JP2002206990A - 波面収差測定方法及び投影露光装置 - Google Patents
波面収差測定方法及び投影露光装置Info
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体素子製造用の露光装置において実際に
使用する状態での投影光学系の波面収差の測定が容易に
できる波面収差測定方法及びそれを用いた投影露光装置
を得ること。 【解決手段】 パターンを投影光学系を介して投影結像
する結像位置近傍に別のパターンを配置し、該パターン
とは別の位相パターンを通過した光束によって形成され
る像の光強度分布を測定する光強度分布測定手段を用
い、位相パターンを前記投影光学系の光軸と垂直な１方
向あるいは複数の方向に走査したとき、前記光強度分布
測定手段により前記走査と同期して得られる光強度分布
の変化から、前記投影光学系の波面収差を得ること
使用する状態での投影光学系の波面収差の測定が容易に
できる波面収差測定方法及びそれを用いた投影露光装置
を得ること。 【解決手段】 パターンを投影光学系を介して投影結像
する結像位置近傍に別のパターンを配置し、該パターン
とは別の位相パターンを通過した光束によって形成され
る像の光強度分布を測定する光強度分布測定手段を用
い、位相パターンを前記投影光学系の光軸と垂直な１方
向あるいは複数の方向に走査したとき、前記光強度分布
測定手段により前記走査と同期して得られる光強度分布
の変化から、前記投影光学系の波面収差を得ること
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子を製造
する等のリソグラフィ工程で使用される、マスク上のパ
ターンを感光性の基板に転写する投影光学系等の波面収
差測定方法及びそれを用いた投影露光装置に関するもの
である。
する等のリソグラフィ工程で使用される、マスク上のパ
ターンを感光性の基板に転写する投影光学系等の波面収
差測定方法及びそれを用いた投影露光装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子等をフォトリソグラフィ工程
で製造する際にレチクルやフォトマスク等（以下、レチ
クルと総称する）に形成された回路パターン等を感光剤
が塗布された半導体ウエハ（感光基板）等に転写する投
影露光装置が使用されている。この種の投影露光装置で
は、レチクル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、結像性能のよい、収差を抑えた投
影光学系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
により大きく影響されるようになってきている。一方
で、投影光学系には露光面積の拡大、高Ｎ.Ａ.化が求め
られており、この要求は良好なる収差補正をより困難に
している。
で製造する際にレチクルやフォトマスク等（以下、レチ
クルと総称する）に形成された回路パターン等を感光剤
が塗布された半導体ウエハ（感光基板）等に転写する投
影露光装置が使用されている。この種の投影露光装置で
は、レチクル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、結像性能のよい、収差を抑えた投
影光学系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
により大きく影響されるようになってきている。一方
で、投影光学系には露光面積の拡大、高Ｎ.Ａ.化が求め
られており、この要求は良好なる収差補正をより困難に
している。
【０００３】こうした状況の中、投影露光装置に投影光
学系を搭載した状態、すなわち実際に露光に使用する状
態で、投影光学系の収差、特に波面収差を計測したいと
の要求が強くある。これにより、使用状態に則したより
精密なレンズ（光学系）の調整や、収差の受けにくいデ
バイスの設計が可能となる。このような要求に対し、従
来から、投影露光装置に搭載した状態で投影光学系の結
像性能を求める手段として、ナイフエッジやスリットな
どで像の強度分布を測定するやり方がある。また、バー
チャートなど特定の形状をしたパターンのコントラスト
を求めるやり方なども行われている。しかしながら、こ
れらの方法では波面収差を求めることまでは行なわれて
いない。また、波面収差を求める方法として干渉計を用
いる方法もあるが、これは投影光学系の製造段階での検
査装置として用いられるのが一般的であり、投影露光装
置に搭載するには技術的に、コスト的に壁が厚く、実用
には至っていない。
学系を搭載した状態、すなわち実際に露光に使用する状
態で、投影光学系の収差、特に波面収差を計測したいと
の要求が強くある。これにより、使用状態に則したより
精密なレンズ（光学系）の調整や、収差の受けにくいデ
バイスの設計が可能となる。このような要求に対し、従
来から、投影露光装置に搭載した状態で投影光学系の結
像性能を求める手段として、ナイフエッジやスリットな
どで像の強度分布を測定するやり方がある。また、バー
チャートなど特定の形状をしたパターンのコントラスト
を求めるやり方なども行われている。しかしながら、こ
れらの方法では波面収差を求めることまでは行なわれて
いない。また、波面収差を求める方法として干渉計を用
いる方法もあるが、これは投影光学系の製造段階での検
査装置として用いられるのが一般的であり、投影露光装
置に搭載するには技術的に、コスト的に壁が厚く、実用
には至っていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】半導体素子製造のリソ
グラフィーにおける投影光学系を、上述の、ナイフエッ
ジやスリットなどで像の強度分布を求める方法で、収差
計測するためには、強度分布測定のＳ／Ｎ比が、１０6
以上程度は必要とされ、非常に難易度が高い。また、バ
ーチャートを用いてコントラストを求めるやりかたで、
波面収差を求めるには、粗いピッチから解像限界を超え
るピッチまで非常に多数のバーチャートのコントラスト
を求める必要があり、バーチャートの制作上、そして測
定労力の点から実用的ではない。
グラフィーにおける投影光学系を、上述の、ナイフエッ
ジやスリットなどで像の強度分布を求める方法で、収差
計測するためには、強度分布測定のＳ／Ｎ比が、１０6
以上程度は必要とされ、非常に難易度が高い。また、バ
ーチャートを用いてコントラストを求めるやりかたで、
波面収差を求めるには、粗いピッチから解像限界を超え
るピッチまで非常に多数のバーチャートのコントラスト
を求める必要があり、バーチャートの制作上、そして測
定労力の点から実用的ではない。
【０００５】一方、干渉計による波面収差測定方法で
は、プリズム、ミラー、レンズなどからなる干渉計と、
干渉計用のコヒーレンスの良い照明系とを、レチクルス
テージやウエハーステージの近傍に配置する必要があ
る。一般に、ウエハーステージやレチクルステージ近傍
の空間は限られており、干渉計やその照明系の大きさも
制約を受けることになる。また、発熱や振動などの面か
らも制約があり、実装上の難易度がたかい。さらに、近
年の露光波長の短波長化により、露光波長領域における
干渉計のためのコヒーレンスのよい光源は、存在しない
か、非常に高額である。このため干渉計方式の収差測定
装置を投影露光装置に搭載することは技術的にも困難な
点が多い。
は、プリズム、ミラー、レンズなどからなる干渉計と、
干渉計用のコヒーレンスの良い照明系とを、レチクルス
テージやウエハーステージの近傍に配置する必要があ
る。一般に、ウエハーステージやレチクルステージ近傍
の空間は限られており、干渉計やその照明系の大きさも
制約を受けることになる。また、発熱や振動などの面か
らも制約があり、実装上の難易度がたかい。さらに、近
年の露光波長の短波長化により、露光波長領域における
干渉計のためのコヒーレンスのよい光源は、存在しない
か、非常に高額である。このため干渉計方式の収差測定
装置を投影露光装置に搭載することは技術的にも困難な
点が多い。
【０００６】本発明は、投影露光装置上で投影光学系の
結像性能、特に波面収差を容易に計測することができる
波面収差測定方法及びそれを用いた投影露光装置の提供
を目的とする。
結像性能、特に波面収差を容易に計測することができる
波面収差測定方法及びそれを用いた投影露光装置の提供
を目的とする。
【０００７】この他、本発明は、レチクル上のパターン
をウエハ上に投影光学系によって投影する装置におい
て、実際の投影状態の基で投影光学系の波面収差を容易
に測定することができる波面収差測定方法及びそれを用
いた投影露光装置の提供を目的とする。
をウエハ上に投影光学系によって投影する装置におい
て、実際の投影状態の基で投影光学系の波面収差を容易
に測定することができる波面収差測定方法及びそれを用
いた投影露光装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明の波面収
差測定方法は、パターンを投影結像する投影光学系の結
像位置近傍に位相パターンを配置し、該位相パターンを
前記投影光学系の光軸と垂直な１方向あるいは複数の方
向に走査したとき前記位相パターンを通過した光束によ
って形成される像の光強度分布から、前記投影光学系の
波面収差を得ることを特徴としている。
差測定方法は、パターンを投影結像する投影光学系の結
像位置近傍に位相パターンを配置し、該位相パターンを
前記投影光学系の光軸と垂直な１方向あるいは複数の方
向に走査したとき前記位相パターンを通過した光束によ
って形成される像の光強度分布から、前記投影光学系の
波面収差を得ることを特徴としている。
【０００９】請求項２の発明は請求項１の発明におい
て、前記位相パターンは、少なくても２つの領域からな
り、２つの領域通過後の光束はそれぞれ相対位相差πの
位相変化を受けることを特徴としている。
て、前記位相パターンは、少なくても２つの領域からな
り、２つの領域通過後の光束はそれぞれ相対位相差πの
位相変化を受けることを特徴としている。
【００１０】請求項３の発明の投影露光装置は、レクチ
ル上のパターンを投影光学系を介して感光性の基板上に
投影露光する投影露光装置において、所定パターンを前
記投影光学系を介して投影結像する際の結像位置近傍に
配置された位相型パターンと、前記所定パターンを前記
投影光学系を介して投影結像し前記位相型パターンを通
過した光束によって形成される像の光強度分布を測定す
る光強度分布測定手段と、前記位相型パターンを前記投
影光学系の光軸と垂直な１方向あるいは複数の方向に走
査する走査機構とを有し、前記走査機構による走査時に
前記光強度分布測定手段により得られる光強度分布か
ら、前記投影光学系の波面収差を得る波面収差測定装置
を設けたことを特徴としている。
ル上のパターンを投影光学系を介して感光性の基板上に
投影露光する投影露光装置において、所定パターンを前
記投影光学系を介して投影結像する際の結像位置近傍に
配置された位相型パターンと、前記所定パターンを前記
投影光学系を介して投影結像し前記位相型パターンを通
過した光束によって形成される像の光強度分布を測定す
る光強度分布測定手段と、前記位相型パターンを前記投
影光学系の光軸と垂直な１方向あるいは複数の方向に走
査する走査機構とを有し、前記走査機構による走査時に
前記光強度分布測定手段により得られる光強度分布か
ら、前記投影光学系の波面収差を得る波面収差測定装置
を設けたことを特徴としている。
【００１１】請求項４の発明は請求項３の発明におい
て、前記位相パターンは、少なくても２つの領域からな
り、２つの領域通過後の光束はそれぞれ相対位相差πの
位相変化を受けることを特徴としている。
て、前記位相パターンは、少なくても２つの領域からな
り、２つの領域通過後の光束はそれぞれ相対位相差πの
位相変化を受けることを特徴としている。
【００１２】請求項５の発明は請求項３の発明におい
て、更に前記投影光学系に対して、得られた波面収差を
是正するための手段を有することを特徴としている。
て、更に前記投影光学系に対して、得られた波面収差を
是正するための手段を有することを特徴としている。
【００１３】請求項６の発明のデバイスの製造方法は、
請求項３又は４の投影露光装置を用いてレチクル面上の
パターンをウエハ面上に投影し、露光した後に該ウエハ
を現像処理工程を介してデバイスを製造していることを
特徴としている。
請求項３又は４の投影露光装置を用いてレチクル面上の
パターンをウエハ面上に投影し、露光した後に該ウエハ
を現像処理工程を介してデバイスを製造していることを
特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は本発明の波面収差測定方法
を用いた投影露光装置の実施形態１の要部概略図であ
る。
を用いた投影露光装置の実施形態１の要部概略図であ
る。
【００１５】本実施形態の投影露光装置はレチクル上の
パターンをウエハにステップアンドリピート方式やステ
ップアンドスキャン方式によって投影露光し、該ウエハ
を現像処理工程を行ってＩＣ、ＬＳＩ、ＣＣＤ、液晶パ
ネル等のデバイスを製造している。まず本実施形態にお
いて投影光学系の波面収差を測定するときの測定原理に
ついて説明する。
パターンをウエハにステップアンドリピート方式やステ
ップアンドスキャン方式によって投影露光し、該ウエハ
を現像処理工程を行ってＩＣ、ＬＳＩ、ＣＣＤ、液晶パ
ネル等のデバイスを製造している。まず本実施形態にお
いて投影光学系の波面収差を測定するときの測定原理に
ついて説明する。
【００１６】図１においては、レチクルやフォトマスク
（レチクル）上の転写用の第１のパターンを第１の照明
系による第１の照明条件で照明し、前記第１のパターン
を投影光学系１０を介して形成される第１のパターンの
結像面上に配置した感光性の基板（ウエハ）上の露光領
域に投影露光する露光装置（投影露光装置）において、
前記レチクルやフォトマスク、あるいは別のレチクルや
フォトマスク上の第２のパターンを第２の照明系による
第２の照明条件で照明し、前記投影光学系１０を介して
形成される前記第２のパターンの結像位置近傍に第３の
パターン１７を配置し、さらに前記第３のパターン１７
を通過した後の光束によって形成される光の強度を測定
する光強度分布測定装置（光強度分布測定手段）１８を
配置した構成とし、前記第３のパターン１７を前記投影
光学系１０の光軸と垂直な１方向あるいは複数の方向に
走査し、前記光強度分布測定装置１８により前期走査と
同期して得られる光強度分布の変化から、前記投影光学
系１０の波面収差を得ている。
（レチクル）上の転写用の第１のパターンを第１の照明
系による第１の照明条件で照明し、前記第１のパターン
を投影光学系１０を介して形成される第１のパターンの
結像面上に配置した感光性の基板（ウエハ）上の露光領
域に投影露光する露光装置（投影露光装置）において、
前記レチクルやフォトマスク、あるいは別のレチクルや
フォトマスク上の第２のパターンを第２の照明系による
第２の照明条件で照明し、前記投影光学系１０を介して
形成される前記第２のパターンの結像位置近傍に第３の
パターン１７を配置し、さらに前記第３のパターン１７
を通過した後の光束によって形成される光の強度を測定
する光強度分布測定装置（光強度分布測定手段）１８を
配置した構成とし、前記第３のパターン１７を前記投影
光学系１０の光軸と垂直な１方向あるいは複数の方向に
走査し、前記光強度分布測定装置１８により前期走査と
同期して得られる光強度分布の変化から、前記投影光学
系１０の波面収差を得ている。
【００１７】ここで前記第３のパターン１７は位相パタ
ーンである。
ーンである。
【００１８】また、前記位相パターンは、図１３に示す
ように少なくても２つの領域Ａ、Ｂからなり、２つの領
域Ａ、Ｂを光束が通過後の光束は相対位相差πの位相変
化を受ける。
ように少なくても２つの領域Ａ、Ｂからなり、２つの領
域Ａ、Ｂを光束が通過後の光束は相対位相差πの位相変
化を受ける。
【００１９】本実施形態の波面収差測定手段は、Foucau
ltTest，Wire Test，Phase Modulation Test,Ronchi Te
st（たとえば、Daniel Malacara，"Optical Shop Testi
ng"，John Wiley&Sons，Inc．231(1978)参照）などで行
なわれている原理に基礎を置いている。
ltTest，Wire Test，Phase Modulation Test,Ronchi Te
st（たとえば、Daniel Malacara，"Optical Shop Testi
ng"，John Wiley&Sons，Inc．231(1978)参照）などで行
なわれている原理に基礎を置いている。
【００２０】一般に、収差が無い理想的な投影光学系の
場合、点物体からでた光束は結像点一点に収束するが、
収差があると一点には収束しない。図２は、このような
結像面ＩＰＰ上の結像点近傍の光束の様子を示したもの
で、光線Ａが結像面ＩＰＰ上の理想的な結像点ＩＰから
はずれている場合を表わしている。図３は結像面ＩＰＰ
上のこのような結像点近傍に第３のパターン１７と、第
３のパターン１７の光通過部を通過した光束の光強度分
布を測定する光強度分布測定装置１８を配置した図であ
る。ここで投影光学系の光軸に垂直な平面ＩＰＰでの第
３のパターン１７の位置を（ｕ，ｖ）、それから光強度
分布測定装置１８の光強度測定面１８ａの座標系をｘｙ
としている。また、光強度分布測定装置１８の光強度測
定面１８ａ上の位置は投影光学系の射出瞳上の位置と１
対１の対応がとれる程度に広がりを持っているものとす
る。これは、たとえば、光強度分布測定装置１８を、あ
る程度、投影光学系の結像位置ＩＰＰから光軸方向に離
すこと等によって実現できる。図３では、光線Ａが収差
のため、理想結像位置ＩＰからずれ、第３のパターン１
７の不透過部で遮られていることを示している。この状
態で、第３のパターン１７の光通過部を通過した光束の
光強度分布測定装置１８の測定面１８ａ上での光強度分
布は、光線Ａに対応する部分ＡＤが暗い光強度分布とな
る。
場合、点物体からでた光束は結像点一点に収束するが、
収差があると一点には収束しない。図２は、このような
結像面ＩＰＰ上の結像点近傍の光束の様子を示したもの
で、光線Ａが結像面ＩＰＰ上の理想的な結像点ＩＰから
はずれている場合を表わしている。図３は結像面ＩＰＰ
上のこのような結像点近傍に第３のパターン１７と、第
３のパターン１７の光通過部を通過した光束の光強度分
布を測定する光強度分布測定装置１８を配置した図であ
る。ここで投影光学系の光軸に垂直な平面ＩＰＰでの第
３のパターン１７の位置を（ｕ，ｖ）、それから光強度
分布測定装置１８の光強度測定面１８ａの座標系をｘｙ
としている。また、光強度分布測定装置１８の光強度測
定面１８ａ上の位置は投影光学系の射出瞳上の位置と１
対１の対応がとれる程度に広がりを持っているものとす
る。これは、たとえば、光強度分布測定装置１８を、あ
る程度、投影光学系の結像位置ＩＰＰから光軸方向に離
すこと等によって実現できる。図３では、光線Ａが収差
のため、理想結像位置ＩＰからずれ、第３のパターン１
７の不透過部で遮られていることを示している。この状
態で、第３のパターン１７の光通過部を通過した光束の
光強度分布測定装置１８の測定面１８ａ上での光強度分
布は、光線Ａに対応する部分ＡＤが暗い光強度分布とな
る。
【００２１】図１１は図３の投影光学系の射出瞳、結像
面ＩＰＰ、光強度分布測定面１８ａにおける波面と、光
線の関係を示した説明図である。又、Ｗは、パターン１
１から出射し投影光学系１０により形成される結像光束
の波面で、射出瞳１０ａの中心を通る波面である。又、
Ｇは、参照球面である。又、ＩＰＰは、投影光学系１０
の結像面である。又、１８ａは、光強度分布測定手段１
８の強度分布測定面である。又、Ｏ1は、投影光学系１
０の射出瞳の中心である。又、Ｏ2は、参照球面の中心
である。
面ＩＰＰ、光強度分布測定面１８ａにおける波面と、光
線の関係を示した説明図である。又、Ｗは、パターン１
１から出射し投影光学系１０により形成される結像光束
の波面で、射出瞳１０ａの中心を通る波面である。又、
Ｇは、参照球面である。又、ＩＰＰは、投影光学系１０
の結像面である。又、１８ａは、光強度分布測定手段１
８の強度分布測定面である。又、Ｏ1は、投影光学系１
０の射出瞳の中心である。又、Ｏ2は、参照球面の中心
である。
【００２２】更に、 Ｐ1：第１パターン１１の結像光束が射出瞳面と交わる
点。
点。
【００２３】Ｐ2：第１パターン１１の結像光束が結像
面ＩＰＰと交わる点。
面ＩＰＰと交わる点。
【００２４】Ｐ3：第１パターン１１の結像光束が光強
度分布測定手段１８の強度分布測定面１８ａと交わる
点。
度分布測定手段１８の強度分布測定面１８ａと交わる
点。
【００２５】Ｑ0：第１パターン１１の結像光束の最大
ＮＡ光束が参照球面Ｇと交わる点。
ＮＡ光束が参照球面Ｇと交わる点。
【００２６】Ｑ1：第１パターン１１の結像光束が波面
Ｗと交わる点。
Ｗと交わる点。
【００２７】Ｑ2：第１パターン１１の結像光束が参照
球面Ｇと交わる点。
球面Ｇと交わる点。
【００２８】Ｑ3：直線Ｑ2Ｏ2が強度分布測定面１８ａ
と交わる点。これは、無収差の場合第１パターン１１の
結像光束が強度分布測定面１８ａと交わる点となる。
と交わる点。これは、無収差の場合第１パターン１１の
結像光束が強度分布測定面１８ａと交わる点となる。
【００２９】Ｑ4：直線Ｑ0Ｏ2が強度分布測定面１８ａ
と交わる点。これは、無収差の場合第１パターン１１の
最外結像光束が強度分布測定面１８ａと交わる点とな
る。
と交わる点。これは、無収差の場合第１パターン１１の
最外結像光束が強度分布測定面１８ａと交わる点とな
る。
【００３０】図４は図３で影の部分ＡＤが光線Ａおよび
その近傍の光線からなる光束に対応する部分である。図
４において、Ｉ0（ｕ，ｖ）は第３のパターン１７の結
像面ＩＰＰ上での位置が（ｕ，ｖ）の時の主光線に対応
する部分の光強度を、Ｉa（ｕ，ｖ）は第３のパターン
の位置が（ｕ，ｖ）の時の光線Ａに対応する部分の光強
度をそれぞれ表わす。
その近傍の光線からなる光束に対応する部分である。図
４において、Ｉ0（ｕ，ｖ）は第３のパターン１７の結
像面ＩＰＰ上での位置が（ｕ，ｖ）の時の主光線に対応
する部分の光強度を、Ｉa（ｕ，ｖ）は第３のパターン
の位置が（ｕ，ｖ）の時の光線Ａに対応する部分の光強
度をそれぞれ表わす。
【００３１】図４からわかるように光線Ａの光線収差を
（ε，η）とすると、第３のパターン１７を（ε，η）
だけ移動すると、光線Ａに対応する部分の光強度は、Ｉ
0（ｕ，ｖ）と等しい、すなわち Ｉa（ｕ，ｖ）=Ｉ0（ｕ−ε，ｖ−η）、 となる。したがって第３のパターン１７の位置（ｕ，
ｖ）を移動させながら、光強度分布測定装置１８の各点
における光強度の変化をプロットすると、図６に示すよ
うに光線収差に相当する量だけ位相のずれたパターンが
えられる。この位相ずれ量を求めることによって、光線
収差を決定できる。
（ε，η）とすると、第３のパターン１７を（ε，η）
だけ移動すると、光線Ａに対応する部分の光強度は、Ｉ
0（ｕ，ｖ）と等しい、すなわち Ｉa（ｕ，ｖ）=Ｉ0（ｕ−ε，ｖ−η）、 となる。したがって第３のパターン１７の位置（ｕ，
ｖ）を移動させながら、光強度分布測定装置１８の各点
における光強度の変化をプロットすると、図６に示すよ
うに光線収差に相当する量だけ位相のずれたパターンが
えられる。この位相ずれ量を求めることによって、光線
収差を決定できる。
【００３２】本実施形態では第３のパターンとして、位
相型のパターンを用いているが、説明を簡単にする為に
次に参考として第３のパターン１７として、図５で図示
の不透過基板に正方形の開口３１ａを設けた場合のパタ
ーン３１を用いた場合について説明する。
相型のパターンを用いているが、説明を簡単にする為に
次に参考として第３のパターン１７として、図５で図示
の不透過基板に正方形の開口３１ａを設けた場合のパタ
ーン３１を用いた場合について説明する。
【００３３】図６（ａ）は、ｕ軸に対するプロット図で
ｕ軸方向の光線収差量εだけプロット図の位相がずれて
いることを示している。図６（ｂ）は、ｖ軸に対するプ
ロット図で、ｖ軸方向の光線収差量ηだけプロット図の
位相がずれていることを示している。ここで、光強度分
布測定装置１８の光強度測定面１８ａの各点（ｘ，ｙ）
は、投影光学系１０の射出瞳と１対１に対応するように
とっているから、光線収差（ε，η）は射出瞳上の点
（ｘ，ｙ）を通過した光線の収差とみなすことができ
る。
ｕ軸方向の光線収差量εだけプロット図の位相がずれて
いることを示している。図６（ｂ）は、ｖ軸に対するプ
ロット図で、ｖ軸方向の光線収差量ηだけプロット図の
位相がずれていることを示している。ここで、光強度分
布測定装置１８の光強度測定面１８ａの各点（ｘ，ｙ）
は、投影光学系１０の射出瞳と１対１に対応するように
とっているから、光線収差（ε，η）は射出瞳上の点
（ｘ，ｙ）を通過した光線の収差とみなすことができ
る。
【００３４】以上、第２のパターン１１が点物体とみな
せる場合について説明したが、第２のパターン１１が、
投影光学系１０のアイソプラナティック領域より小さい
物体であれば、点物体とみなせるほど微少なパターンで
ある必要はない。アイソプラナティック領域は収差が等
しいとみなせる領域だから、第２のパターン１１の各点
からの同じ収差をもつ結像光束を重ねあわせたものが、
第２のパターンの像となる。したがって、これを第３の
パターン３１で走査して得られるプロット図は、前述の
第２のパターンが点物体とみなせる場合のプロット図を
第２のパターン像の大きさの分だけ重ねあわせたパター
ンとなる。図７は、第２のパターンとしてアイソプラナ
ティック領域内の正方形開口とした場合の、結像点近傍
の光束の様子を示したものである。Ａ'は光線Ａに対応
する光束、Ｐ'は主光線に対応する光束である。アイソ
プラナティック領域であるから、両光束の断面は同じ大
きさの正方形であり、光束Ａ'は、光線Ａの収差（ε，
η）だけ、光束Ｐ'からずれたものである。ここで、Ｉ'
0（ｕ，ｖ）を第３のパターン１７の位置が（ｕ，ｖ）
の時の主光線に対応する部分の光強度、およびＩ'
a（ｕ，ｖ）を光線Ａに対応する部分の強度とすると、
図からわかるように、 Ｉ'a（ｕ，ｖ）=Ｉ'0（ｕ−ε，ｖ−η）、 となる。
せる場合について説明したが、第２のパターン１１が、
投影光学系１０のアイソプラナティック領域より小さい
物体であれば、点物体とみなせるほど微少なパターンで
ある必要はない。アイソプラナティック領域は収差が等
しいとみなせる領域だから、第２のパターン１１の各点
からの同じ収差をもつ結像光束を重ねあわせたものが、
第２のパターンの像となる。したがって、これを第３の
パターン３１で走査して得られるプロット図は、前述の
第２のパターンが点物体とみなせる場合のプロット図を
第２のパターン像の大きさの分だけ重ねあわせたパター
ンとなる。図７は、第２のパターンとしてアイソプラナ
ティック領域内の正方形開口とした場合の、結像点近傍
の光束の様子を示したものである。Ａ'は光線Ａに対応
する光束、Ｐ'は主光線に対応する光束である。アイソ
プラナティック領域であるから、両光束の断面は同じ大
きさの正方形であり、光束Ａ'は、光線Ａの収差（ε，
η）だけ、光束Ｐ'からずれたものである。ここで、Ｉ'
0（ｕ，ｖ）を第３のパターン１７の位置が（ｕ，ｖ）
の時の主光線に対応する部分の光強度、およびＩ'
a（ｕ，ｖ）を光線Ａに対応する部分の強度とすると、
図からわかるように、 Ｉ'a（ｕ，ｖ）=Ｉ'0（ｕ−ε，ｖ−η）、 となる。
【００３５】したがって第３のパターン３１の位置
（ｕ，ｖ）を光軸と垂直方向に移動させながら、光強度
分布測定装置１８の光強度測定面１８ａの各点における
光強度の変化をプロットすると、光線収差に相当する量
だけ位相のずれたパターンがえられる。この位相ずれ量
を求めることによって、光線収差を決定できる。ここ
で、第３のパターン３１としては、図５で図示の不透過
基板に正方形の開口３１ａを設けた場合のパターンであ
る。図９（ａ）は、ｕ軸に対するプロット図でｕ軸方向
の光線収差量εだけプロット図の位相がずれていること
を示している。図９（ｂ）は、ｖ軸に対するプロット図
で、ｖ軸方向の光線収差量ηだけプロット図の位相がず
れていることを示している。
（ｕ，ｖ）を光軸と垂直方向に移動させながら、光強度
分布測定装置１８の光強度測定面１８ａの各点における
光強度の変化をプロットすると、光線収差に相当する量
だけ位相のずれたパターンがえられる。この位相ずれ量
を求めることによって、光線収差を決定できる。ここ
で、第３のパターン３１としては、図５で図示の不透過
基板に正方形の開口３１ａを設けた場合のパターンであ
る。図９（ａ）は、ｕ軸に対するプロット図でｕ軸方向
の光線収差量εだけプロット図の位相がずれていること
を示している。図９（ｂ）は、ｖ軸に対するプロット図
で、ｖ軸方向の光線収差量ηだけプロット図の位相がず
れていることを示している。
【００３６】以上のようにして、第２のパターンがアイ
ソプラナティック領域内のパターンであれば、点物体と
みなせる場合と同じように、光線収差（ε，η）を求め
ることができる。
ソプラナティック領域内のパターンであれば、点物体と
みなせる場合と同じように、光線収差（ε，η）を求め
ることができる。
【００３７】さらに、波面収差φと光線収差（ε，η）
の関係として、Ｒを結像光束が参照球面と交わる位置と
結像面で交わる位置との光路長とすると、
の関係として、Ｒを結像光束が参照球面と交わる位置と
結像面で交わる位置との光路長とすると、
【００３８】
【数１】
【００３９】
【数２】
【００４０】の関係があることが知られており、この関
係から波面収差φを求めることができる。この関係につ
いては、たとえば、Max Borm，Emill Wolf，"Principle
s of Optics 6th Editon"，Chapter V，1993，Pergamon
Press参照。
係から波面収差φを求めることができる。この関係につ
いては、たとえば、Max Borm，Emill Wolf，"Principle
s of Optics 6th Editon"，Chapter V，1993，Pergamon
Press参照。
【００４１】本実施形態では以上述べた測定原理を用い
て、投影露光装置用として実用化されているナイフエッ
ジやスリット、バーチャートなどによる結像性能測定装
置と同程度の規模で、波面収差測定方法を用いた投影露
光装置の構成を可能としている。
て、投影露光装置用として実用化されているナイフエッ
ジやスリット、バーチャートなどによる結像性能測定装
置と同程度の規模で、波面収差測定方法を用いた投影露
光装置の構成を可能としている。
【００４２】次に本実施形態の波面収差測定方法を用い
た投影露光装置の具体例について図１に沿って説明す
る。
た投影露光装置の具体例について図１に沿って説明す
る。
【００４３】図１は、本実施形態に係わる投影光学系１
０の結像性能を測定するための第２のパターン１１、第
３のパターン１７、光強度分布測定装置１８とを設けた
投影露光装置の構成を示す。１６は第２の照明系で第２
のパターン１１を照明している。第２の照明系１６はレ
チクルを照明する為の第１の照明系を兼ねている。第２
の照明系１６から出射した光束は、第２のパターン１１
が形成されたマスク１２を通過し、投影光学系１０によ
り、第２のパターン１１を結像する。この第２のパター
ン１１に基づく結像光束は、第２のパターン１１の結像
位置又はその近傍に配置された位相型の第３のパターン
１７を通過し、光強度分布検出装置１８の測定面１８ａ
に到達し、ここで光強度分布が測定される。第３のパタ
ーン１７と、光強度分布測定装置１８はウエハーステー
ジ１４上に載置されているとともに、第２のパターン１
１の結像位置又はその近傍に位置合せされる。１５はウ
エハーステージ１４の駆動装置、１３はウエハーチャッ
クである。１９は第３のパターン１７を光軸に水平（垂
直）な面内で走査するためのアクチュエーターを用いた
制御装置、２０は光強度分布の信号処理装置である。
０の結像性能を測定するための第２のパターン１１、第
３のパターン１７、光強度分布測定装置１８とを設けた
投影露光装置の構成を示す。１６は第２の照明系で第２
のパターン１１を照明している。第２の照明系１６はレ
チクルを照明する為の第１の照明系を兼ねている。第２
の照明系１６から出射した光束は、第２のパターン１１
が形成されたマスク１２を通過し、投影光学系１０によ
り、第２のパターン１１を結像する。この第２のパター
ン１１に基づく結像光束は、第２のパターン１１の結像
位置又はその近傍に配置された位相型の第３のパターン
１７を通過し、光強度分布検出装置１８の測定面１８ａ
に到達し、ここで光強度分布が測定される。第３のパタ
ーン１７と、光強度分布測定装置１８はウエハーステー
ジ１４上に載置されているとともに、第２のパターン１
１の結像位置又はその近傍に位置合せされる。１５はウ
エハーステージ１４の駆動装置、１３はウエハーチャッ
クである。１９は第３のパターン１７を光軸に水平（垂
直）な面内で走査するためのアクチュエーターを用いた
制御装置、２０は光強度分布の信号処理装置である。
【００４４】第２の照明系１６から出射する光束は、第
２のパターン１１を通過した光束が投影光学系１０の入
射瞳を充分に覆うものである。これは、例えば、第２の
照明系１６をσ=１の照明系とすることによって実現さ
れる。
２のパターン１１を通過した光束が投影光学系１０の入
射瞳を充分に覆うものである。これは、例えば、第２の
照明系１６をσ=１の照明系とすることによって実現さ
れる。
【００４５】第２のパターン１１は、投影光学系１０の
アイソプラナティック領域より小さい物体とする。半導
体素子製造用の露光装置の投影系の場合、目安として画
面サイズの数％以内がアイソプラナティック領域とみな
される。したがって、６"マスクを用いる露光装置の場
合、第２のパターン１１の大きさは、数ミリ以内が必要
である。
アイソプラナティック領域より小さい物体とする。半導
体素子製造用の露光装置の投影系の場合、目安として画
面サイズの数％以内がアイソプラナティック領域とみな
される。したがって、６"マスクを用いる露光装置の場
合、第２のパターン１１の大きさは、数ミリ以内が必要
である。
【００４６】図８は、第２のパターン１１として矩形開
口を、マスク１２上に１０×１０のマトリクス状に配置
した例である。このように、第２のパターン１１を複数
個配置し、それぞれの結像位置で結像性能を測定するこ
とにより、光軸と垂直な面内での複数像点での結像性能
が計測できる。
口を、マスク１２上に１０×１０のマトリクス状に配置
した例である。このように、第２のパターン１１を複数
個配置し、それぞれの結像位置で結像性能を測定するこ
とにより、光軸と垂直な面内での複数像点での結像性能
が計測できる。
【００４７】図１０は、第３のパターン１７と光強度分
布測定装置１８の部分を拡大図示したものである。第３
のパターン１７と光強度分布測定装置１８は、ウエハー
ステージ１４により第３のパターン１７が第２のパター
ン１１の結像位置又はその近傍となるように位置合せさ
れる。また、光強度分布測定装置１８の光強度測定面１
８ａ上の位置は投影光学系１０の射出瞳１０ａ上の位置
と１対１の対応がとれる程度に広がりのある位置に配置
される。これは、たとえば、光強度分布測定装置１８
を、ある程度、投影光学系１０の結像位置から離すこと
によって実現できる。あるいは、瞳結像光学系を使用す
ることによっても実現できる。光強度分布検出装置１８
は、例えば、２次元の固体撮像素子を用い各画素を受光
単位とすることによって、個々の受光単位が補足する光
束の断面積の合計が前記投影光学系１０の瞳１０ａ上に
おいて瞳の面積を充分に覆うように構成される。
布測定装置１８の部分を拡大図示したものである。第３
のパターン１７と光強度分布測定装置１８は、ウエハー
ステージ１４により第３のパターン１７が第２のパター
ン１１の結像位置又はその近傍となるように位置合せさ
れる。また、光強度分布測定装置１８の光強度測定面１
８ａ上の位置は投影光学系１０の射出瞳１０ａ上の位置
と１対１の対応がとれる程度に広がりのある位置に配置
される。これは、たとえば、光強度分布測定装置１８
を、ある程度、投影光学系１０の結像位置から離すこと
によって実現できる。あるいは、瞳結像光学系を使用す
ることによっても実現できる。光強度分布検出装置１８
は、例えば、２次元の固体撮像素子を用い各画素を受光
単位とすることによって、個々の受光単位が補足する光
束の断面積の合計が前記投影光学系１０の瞳１０ａ上に
おいて瞳の面積を充分に覆うように構成される。
【００４８】本実施形態１では図１の第３のパターン１
７として、第２のパターン１１の大きさや照明条件によ
って走査する光束の空間的コヒーレンシーが大きくなる
場合に好適な位相スリットのパターンを使用している。
７として、第２のパターン１１の大きさや照明条件によ
って走査する光束の空間的コヒーレンシーが大きくなる
場合に好適な位相スリットのパターンを使用している。
【００４９】空間的コヒーレンシーが大きい場合の光強
度分布の例を図１２と図１４に示す。
度分布の例を図１２と図１４に示す。
【００５０】図１２は、第２のパターン１１を無限小の
点光源とし、第３のパターン１７として、図５のよう
な、透過率が０と１００の振幅型のパターン（開口スリ
ット）を使用した場合の光強度分布のシュミレーション
結果である。
点光源とし、第３のパターン１７として、図５のよう
な、透過率が０と１００の振幅型のパターン（開口スリ
ット）を使用した場合の光強度分布のシュミレーション
結果である。
【００５１】第２のパターン１１は点光源であるため、
点光源１１から出た光束は空間的コヒーレンシーを有す
る。このため、第３のパターンとして振幅パターンを用
いたときには、パターン３１の開口スリット３１ａを通
過した光束は回折により広がる。これにより、図１２の
ように、パターンの走査に対する光強度の変化は滑らか
に変化し、開口スリット３１ａの位置の決定が困難にな
っている。
点光源１１から出た光束は空間的コヒーレンシーを有す
る。このため、第３のパターンとして振幅パターンを用
いたときには、パターン３１の開口スリット３１ａを通
過した光束は回折により広がる。これにより、図１２の
ように、パターンの走査に対する光強度の変化は滑らか
に変化し、開口スリット３１ａの位置の決定が困難にな
っている。
【００５２】一方、図１４は、図１２と同じ照明条件
で、第３のパターンとして図１４に示すような位相型パ
ターン１７を使用した場合の光強度分布のシュミレーシ
ョン結果である。
で、第３のパターンとして図１４に示すような位相型パ
ターン１７を使用した場合の光強度分布のシュミレーシ
ョン結果である。
【００５３】図１３に示すように位相パターン１７は領
域Ａと領域Ｂの２つの領域からなり、位相パターン１７
を透過した光は、領域Ａと領域Ｂで相対位相差πがつく
ようになっている。このような位相パターン２１は、領
域Ａと領域Ｂの２つの領域の厚さを変えたり、領域Ａと
領域Ｂの２つの領域の材質の屈折率を変化させることで
実現可能である。
域Ａと領域Ｂの２つの領域からなり、位相パターン１７
を透過した光は、領域Ａと領域Ｂで相対位相差πがつく
ようになっている。このような位相パターン２１は、領
域Ａと領域Ｂの２つの領域の厚さを変えたり、領域Ａと
領域Ｂの２つの領域の材質の屈折率を変化させることで
実現可能である。
【００５４】位相パターン２１の位置に対する光強度の
変化は、光束が位相パターン２１の境界領域ｘ１、ｘ２
を通過する時に急激な強度減少が起こり、ピーク間の間
隔は位相パターンの領域Ａのｘ方向の幅、｜ｘ１−ｘ２
｜に対応している。
変化は、光束が位相パターン２１の境界領域ｘ１、ｘ２
を通過する時に急激な強度減少が起こり、ピーク間の間
隔は位相パターンの領域Ａのｘ方向の幅、｜ｘ１−ｘ２
｜に対応している。
【００５５】図１０は第３のパターンとしての位相パタ
ーン１７近傍の拡大図である。
ーン１７近傍の拡大図である。
【００５６】第３のパターンとして図１３に示す位相パ
ターン１７を適用して、図１０に示すアクチュエータ１
９で、位相パターン１７を理想結像点Ｐ０を通過するよ
うにｘ方向のマイナスからプラスに走査する。位相パタ
ーン１７に到達してきた瞳の一領域通過してきた光束を
考えると、この光束が図１３に示す位相パターン１７の
ｘ１とｘ２の境界領域以外を通過する時は、光束は同じ
位相変調を受けるので、そのまま、光強度分布測定装置
１８で強度観察される。光強度分布測定装置１８は、図
３のように、集交点ＩＰに対して、いわゆるファーフィ
ールド領域に2次元センサー等の光強度分布測定面１８
ａが配置された構成になっており、光強度分布測定面
は、被検光学系１０の射出瞳と一対一に対応させること
ができる。光強度分布測定装置１８としては、光強度分
布測定面が、被検光学系１０の瞳と共役関係となるよう
な、瞳共役光学系を有する構成としてもよい。一方、光
束が、位相パターン１７の境界領域ｘ１とｘ２を通過す
る場合は、領域Ａと領域Ｂでπ異なる位相変化を受け
る。そして、相対位相差πで位相変調された光束は、お
互いに打ち消しあうように干渉し、強度が減少すること
になる。
ターン１７を適用して、図１０に示すアクチュエータ１
９で、位相パターン１７を理想結像点Ｐ０を通過するよ
うにｘ方向のマイナスからプラスに走査する。位相パタ
ーン１７に到達してきた瞳の一領域通過してきた光束を
考えると、この光束が図１３に示す位相パターン１７の
ｘ１とｘ２の境界領域以外を通過する時は、光束は同じ
位相変調を受けるので、そのまま、光強度分布測定装置
１８で強度観察される。光強度分布測定装置１８は、図
３のように、集交点ＩＰに対して、いわゆるファーフィ
ールド領域に2次元センサー等の光強度分布測定面１８
ａが配置された構成になっており、光強度分布測定面
は、被検光学系１０の射出瞳と一対一に対応させること
ができる。光強度分布測定装置１８としては、光強度分
布測定面が、被検光学系１０の瞳と共役関係となるよう
な、瞳共役光学系を有する構成としてもよい。一方、光
束が、位相パターン１７の境界領域ｘ１とｘ２を通過す
る場合は、領域Ａと領域Ｂでπ異なる位相変化を受け
る。そして、相対位相差πで位相変調された光束は、お
互いに打ち消しあうように干渉し、強度が減少すること
になる。
【００５７】このように、第２のパターン１１通過後の
光束が空間コヒーレンシーを有している場合でも、第３
のパターンとして、位相パターン１７を使用することに
より、光強度分布が急峻な変化をするようにして、高精
度な収差計測を可能としている。
光束が空間コヒーレンシーを有している場合でも、第３
のパターンとして、位相パターン１７を使用することに
より、光強度分布が急峻な変化をするようにして、高精
度な収差計測を可能としている。
【００５８】以上のような状態で、位相型の第３のパタ
ーン１７は、アクチュエータ１９により光軸に垂直な平
面を走査する。この時の、第３のパターン１７の位置に
対する光強度分布測定装置１８の各受光単位の光強度変
化を光強度分布の信号処理装置２０により、図３、４、
５、６で前述した原理に基づく信号処理をすることによ
り、光線収差（ε(ｘ,ｙ)，η(ｘ,ｙ)）が得られる。た
だし、（ｘ，ｙ）は、光強度分布測定装置１８の測定面
上の位置座標であり、かつ投影光学系の射出瞳面の座標
でもある。さらに、このようにして得られた光線収差か
ら、前述の関係式、
ーン１７は、アクチュエータ１９により光軸に垂直な平
面を走査する。この時の、第３のパターン１７の位置に
対する光強度分布測定装置１８の各受光単位の光強度変
化を光強度分布の信号処理装置２０により、図３、４、
５、６で前述した原理に基づく信号処理をすることによ
り、光線収差（ε(ｘ,ｙ)，η(ｘ,ｙ)）が得られる。た
だし、（ｘ，ｙ）は、光強度分布測定装置１８の測定面
上の位置座標であり、かつ投影光学系の射出瞳面の座標
でもある。さらに、このようにして得られた光線収差か
ら、前述の関係式、
【００５９】
【数３】
【００６０】
【数４】
【００６１】に基づいて信号処理装置２０により、波面
収差φ（ｘ，ｙ）が求められる。
収差φ（ｘ，ｙ）が求められる。
【００６２】図１では、投影露光装置のレチクル面側に
第２のパターン、ウエハー面側に第３のパターンである
位相パターンが配置された構成になっているが、本発明
はこの構成に限らず、ウエハー側に第２のパターンを配
置し、レチクル側に第3のパターンを配置する構成でも
よい。この場合、ウエハー側に照明光学系を配置し、第
２のパターンを照明し、第２のパターンの投影光学系１
０による像がレチクル側に形成されるので、第２のパタ
ーン像位置近傍に第３のパターンである位相パターンは
配置し、光軸と垂直方向に操作することで、前述と同様
の原理で投影光学系１０の収差計測が可能となる。
第２のパターン、ウエハー面側に第３のパターンである
位相パターンが配置された構成になっているが、本発明
はこの構成に限らず、ウエハー側に第２のパターンを配
置し、レチクル側に第3のパターンを配置する構成でも
よい。この場合、ウエハー側に照明光学系を配置し、第
２のパターンを照明し、第２のパターンの投影光学系１
０による像がレチクル側に形成されるので、第２のパタ
ーン像位置近傍に第３のパターンである位相パターンは
配置し、光軸と垂直方向に操作することで、前述と同様
の原理で投影光学系１０の収差計測が可能となる。
【００６３】以上説明した実施形態の投影露光装置は、
投影光学系１０を構成する複数の光学素子のうち複数の
レンズが光軸方向及び／又は光軸垂直方向へ移動可能
で、光軸方向周り及び、光軸に垂直な軸周りに回転可能
に支持してあり、不図示の収差調節用の駆動系あるいは
調節機構により、前述の方法を用いて得た波面収差情報
に基づいて、一つ又は複数のレンズを動かすことによ
り、光学系１０の一種または複数値の収差（特にザイデ
ルの５収差）を補正したり、最適化できる。また、光学
系１０の収差を調整する手段としては、可動レンズ以外
に、可動ミラー（光学系がカタディオプトリック系の
時）や、傾動できる平行平板や、圧力制御可能な空間な
ど、さまざまな公知の系を用いるものが適用できる。
投影光学系１０を構成する複数の光学素子のうち複数の
レンズが光軸方向及び／又は光軸垂直方向へ移動可能
で、光軸方向周り及び、光軸に垂直な軸周りに回転可能
に支持してあり、不図示の収差調節用の駆動系あるいは
調節機構により、前述の方法を用いて得た波面収差情報
に基づいて、一つ又は複数のレンズを動かすことによ
り、光学系１０の一種または複数値の収差（特にザイデ
ルの５収差）を補正したり、最適化できる。また、光学
系１０の収差を調整する手段としては、可動レンズ以外
に、可動ミラー（光学系がカタディオプトリック系の
時）や、傾動できる平行平板や、圧力制御可能な空間な
ど、さまざまな公知の系を用いるものが適用できる。
【００６４】以下、本発明の投影露光装置を用いた半導
体デバイスの製造方法の実施形態を説明する。図１５は
半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、或い
は液晶パネルやＣＣＤ等）の製造フローを示す。
体デバイスの製造方法の実施形態を説明する。図１５は
半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、或い
は液晶パネルやＣＣＤ等）の製造フローを示す。
【００６５】ステップ１（回路設計）では半導体デバイ
スの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では設
計した回路パターンを形成したマスクを製作する。
スの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では設
計した回路パターンを形成したマスクを製作する。
【００６６】一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリ
コン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４
（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、前記用意したマ
スクとウエハを用いてリソグラフィ技術によってウエハ
上に実際の回路を形成する。
コン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４
（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、前記用意したマ
スクとウエハを用いてリソグラフィ技術によってウエハ
上に実際の回路を形成する。
【００６７】次のステップ５（組立）は後工程と呼ば
れ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導
体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシ
ング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。
れ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導
体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシ
ング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。
【００６８】ステップ６（検査）ではステップ５で作製
された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト
などの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイス
が完成し、これが出荷（ステップ７）される。
された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト
などの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイス
が完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００６９】図１６は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶
縁膜を形成する。
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶
縁膜を形成する。
【００７０】ステップ１３（電極形成）ではウエハ上に
電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打
ちこみ）ではウエハにイオンを打ちこむ。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では前記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼き付け露光する。
電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン打
ちこみ）ではウエハにイオンを打ちこむ。ステップ１５
（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ１６（露光）では前記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼き付け露光する。
【００７１】ステップ１７（現像）では露光したウエハ
を現像する。ステップ１８（エッチング）では現像した
レジスト以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジス
ト剥離）ではエッチングがすんで不要となったレジスト
を取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによ
ってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
を現像する。ステップ１８（エッチング）では現像した
レジスト以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジス
ト剥離）ではエッチングがすんで不要となったレジスト
を取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによ
ってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【００７２】本実施形態の製造方法を用いれば、従来は
製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを容易に製
造することができる。
製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを容易に製
造することができる。
【００７３】
【発明の効果】本発明によれば投影光学系の波面収差を
容易に計測することができる波面収差測定方法及びそれ
を用いた投影露光装置を達成することができる。
容易に計測することができる波面収差測定方法及びそれ
を用いた投影露光装置を達成することができる。
【００７４】この他本発明によれば、実際の投影状態の
基（使用状態）で投影光学系の波面収差を容易に測定す
ることができる波面収差測定方法及びそれを用いた投影
露光装置を達成することができる。
基（使用状態）で投影光学系の波面収差を容易に測定す
ることができる波面収差測定方法及びそれを用いた投影
露光装置を達成することができる。
【図１】 本発明の実施形態１の要部概略図
【図２】 図１の一部分の説明図
【図３】 図１の一部分の説明図
【図４】 投影光学系に収差があるときの瞳面上の光強
度分布の説明図
度分布の説明図
【図５】 パターンの説明図
【図６】 投影光学系に収差があるときの光線収差を決
定する説明図
定する説明図
【図７】 投影光学系に収差があるときの光線収差を決
定する説明図
定する説明図
【図８】 パターン説明図
【図９】 投影光学系に収差があるときの光線収差を決
定する説明図
定する説明図
【図１０】 図１の一部分の拡大説明図
【図１１】 投影光学系の波面と光線との関係を示す説
明図
明図
【図１２】 振幅型パターンを用いたときの瞳面上の光
強度分布の説明図
強度分布の説明図
【図１３】 本発明に係る位相パターンの説明図
【図１４】 本発明に係る位相パターンを用いたときの
瞳面上の光強度分布の説明図
瞳面上の光強度分布の説明図
【図１５】 本発明のデバイスの製造方法のフローチャ
ート
ート
【図１６】 本発明のデバイスの製造方法のフローチャ
ート
ート
１０ 投影光学系 １１ 第２のパターン １２ マスク １３ ウエハーチャック １４ ウエハーステージ １５ 駆動装置 １６ 第２の照明系 １７ 第３のパターン １８ 光強度分布測定装置 １９ 制御装置 ２０ 信号処理装置
Claims (6)
- 【請求項１】パターンを投影結像する投影光学系の像面
または物体面位置近傍に位相パターンを配置し、該位相
パターンを前記投影光学系の光軸と垂直な１方向あるい
は複数の方向に走査したとき前記位相パターンを通過し
た光束によって形成される像の光強度分布から、前記投
影光学系の波面収差を得ることを特徴とする波面収差測
定方法。 - 【請求項２】前記位相パターンは、少なくても２つの領
域からなり、２つの領域通過後の光束はそれぞれ相対位
相差πの位相変化を受けることを特徴とする請求項１の
波面収差測定方法。 - 【請求項３】レクチル上のパターンを投影光学系を介し
て感光性の基板上に投影露光する投影露光装置におい
て、前期投影光学系の像面または物点に配置された所定
パターンと、所定パターンを前記投影光学系を介して投
影結像する際の所定パターンの結像位置近傍に配置され
た位相型パターンと、前記所定パターンを前記投影光学
系を介して投影結像し前記位相型パターンを通過した光
束によって形成される像の光強度分布を測定する光強度
分布測定手段と、前記位相型パターンを前記投影光学系
の光軸と垂直な１方向あるいは複数の方向に走査する走
査機構とを有し、前記走査機構による走査時に前記光強
度分布測定手段により得られる光強度分布から、前記投
影光学系の波面収差を得る波面収差測定装置を設けたこ
とを特徴とする投影露光装置。 - 【請求項４】前記位相パターンは、少なくても２つの領
域からなり、２つの領域通過後の光束はそれぞれ相対位
相差πの位相変化を受けることを特徴とする請求項３の
投影露光装置。 - 【請求項５】更に前記投影光学系に対して、得られた波
面収差を是正するための手段を有することを特徴とする
請求項３の露光装置。 - 【請求項６】請求項３乃至５のいずれかの投影露光装置
を用いてレチクル面上のパターンをウエハ面上に投影
し、露光した後に該ウエハを現像処理工程を介してデバ
イスを製造していることを特徴とするデバイスの製造方
法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001001633A JP2002206990A (ja) | 2001-01-09 | 2001-01-09 | 波面収差測定方法及び投影露光装置 |
| US10/028,462 US6650398B2 (en) | 2001-01-09 | 2001-12-28 | Wavefront aberration measurement method and projection exposure apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001001633A JP2002206990A (ja) | 2001-01-09 | 2001-01-09 | 波面収差測定方法及び投影露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002206990A true JP2002206990A (ja) | 2002-07-26 |
Family
ID=18870248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001001633A Pending JP2002206990A (ja) | 2001-01-09 | 2001-01-09 | 波面収差測定方法及び投影露光装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6650398B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002206990A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021008606A1 (zh) * | 2019-07-18 | 2021-01-21 | 浙江大学 | 一种基于扩展奈波尔-泽尼克模式优化相位恢复的波前误差检测装置及检测方法 |
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| US6867846B2 (en) * | 2003-01-15 | 2005-03-15 | Asml Holding Nv | Tailored reflecting diffractor for EUV lithographic system aberration measurement |
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| JP3862678B2 (ja) * | 2003-06-27 | 2006-12-27 | キヤノン株式会社 | 露光装置及びデバイス製造方法 |
| JP4083751B2 (ja) * | 2004-01-29 | 2008-04-30 | エーエスエムエル ホールディング エヌ．ブイ． | 空間光変調器アレイを較正するシステムおよび空間光変調器アレイを較正する方法 |
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| US20050259269A1 (en) | 2004-05-19 | 2005-11-24 | Asml Holding N.V. | Shearing interferometer with dynamic pupil fill |
| US20060001890A1 (en) * | 2004-07-02 | 2006-01-05 | Asml Holding N.V. | Spatial light modulator as source module for DUV wavefront sensor |
| JP2006332586A (ja) * | 2005-04-25 | 2006-12-07 | Canon Inc | 測定装置、露光装置及び方法、並びに、デバイス製造方法 |
| US7999920B2 (en) | 2007-08-22 | 2011-08-16 | Asml Netherlands B.V. | Method of performing model-based scanner tuning |
| JP2009071125A (ja) * | 2007-09-14 | 2009-04-02 | Canon Inc | 露光条件を決定する方法及びプログラム |
| CN101320219B (zh) * | 2008-07-22 | 2010-06-02 | 上海微电子装备有限公司 | 一种成像光学系统像差现场测量方法 |
| DE102017203376B3 (de) * | 2017-03-02 | 2018-05-24 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Messvorrichtung und Verfahren zur Vermessung eines Wellenfrontfehlers eines abbildenden optischen Systems sowie Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie |
| RU2753627C1 (ru) * | 2020-11-10 | 2021-08-18 | АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "Научно-исследовательский институт оптико-электронного приборостроения" (АО "НИИ ОЭП") | Способ определения волновых аберраций оптической системы |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP3456597B2 (ja) | 1994-04-14 | 2003-10-14 | 株式会社ニコン | 露光装置 |
| JP3359193B2 (ja) | 1995-07-21 | 2002-12-24 | キヤノン株式会社 | 露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法 |
| KR100525067B1 (ko) | 1997-01-20 | 2005-12-21 | 가부시키가이샤 니콘 | 노광 장치의 광학 특성 측정 방법, 노광 장치의 동작 방법 및 투영 노광 장치 |
| TW398029B (en) | 1997-04-18 | 2000-07-11 | Nikon Corp | Exposure device, method of manufacturing the same and the electric circuit |
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| JP3315658B2 (ja) | 1998-12-28 | 2002-08-19 | キヤノン株式会社 | 投影装置および露光装置 |
-
2001
- 2001-01-09 JP JP2001001633A patent/JP2002206990A/ja active Pending
- 2001-12-28 US US10/028,462 patent/US6650398B2/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| US6650398B2 (en) | 2003-11-18 |
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