used in a lithography process for manufacturing a semiconductor device. Further, as the exposure light, a mercury lamp of g-line or i-line, KrF excimer laser light, laser light such as ArF excimer laser light or F 2 laser beam, or the like may be used harmonic of a YAG laser. Alternatively, DFB (Distributed feedbac
k) A semiconductor laser is amplified by, for example, a fiber amplifier doped with erbium (Er) (or both erbium and ytterbium (Yb)), and using a harmonic that is wavelength-converted to ultraviolet light using a nonlinear optical crystal. You may.

【0067】また、上記の実施の形態の露光装置(投影
露光装置)は、複数のレンズから構成される照明光学
系、投影光学系を露光装置本体に組み込み光学調整をし
て、投影光学系を保持する架台に一体に設けられる金物
に図1に示した位置検出装置を組み込んで配線等の接続
を行うと共に、前述の各実施の形態で説明したようにそ
の光学調整を行い、多数の機械部品からなるレチクルス
テージやウエハステージを露光装置本体に取り付けて配
線や配管を接続し、更に総合調整(電気調整、動作確認
等)をすることにより製造することができる。なお、そ
の露光装置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 exposure apparatus (projection exposure apparatus) according to the above embodiment incorporates an illumination optical system and a projection optical system composed of a plurality of lenses into the exposure apparatus main body, performs optical adjustment, and controls the projection optical system. The position detection device shown in FIG. 1 is incorporated into a hardware integrally provided on the holding stand to perform connection such as wiring, and optical adjustment thereof is performed as described in each of the above-described embodiments. The reticle stage and the wafer stage are connected to the exposure apparatus main body, wiring and piping are connected, and further, overall adjustment (electric adjustment, operation confirmation, etc.) can be performed. It is desirable that the exposure apparatus be manufactured in a clean room in which the temperature, cleanliness, and the like are controlled.

【0068】更に、上記の実施の形態の露光装置を用い
てウエハ上に半導体デバイスを製造する場合、この半導
体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステッ
プ、このステップに基づいたレチクルを製造するステッ
プ、シリコン材料からウエハを制作するステップ、前述
した実施の形態の露光装置によりアライメントを行って
レチクルのパターンをウエハ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。
Further, when a semiconductor device is manufactured on a wafer by using the exposure apparatus of the above-described embodiment, the semiconductor device manufactures a reticle based on the step of designing the function and performance of the device. Step, producing a wafer from a silicon material, exposing the reticle pattern to the wafer by performing alignment using the exposure apparatus of the above-described embodiment, device assembling step (including dicing step, bonding step, and package step). It is manufactured through an inspection step and the like.

【0069】なお、本発明は上述の実施の形態に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取
り得ることは勿論である。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.

【0070】[0070]

【発明の効果】本発明の第1又は第2の収差計測方法に
よれば、マークの線幅やフォーカス位置の変化による位
置検出値誤差の原因となるその検出用の光学系の収差を
高精度に求めることができる。また、本発明の第1又は
第2のマーク検出装置によれば、それぞれ本発明の第1
又は第2の収差計測方法を実施することができ、被検マ
ークの線幅やフォーカス位置が変化した場合であって
も、高精度に被検マークの位置を検出することができ
る。また、本発明の第1又は第2の露光方法によれば、
その基板を高精度に位置決めして露光を行うことができ
る。
According to the first or second aberration measuring method of the present invention, the aberration of the detection optical system which causes a position detection value error due to a change in a mark line width or a focus position can be corrected with high accuracy. Can be sought. Further, according to the first or second mark detection device of the present invention, the first or second mark detection device of the present invention can be used.
Alternatively, the second aberration measurement method can be performed, and the position of the test mark can be detected with high accuracy even when the line width or the focus position of the test mark changes. According to the first or second exposure method of the present invention,
Exposure can be performed by positioning the substrate with high precision.

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

【図1】 本発明の実施の形態において使用されるの位
置検出装置を示す一部を断面図とした構成図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a part of a position detecting device used in an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の実施の形態において調整用に使用さ
れるウエハ上の複数の格子状マークを示す平面図であ
る。
FIG. 2 is a plan view showing a plurality of grid marks on a wafer used for adjustment in the embodiment of the present invention.

【図3】 図2の第1及び第2マークM1X,M2X、
及びこれらのマークの像より得られる画像信号を示す図
である。
FIG. 3 shows first and second marks M1X, M2X,
FIG. 4 is a diagram showing image signals obtained from images of these marks.

【図4】 フォーカス位置とコマ収差による像位置の変
化量との関係の一例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a relationship between a focus position and a change amount of an image position due to coma aberration.

【図5】 (a)は、図2の第3マークM3Xを示す断
面図、(b)は、第3マークM3Xの像より得られる画
像信号を示す図である。
5A is a sectional view showing a third mark M3X in FIG. 2, and FIG. 5B is a view showing an image signal obtained from an image of the third mark M3X.

【図6】 フォーカス位置とマークの像の非対称性の指
標βとの関係を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between a focus position and an index β of asymmetry of a mark image.

【図7】 結像光学系の特性調整用のマークの他の例を
示す平面図である。
FIG. 7 is a plan view showing another example of a mark for adjusting the characteristics of the imaging optical system.

【図8】 図1の位置検出装置をアライメントセンサと
して備えた投影露光装置を示す構成図である。
8 is a configuration diagram illustrating a projection exposure apparatus including the position detection device of FIG. 1 as an alignment sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

M1X〜M3X,M1Y〜M3Y…結像光学系の特性調
整用のマーク、PL…投影光学系、R…レチクル、W…
ウエハ、1…光源、2…コンデンサレンズ、3…σ絞
り、4a,4b…保持部材、5a,5b…σ絞り位置調
整機構、6…第1リレーレンズ、7…視野絞り、8…第
2リレーレンズ、9…ハーフプリズム、10…対物レン
ズ群、11…結像光学系の特性調整用のウエハ、12…
第3リレーレンズ、15…第4リレーレンズ、16…コ
マ補正光学系、16a,16b…保持部材、17a,1
7b…コマ補正光学系位置調整機構、21…フィールド
レンズ、22…撮像素子、23…制御演算系、53…主
制御系、58…試料台、59…XYステージ、63…ア
ライメントセンサ、64…アライメント信号処理系
M1X to M3X, M1Y to M3Y: marks for adjusting the characteristics of the imaging optical system, PL: projection optical system, R: reticle, W:
Wafer, 1 light source, 2 condenser lens, 3 σ stop, 4a, 4b holding member, 5a, 5b σ stop position adjusting mechanism, 6 first relay lens, 7 field stop, 8 second relay Lens, 9 half prism, 10 objective lens group, 11 wafer for adjusting the characteristics of the imaging optical system, 12
Third relay lens, 15: fourth relay lens, 16: coma correction optical system, 16a, 16b: holding member, 17a, 1
7b: Frame correction optical system position adjustment mechanism, 21: Field lens, 22: Image sensor, 23: Control operation system, 53: Main control system, 58: Sample stage, 59: XY stage, 63: Alignment sensor, 64: Alignment Signal processing system

フロントページの続き (72)発明者 千葉 洋 東京都千代田区丸の内3丁目2番3号 株 式会社ニコン内 Fターム(参考) 2F065 AA03 AA20 BB27 CC19 EE08 FF01 FF04 FF51 GG02 JJ03 JJ26 LL30 LL50 MM22 PP12 QQ14 QQ29 TT02 5F046 BA04 DA13 EA03 EA12 EB01 EC05 FA10 FA16 FB04 FB09 FB12 FC04 Continued on the front page (72) Inventor Hiroshi Chiba 3-2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo F-term in Nikon Corporation (reference) 2F065 AA03 AA20 BB27 CC19 EE08 FF01 FF04 FF51 GG02 JJ03 JJ26 LL30 LL50 MM22 PP12 QQ14 QQ29 TT02 5F046 BA04 DA13 EA03 EA12 EB01 EC05 FA10 FA16 FB04 FB09 FB12 FC04

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被検マークからの光束を集光する検出用
の光学系の所定の収差情報を計測する収差計測方法であ
って、 前記検出用の光学系を介して、互いに異なる複数のフォ
ーカス位置で、互いに線幅の異なる第1及び第2のマー
クの相対位置に関する相対位置情報を検出し、 前記複数のフォーカス位置でそれぞれ検出された前記相
対位置情報に関する、前記複数のフォーカス位置間での
変化情報に基づいて、前記所定の収差情報を求めること
を特徴とする収差計測方法。
1. An aberration measuring method for measuring predetermined aberration information of a detection optical system for condensing a light beam from a test mark, comprising: a plurality of focuses different from each other via the detection optical system And detecting relative position information regarding relative positions of the first and second marks having different line widths from each other at the position, and detecting the relative position information detected at the plurality of focus positions. An aberration measurement method, wherein the predetermined aberration information is obtained based on change information.
【請求項2】 前記所定の収差情報は、波面の歪み成分
として所定次数以下の次数の歪み成分を相対的に多く含
む低次コマ収差であることを特徴とする請求項1記載の
収差計測方法。
2. The aberration measurement method according to claim 1, wherein the predetermined aberration information is low-order coma aberration including a relatively large number of distortion components of a predetermined order or less as a distortion component of a wavefront. .
【請求項3】 前記相対位置情報は、前記第1及び前記
第2のマークの第1相対間隔を含み、 前記検出用の光学系を介して、前記複数のフォーカス位
置で、ほぼ同一の線幅を持つ第3及び第4のマークの第
2相対間隔を検出し、 前記変化情報は、前記第1相対間隔と前記第2相対間隔
との差分の、前記複数のフォーカス位置間での変化量を
含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の収差計測
方法。
3. The relative position information includes a first relative distance between the first and second marks, and the line width is substantially the same at the plurality of focus positions via the optical system for detection. Detecting a second relative interval between the third and fourth marks having the following. The change information is a change amount of the difference between the first relative interval and the second relative interval between the plurality of focus positions. The aberration measurement method according to claim 1, wherein the method includes:
【請求項4】 前記光学系を介して互いに異なる複数の
フォーカス位置で、前記被検マークの像を検出し、該検
出されたマークの像の非対称性の、前記フォーカス位置
に応じた変化情報に基づいて、前記低次コマ収差を含ん
だ前記光学系の特定の収差情報を求め、 前記特定の収差情報から前記低次コマ収差を差し引くこ
とにより、前記波面の歪み成分として前記所定次数より
大きい次数の歪み成分を相対的に多く含む高次コマ収差
を求めることを特徴とする請求項3記載の収差計測方
法。
4. An image of the test mark is detected at a plurality of focus positions different from each other via the optical system, and asymmetry of the image of the detected mark is converted into change information according to the focus position. Based on the specific aberration information of the optical system including the low-order coma aberration, and subtracting the low-order coma aberration from the specific aberration information, the order larger than the predetermined order as a distortion component of the wavefront. 4. The aberration measuring method according to claim 3, wherein a higher-order coma aberration including a relatively large amount of distortion component is obtained.
【請求項5】 請求項1〜4の何れか一項記載の収差計
測方法で求められた前記所定の収差情報に基づいて、前
記光学系を構成する光学部材の少なくとも一部を調整
し、前記調整された光学系を介して、基板上に形成され
たマークの位置情報の検出を行うことを特徴とするマー
ク検出方法。
5. The method according to claim 1, wherein at least a part of an optical member constituting the optical system is adjusted based on the predetermined aberration information obtained by the aberration measurement method according to claim 1. A mark detection method comprising: detecting position information of a mark formed on a substrate via an adjusted optical system.
【請求項6】 請求項5記載のマーク検出方法により検
出された前記マークの位置情報に基づいて、前記基板を
位置決めし、 該位置決めされた基板上に所定パターンを転写すること
を特徴とする露光方法。
6. An exposure method comprising: positioning the substrate based on position information of the mark detected by the mark detection method according to claim 5; and transferring a predetermined pattern onto the positioned substrate. Method.
【請求項7】 被検マークからの光束を集光する検出用
の光学系の収差情報を計測する収差計測方法であって、 前記光学系を介して、互いに異なる複数のフォーカス位
置で、所定マークの像を検出し、 該検出された前記所定マークの像の位置情報の、前記フ
ォーカス位置に応じた変化情報に基づいて、前記光学系
の第1収差情報を求め、 前記検出された前記所定マークの像の非対称性の、前記
フォーカス位置に応じた変化情報に基づいて、前記光学
系の第2収差情報を求め、 前記第1及び第2収差情報に基づき、所定の収差情報を
求めることを特徴とする収差計測方法。
7. An aberration measuring method for measuring aberration information of a detection optical system for condensing a light beam from a test mark, wherein the predetermined mark is provided at a plurality of different focus positions via the optical system. Detecting the first aberration information of the optical system based on the change information according to the focus position of the detected position information of the image of the predetermined mark, and detecting the detected predetermined mark. The second aberration information of the optical system is obtained based on the change information according to the focus position, which is the asymmetry of the image, and the predetermined aberration information is obtained based on the first and second aberration information. Aberration measurement method.
【請求項8】 前記第1収差情報は、波面の歪み成分と
して所定次数以下の次数の歪み成分を相対的に多く含む
低次コマ収差であり、 第2収差情報は、前記第1収差情報を含んだ収差情報で
あり、 前記所定の収差情報は、前記第2収差情報から前記第1
収差情報を差し引くことにより得られる、前記波面の歪
み成分として前記所定次数より大きい次数の歪み成分を
相対的に多く含む高次コマ収差であることを特徴とする
請求項7記載の収差計測方法。
8. The first aberration information is a low-order coma aberration including a relatively large number of distortion components of a predetermined order or less as a distortion component of a wavefront, and the second aberration information is obtained by converting the first aberration information to The predetermined aberration information is the first aberration information from the second aberration information.
8. The aberration measurement method according to claim 7, wherein the wavefront distortion component obtained by subtracting the aberration information is a high-order coma aberration including a relatively large number of distortion components of an order larger than the predetermined order.
【請求項9】 前記所定マークは、互いに線幅の異なる
複数のライン形状マークを含むことを特徴とする請求項
7又は8記載の収差計測方法。
9. The aberration measuring method according to claim 7, wherein the predetermined mark includes a plurality of line-shaped marks having different line widths.
【請求項10】 請求項7〜9の何れか一項記載の収差
計測方法で求められた前記第1収差情報に基づいて、前
記光学系を構成する光学部材の少なくとも一部を調整
し、 前記調整された光学系を介して、基板上に形成されたマ
ークの位置情報の検出を行い、前記所定の収差情報に基
づいて、前記検出されたマークの位置情報を補正するこ
とを特徴とするマーク検出方法。
10. An optical member constituting the optical system, wherein at least a part of the optical member is adjusted based on the first aberration information obtained by the aberration measurement method according to claim 7. A mark detecting the position information of the mark formed on the substrate via the adjusted optical system, and correcting the detected position information of the mark based on the predetermined aberration information; Detection method.
【請求項11】 請求項10記載のマーク検出方法で得
られた前記マークの位置情報に基づいて、前記基板を位
置決めし、 該位置決めされた基板上に所定パターンを転写すること
を特徴とする露光方法。
11. A method according to claim 10, wherein the substrate is positioned based on the position information of the mark obtained by the mark detecting method according to claim 10, and a predetermined pattern is transferred onto the positioned substrate. Method.
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