JP2003332229A - Inspecting substrate, its manufacturing method, method of inspecting position detecting device, and system and method for exposure - Google Patents

Inspecting substrate, its manufacturing method, method of inspecting position detecting device, and system and method for exposure

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JP2003332229A
JP2003332229A JP2002259327A JP2002259327A JP2003332229A JP 2003332229 A JP2003332229 A JP 2003332229A JP 2002259327 A JP2002259327 A JP 2002259327A JP 2002259327 A JP2002259327 A JP 2002259327A JP 2003332229 A JP2003332229 A JP 2003332229A
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pattern
inspection
correction
substrate
detecting
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Ayako Nakamura
綾子 中村
Tadashi Nagayama
匡 長山
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Nikon Corp
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Nikon Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inspecting substrate with which a position detecting device can be inspected for optical state with respect to, for example, the comatic aberration, optical axis deviation, accuracy evaluation, etc., with high accuracy. <P>SOLUTION: This inspecting substrate used for inspecting the position detecting device for optical state is provided with a first pattern (SP) having a first structural configuration, a second pattern (MP) having a second structural configuration which is different from the first pattern (SP), and correction patterns (CSP and CMP) respectively having the same patterns as the first and second patterns (SP) and (MP). The first, second, and correction patterns (SP), (MP), and (CSP and CMP) are formed by using the same mask. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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、検査用基板、検査
用基板の製造方法、位置検出装置の検査方法、露光装
置、および露光方法に関する。本発明は、特に半導体素
子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等のマイ
クロデバイスを製造するリソグラフィ工程で用いる露光
装置に搭載される位置検出装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inspection substrate, a method for manufacturing an inspection substrate, an inspection method for a position detection device, an exposure apparatus, and an exposure method. The present invention relates to a position detection device mounted on an exposure apparatus used in a lithography process for manufacturing microdevices such as semiconductor devices, image pickup devices, liquid crystal display devices, and thin film magnetic heads.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、半導体素子等のデバイスの製造
に際して、感光材料の塗布されたウェハ(またはガラス
プレート等の基板)上に複数層の回路パターンを重ねて
形成する。このため、回路パターンをウェハ上に露光す
るための露光装置には、マスクのパターンと既に回路パ
ターンの形成されているウェハの各露光領域との相対位
置合わせ(アライメント)を行うためのアライメント装
置が備えられている。近年、回路パターンの線幅の微細
化に伴い、高精度のアライメントが必要とされるように
なってきている。
2. Description of the Related Art Generally, when manufacturing a device such as a semiconductor element, a plurality of layers of circuit patterns are formed on a wafer (or a substrate such as a glass plate) coated with a photosensitive material. Therefore, the exposure apparatus for exposing the circuit pattern onto the wafer includes an alignment apparatus for performing relative alignment (alignment) between the mask pattern and each exposure area of the wafer on which the circuit pattern is already formed. It is equipped. In recent years, with the miniaturization of the line width of circuit patterns, highly accurate alignment has been required.

【0003】従来、この種のアライメント装置として、
特開平4−65603号公報、特開平4−273246
号公報等に開示されているように、オフ・アクシス方式
で且つ撮像方式のアライメント装置が知られている。こ
の撮像方式のアライメント装置の検出系は、FIA(Fi
eld Image Alignment)系の位置検出装置とも呼ばれて
いる。FIA系の位置検出装置では、ハロゲンランプ等
の光源から射出される波長帯域幅の広い光で、ウェハ上
のアライメントマーク(ウェハマーク)を照明する。そ
して、結像光学系を介してウェハマークの拡大像を撮像
素子上に形成し、得られた撮像信号を画像処理すること
によりウェハマークの位置検出を行う。
Conventionally, as this type of alignment apparatus,
JP-A-4-65603, JP-A-4-273246
As disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication (KOKAI) Publication, an off-axis type image pickup type alignment device is known. The detection system of the alignment device of this imaging system is FIA (Fi
It is also called an eld image alignment system position detector. In the FIA type position detection device, an alignment mark (wafer mark) on a wafer is illuminated with light having a wide wavelength band emitted from a light source such as a halogen lamp. Then, the wafer mark position is detected by forming an enlarged image of the wafer mark on the image pickup element via the image forming optical system and subjecting the obtained image pickup signal to image processing.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述の位置検出装置に
おいて、たとえばコマ収差が結像光学系に残存している
と、撮像面上に形成されるウェハマーク像は理想結像の
場合に比べて位置ずれして検出されるため、検出誤差が
発生し易い。また、製造誤差などにより結像光学系の光
軸に対して結像開口絞りが位置ずれ(以下「光軸ずれ」
という)している場合にも、ウェハマーク像が非対称に
歪むため、検出誤差が発生し易い。
In the above position detecting device, when coma aberration remains in the image forming optical system, the wafer mark image formed on the image pickup surface is more than that in the case of ideal image forming. Since the position is shifted and detected, a detection error is likely to occur. In addition, the image forming aperture stop is displaced from the optical axis of the image forming optical system due to manufacturing errors or the like (hereinafter referred to as “optical axis deviation”).
In this case, since the wafer mark image is asymmetrically distorted, a detection error is likely to occur.

【0005】そこで、所定のパターンが形成された検査
用基板を用いて位置検出装置の結像光学系に残存するコ
マ収差や光軸ずれを検査し、検査結果に基づいて結像光
学系を光学調整したり検出結果を補正したりする技術が
知られている。しかしながら、従来の検査用基板では、
いわゆる位置検出装置の精度評価、たとえば非対称な低
段差パターンからなるウェハマークをデフォーカス状態
で検出する場合のデフォーカス量と検出精度との関係の
評価などを行うことができない。ここでいう非対称と
は、段差マークの各凸部および各凹部に着目した際に、
そのエッジ間の中心線に対して構造が対称でないことを
意味している。たとえば表面が倒れていたり、片エッジ
が倒れていたり、中心線から外れた位置にくぼみや溝な
どがある場合である。このような非対称な低段差パター
ンからなるウェハマークの評価を困難としている理由と
して、位置計測装置に要求されている精度が数nm〜数
十nmと非常に微細であり、被検物の製造誤差なのか、
検査用基板の誤差であるのかを見分けることが難しいこ
とや、検査用基板自体の製造が難しいことが挙げられ
る。
Therefore, by using an inspection substrate on which a predetermined pattern is formed, the coma aberration and the optical axis shift remaining in the image forming optical system of the position detecting device are inspected, and the image forming optical system is optically determined based on the inspection result. Techniques for adjusting and correcting the detection result are known. However, in the conventional inspection board,
It is impossible to evaluate the accuracy of a so-called position detecting device, for example, the relationship between the defocus amount and the detection accuracy when a wafer mark having an asymmetric low step pattern is detected in the defocused state. The asymmetry referred to here means that, when paying attention to each convex portion and each concave portion of the step mark,
It means that the structure is not symmetrical with respect to the centerline between the edges. For example, the surface may be tilted, one edge may be tilted, or there may be a dent or a groove at a position off the center line. The reason why it is difficult to evaluate a wafer mark formed of such an asymmetrical low step pattern is that the accuracy required for the position measuring device is very small (several nanometers to several tens of nanometers), and the manufacturing error of the test object is small. I mean,
It is difficult to distinguish whether there is an error in the inspection board, and it is difficult to manufacture the inspection board itself.

【0006】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、たとえばコマ収差や光軸ずれや精度評価など
に関して位置検出装置の光学状態を高精度に検査するこ
とのできる、検査用基板およびその製造方法を提供する
ことを目的とする。また、本発明の検査用基板を用いて
位置検出装置の光学状態を高精度に検査することのでき
る検査方法を提供することを目的とする。さらに、本発
明の検査方法により得られる検査結果に基づいて光学調
整または補正された高精度な位置検出装置を用いて、た
とえば投影光学系に対してマスクと感光性基板とを高精
度に位置合わせして良好な露光を行うことのできる露光
装置および露光方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an inspection substrate capable of highly accurately inspecting the optical state of a position detection device with respect to, for example, coma aberration, optical axis shift, accuracy evaluation, and the like. And a method for manufacturing the same. It is another object of the present invention to provide an inspection method capable of inspecting the optical state of a position detection device with high accuracy using the inspection substrate of the present invention. Furthermore, by using a highly accurate position detection device that is optically adjusted or corrected based on the inspection result obtained by the inspection method of the present invention, for example, the mask and the photosensitive substrate are aligned with high accuracy with respect to the projection optical system. It is an object of the present invention to provide an exposure apparatus and an exposure method capable of excellent exposure.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の第1発明では、位置検出装置の光学状態を
検査するために用いられる検査用基板の製造方法におい
て、前記検査用基板は、第1の構造形態を有する第1パ
ターンと、前記第1の構造形態とは異なる第2の構造形
態を有する第2パターンとを備え、前記第1パターンと
前記第2パターンとを同じマスクを用いて形成すること
を特徴とする検査用基板の製造方法を提供する。本発明
の第1発明では、前記検査用基板は、前記第1パターン
および前記第2パターンの全体と同じパターンを有する
補正パターンをさらに備えることが好ましく、前記補正
パターンは、前記同じマスクを用いて形成されることが
好ましい。
In order to solve the above-mentioned problems, the first invention of the present invention provides a method for manufacturing an inspection substrate used for inspecting an optical state of a position detection device, wherein the inspection substrate is Includes a first pattern having a first structural form and a second pattern having a second structural form different from the first structural form, and the first pattern and the second pattern are the same mask. Provided is a method for manufacturing an inspection substrate, which is characterized by being formed using. In the first invention of the present invention, it is preferable that the inspection substrate further includes a correction pattern having the same pattern as the entire first pattern and the second pattern, and the correction pattern uses the same mask. It is preferably formed.

【0008】本発明の第2発明では、第1発明の製造方
法にしたがって製造されたことを特徴とする検査用基板
を提供する。
A second invention of the present invention provides an inspection substrate manufactured by the manufacturing method of the first invention.

【0009】第2発明の好ましい態様によれば、前記第
1パターンは段差パターンであり、前記第2パターンは
明暗パターンである。また、前記第1パターンは、ライ
ン部およびスペース部がパターンのピッチ方向に関して
それぞれ対称に形成された対称パターンであり、前記第
2パターンは、ライン部およびスペース部がパターンの
ピッチ方向に関してそれぞれ非対称に形成された非対称
パターンであることが好ましい。さらに、前記第1パタ
ーンは、凸部と凹部との段差が比較的大きく設定された
高段差パターンであり、前記第2パターンは、凸部と凹
部との段差が比較的小さく設定された低段差パターンで
あることが好ましい。
According to a preferred aspect of the second invention, the first pattern is a step pattern and the second pattern is a light-dark pattern. Further, the first pattern is a symmetrical pattern in which the line portion and the space portion are formed symmetrically with respect to the pitch direction of the pattern, and the second pattern is such that the line portion and the space portion are asymmetrical with respect to the pitch direction of the pattern. It is preferably an asymmetric pattern formed. Further, the first pattern is a high step pattern in which the step between the protrusion and the recess is set relatively large, and the second pattern is a low step in which the step between the protrusion and the recess is set relatively small. It is preferably a pattern.

【0010】本発明の第3発明では、位置検出装置の光
学状態を検査するために用いられる検査用基板におい
て、第1の構造形態を有する第1パターンと、前記第1
の構造形態とは異なる第2の構造形態を有する第2パタ
ーンと、前記第1パターンおよび前記第2パターンの全
体と同じパターンを有する補正パターンとを備えている
ことを特徴とする検査用基板を提供する。
According to a third aspect of the present invention, in the inspection substrate used for inspecting the optical state of the position detecting device, the first pattern having the first structural form and the first pattern are provided.
And a correction pattern having the same pattern as the entire first pattern and the second pattern. provide.

【0011】第3発明の好ましい態様によれば、前記第
1パターンは段差パターンであり、前記第2パターンは
明暗パターンであり、前記補正パターンは段差パターン
または明暗パターンである。また、前記第1パターン
は、ライン部およびスペース部がパターンのピッチ方向
に関してそれぞれ対称に形成された対称パターンであ
り、前記第2パターンは、ライン部およびスペース部が
パターンのピッチ方向に関してそれぞれ非対称に形成さ
れた非対称パターンであり、前記補正パターンは、ライ
ン部およびスペース部がパターンのピッチ方向に関して
それぞれ対称に形成された段差パターンまたは明暗パタ
ーンであることが好ましい。
According to a preferred aspect of the third invention, the first pattern is a step pattern, the second pattern is a light-dark pattern, and the correction pattern is a step pattern or a light-dark pattern. Further, the first pattern is a symmetrical pattern in which the line portion and the space portion are formed symmetrically with respect to the pitch direction of the pattern, and the second pattern is such that the line portion and the space portion are asymmetrical with respect to the pitch direction of the pattern. It is preferable that the correction pattern is a step pattern or a light-dark pattern in which the line portion and the space portion are formed symmetrically with respect to the pitch direction of the pattern.

【0012】また、第3発明の好ましい態様によれば、
前記第1パターンは、凸部と凹部との段差が比較的大き
く設定された高段差パターンであり、前記第2パターン
は、凸部と凹部との段差が比較的小さく設定された低段
差パターンであり、前記補正パターンは、凸部と凹部と
の段差が所定の大きさに設定された段差パターンであ
る。また、前記第1パターンと前記第2パターンとは同
じマスクを用いて形成されていることが好ましい。この
とき、前記第1パターンと前記第2パターンとは前記同
じマスクを用いた露光によって同時に形成されることが
さらに好ましい。また、前記補正パターンは、前記第1
パターンおよび前記第2パターンを形成する際に用いた
マスクを用いて形成されることが好ましい。このとき、
前記第1パターン及び前記第2パターンを形成するため
の露光を前記検査用基板上の第1領域に対して行い、こ
の第1領域とは異なる前記検査用基板上の第2領域に前
記補正パターンを形成するための露光を行うことがさら
に好ましい。
According to a preferred aspect of the third invention,
The first pattern is a high step pattern in which the step between the protrusion and the recess is set to be relatively large, and the second pattern is a low step pattern in which the step between the protrusion and the recess is set to be relatively small. The correction pattern is a step pattern in which the step between the convex portion and the concave portion is set to a predetermined size. Further, it is preferable that the first pattern and the second pattern are formed using the same mask. At this time, it is more preferable that the first pattern and the second pattern are simultaneously formed by exposure using the same mask. Further, the correction pattern is the first
It is preferably formed using the mask used for forming the pattern and the second pattern. At this time,
Exposure for forming the first pattern and the second pattern is performed on a first region on the inspection substrate, and the correction pattern is formed on a second region on the inspection substrate different from the first region. More preferably, exposure is performed to form

【0013】本発明の第4発明では、位置検出装置の光
学状態を検査する方法において、第2発明の検査用基板
を用いて前記位置検出装置により前記第1パターンの位
置および前記第2パターンの位置を検出する検出工程
と、前記検出工程で検出した前記第1パターンの位置と
前記第2パターンの位置との相対関係に基づいて前記位
置検出装置の光学状態を検査する検査工程とを含むこと
を特徴とする検査方法を提供する。
According to a fourth aspect of the present invention, in the method for inspecting the optical state of the position detecting device, the position of the first pattern and the second pattern are detected by the position detecting device using the inspection substrate of the second invention. A detection step of detecting a position; and an inspection step of inspecting the optical state of the position detection device based on the relative relationship between the position of the first pattern and the position of the second pattern detected in the detection step. An inspection method is provided.

【0014】本発明の第5発明では、位置検出装置の光
学状態を検査する方法において、第3発明の検査用基板
を用いて前記位置検出装置により前記第1パターンの位
置、前記第2パターンの位置、前記補正パターンのうち
の前記第1パターンに対応する第1補正パターンの位
置、前記補正パターンのうちの前記第2パターンに対応
する第2補正パターンの位置を検出する検出工程と、前
記検出工程で検出した前記第1パターンの位置と前記第
2パターンの位置との相対関係、および前記検出工程で
検出した前記第1補正パターンの位置と前記第2補正パ
ターンの位置との相対関係に基づいて前記位置検出装置
の光学状態を検査する検査工程とを含むことを特徴とす
る検査方法を提供する。
According to a fifth aspect of the present invention, in the method for inspecting the optical state of the position detecting device, the position of the first pattern and the second pattern are detected by the position detecting device using the inspection substrate of the third invention. A detection step of detecting a position, a position of a first correction pattern corresponding to the first pattern of the correction patterns, and a position of a second correction pattern corresponding to the second pattern of the correction patterns; Based on the relative relationship between the position of the first pattern and the position of the second pattern detected in the step, and the relative relationship between the position of the first correction pattern and the position of the second correction pattern detected in the detection step. And an inspection step of inspecting an optical state of the position detecting device.

【0015】第4発明および第5発明の好ましい態様に
よれば、前記検出工程は、前記位置検出装置の光学系に
対する複数のデフォーカス状態において各パターンの位
置を検出する工程を含み、前記検査工程は、各デフォー
カス状態において検出した各パターンの位置に基づいて
前記位置検出装置の光学状態を検査する工程を含む。
According to a preferred aspect of the fourth invention and the fifth invention, the detecting step includes a step of detecting the position of each pattern in a plurality of defocus states with respect to the optical system of the position detecting device, and the inspecting step. Includes the step of inspecting the optical state of the position detecting device based on the position of each pattern detected in each defocus state.

【0016】また、第4発明および第5発明の好ましい
態様によれば、前記検出工程は、第1の向きに設定され
た前記検査用基板を用いて各パターンの位置を検出する
第1検出工程と、前記位置検出装置の光学系の光軸に関
して前記第1の向きから180度回転した第2の向きに
設定された前記検査用基板を用いて各パターンの位置を
検出する第2検出工程とを含み、前記検査工程は、前記
第1検出工程で検出した各パターンの位置と前記第2検
出工程で検出した各パターンの位置とに基づいて前記位
置検出装置の光学状態を検査する工程を含む。
According to a preferred aspect of the fourth and fifth inventions, the detecting step is a first detecting step of detecting the position of each pattern using the inspection substrate set in the first orientation. And a second detection step of detecting the position of each pattern using the inspection substrate set in a second direction rotated by 180 degrees from the first direction with respect to the optical axis of the optical system of the position detection device. The inspection step includes a step of inspecting the optical state of the position detection device based on the position of each pattern detected in the first detection step and the position of each pattern detected in the second detection step. .

【0017】さらに、第4発明および第5発明の好まし
い態様によれば、前記位置検出装置における光学系のコ
マ収差の検査に際して、前記検出工程は、パターンのピ
ッチ方向に沿って凹部の幅が凸部の幅よりも実質的に小
さい段差パターンを有する前記第1パターンと明暗パタ
ーンを有する前記第2パターンとを備えた前記検査用基
板を用いて各パターンの位置を検出する工程を含む。
Further, according to a preferred aspect of the fourth and fifth inventions, in inspecting the coma aberration of the optical system in the position detecting device, in the detecting step, the width of the concave portion is convex along the pitch direction of the pattern. The method includes the step of detecting the position of each pattern using the inspection substrate provided with the first pattern having a step pattern substantially smaller than the width of the portion and the second pattern having a bright-dark pattern.

【0018】また、第4発明および第5発明の好ましい
態様によれば、前記位置検出装置における光学系の光軸
に対する結像開口絞りの光軸ずれの検査に際して、前記
検出工程は、凸部と凹部との段差が比較的大きく設定さ
れた高段差パターンを有する前記第1パターンと、凸部
と凹部との段差が比較的小さく設定された低段差パター
ンを有する前記第2パターンとを備えた前記検査用基板
を用いて各パターンの位置を検出する工程を含む。
According to a preferred aspect of the fourth and fifth aspects of the invention, in the inspection of the optical axis shift of the imaging aperture stop with respect to the optical axis of the optical system in the position detecting device, the detecting step is performed with a convex portion. The first pattern having a high step pattern having a relatively large step with the concave portion and the second pattern having a low step pattern having a relatively small step between the convex portion and the concave portion are provided. The step of detecting the position of each pattern using the inspection substrate is included.

【0019】さらに、第4発明および第5発明の好まし
い態様によれば、前記位置検出装置の精度評価に際し
て、前記検出工程は、凸部と凹部との段差が比較的大き
く設定された高段差パターンまたは明暗パターンを有す
る前記第1パターンと、凸部と凹部との段差が比較的小
さく設定され且つライン部およびスペース部がパターン
のピッチ方向に関してそれぞれ非対称に形成された低段
差非対称パターンを有する前記第2パターンとを備えた
前記検査用基板を用いて各パターンの位置を検出する工
程を含む。
Further, according to the preferred embodiments of the fourth and fifth inventions, in the accuracy evaluation of the position detecting device, in the detecting step, a high step pattern in which a step between a convex portion and a concave portion is set to be relatively large. Alternatively, the first pattern having a bright and dark pattern and the first pattern having a low step asymmetric pattern in which the step between the convex portion and the concave portion is set to be relatively small and the line portion and the space portion are formed asymmetrically in the pitch direction of the pattern, respectively. And a step of detecting the position of each pattern using the inspection substrate having two patterns.

【0020】本発明の第6発明では、第4発明または第
5発明の検査方法により得られた検査結果に基づいて光
学調整された光学系を備えていることを特徴とする位置
検出装置を提供する。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a position detecting device comprising an optical system which is optically adjusted based on the inspection result obtained by the inspection method according to the fourth aspect or the fifth aspect. To do.

【0021】本発明の第7発明では、第4発明または第
5発明の検査方法により得られた検査結果に基づいて位
置検出結果を補正することを特徴とする位置検出装置を
提供する。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a position detecting device characterized in that the position detection result is corrected based on the inspection result obtained by the inspection method according to the fourth aspect or the fifth aspect.

【0022】本発明の第8発明では、マスク上に形成さ
れた所定のパターンを感光性基板上に転写するための露
光装置において、前記感光性基板の位置を検出するため
の第6発明または第7発明に記載の位置検出装置を備え
ていることを特徴とする露光装置を提供する。
The eighth invention of the present invention is the sixth invention or the sixth invention for detecting the position of the photosensitive substrate in an exposure device for transferring a predetermined pattern formed on a mask onto the photosensitive substrate. (7) An exposure apparatus comprising the position detection apparatus according to the invention is provided.

【0023】本発明の第9発明では、マスク上に形成さ
れた所定のパターンを感光性基板上に転写するための露
光方法において、第6発明または第7発明に記載の位置
検出装置を用いて、前記感光性基板の位置を検出するこ
とを特徴とする露光方法を提供する。
According to a ninth aspect of the present invention, in the exposure method for transferring a predetermined pattern formed on a mask onto a photosensitive substrate, the position detecting device according to the sixth aspect or the seventh aspect is used. And an exposure method characterized by detecting the position of the photosensitive substrate.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】本発明の典型的な形態にしたがう
検査用基板では、互いに異なる構造形態を有する第1パ
ターンと第2パターンとが同じマスクを用いて形成され
ている。したがって、第1パターンと第2パターンとの
基準距離を設計値にしたがって高精度に設定することが
でき、高精度に製造された検査用基板を用いて、たとえ
ばコマ収差や光軸ずれや精度評価などに関して位置検出
装置の光学状態を高精度に検査することができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In an inspection substrate according to a typical embodiment of the present invention, a first pattern and a second pattern having different structural forms are formed using the same mask. Therefore, the reference distance between the first pattern and the second pattern can be set with high precision according to the design value, and by using the inspection substrate manufactured with high precision, for example, coma aberration, optical axis deviation, and accuracy evaluation. For example, the optical state of the position detection device can be inspected with high accuracy.

【0025】また、本発明の別の典型的な形態にしたが
う検査用基板では、互いに異なる構造形態を有する第1
パターンおよび第2パターンに加えて、第1パターンお
よび第2パターンの全体と同じパターンを有する補正パ
ターンが形成されている。したがって、第1パターンに
対する第2パターンの相対位置情報を、補正パターンの
うちの第1パターンに対応する第1補正パターンに対す
る第2パターンに対応する第2補正パターンの相対位置
情報で補正することにより、たとえば位置検出装置の光
学系のディストーションのような検査対象外の影響を受
けることなく、位置検出装置の光学状態を高精度に検査
することができる。
Further, in the inspection board according to another typical form of the present invention, the first structure having different structural forms from each other is provided.
In addition to the pattern and the second pattern, a correction pattern having the same pattern as the entire first pattern and the second pattern is formed. Therefore, by correcting the relative position information of the second pattern with respect to the first pattern with the relative position information of the second correction pattern corresponding to the second pattern with respect to the first correction pattern corresponding to the first pattern of the correction patterns, For example, the optical state of the position detection device can be inspected with high accuracy without being affected by the outside of the inspection target such as distortion of the optical system of the position detection device.

【0026】この場合、第1パターンと第2パターンと
補正パターンとが同じマスクを用いて形成されているこ
とが好ましい。この構成により、検査用基板の製造のた
めのマスクの描画誤差や露光用投影光学系の収差などの
影響を受けることなく、第1パターンと第2パターンと
の基準距離と、第1補正パターンと第2補正パターンと
の基準距離とを高精度に一致させることができる。その
結果、高精度に製造された第1パターンと第2パターン
と補正パターンとを備えた検査用基板を用いて、位置検
出装置の光学状態をさらに高精度に検査することができ
る。さらに、1枚のマスク内の同じパターン(第1パタ
ーンと第2パターンとを含む領域)を用い、マスクと検
査用基板との相対的な位置をずらしてフォトリソグラフ
ィプロセスで焼き付けることが好ましい。また、マスク
から検査用基板への転写を行う際には、縮小倍率のもと
で転写を行うことが好ましい。これにより、マスクの製
造誤差による影響を低減することができる。また、この
マスク自体を製造する際には、たとえば特開2001−
92103号公報や特開2001−92104号公報に
開示されるマスクを製造するためにガラス基板等に回路
パターンを縮小倍率で転写する露光装置を用い、親マス
ク上の親パターンを縮小転写することにより、マスク描
画誤差を低減させることが好ましい。このとき、縮小転
写を複数回繰り返して(親マスク上の親パターンを子マ
スクに縮小転写し、子マスクの子パターンを孫マスクに
縮小転写し、孫マスクの孫パターンを曾孫マスクに縮小
転写し、という縮小転写を繰り返す)さらにマスク描画
誤差を低減させることが好ましい。
In this case, it is preferable that the first pattern, the second pattern and the correction pattern are formed using the same mask. With this configuration, the reference distance between the first pattern and the second pattern and the first correction pattern can be obtained without being affected by the drawing error of the mask for manufacturing the inspection substrate and the aberration of the projection optical system for exposure. It is possible to match the reference distance with the second correction pattern with high accuracy. As a result, it is possible to inspect the optical state of the position detecting device with higher accuracy by using the inspection substrate including the first pattern, the second pattern, and the correction pattern that are manufactured with high accuracy. Further, it is preferable that the same pattern (a region including the first pattern and the second pattern) in one mask is used, and the relative positions of the mask and the inspection substrate are shifted and the pattern is printed by a photolithography process. Further, when the transfer from the mask to the inspection substrate is performed, it is preferable to perform the transfer under a reduction ratio. As a result, the influence of the mask manufacturing error can be reduced. Further, when manufacturing the mask itself, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-2001
In order to manufacture a mask disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 92103/92 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-92104, an exposure apparatus for transferring a circuit pattern to a glass substrate or the like at a reduction ratio is used, and a parent pattern on a parent mask is reduced and transferred. It is preferable to reduce the mask drawing error. At this time, the reduction transfer is repeated a plurality of times (the parent pattern on the parent mask is reduced and transferred to the child mask, the child pattern of the child mask is reduced and transferred to the grandchild mask, and the grandchild pattern of the grandchild mask is reduced and transferred to the great-grandchild mask. It is preferable to further reduce the mask drawing error.

【0027】こうして、本発明の検査用基板を用いて、
たとえばコマ収差や光軸ずれや精度評価などに関して位
置検出装置の光学状態を高精度に検査することができ
る。したがって、本発明の検査方法により得られた検査
結果に基づいて光学調整または補正された高精度な位置
検出装置を用いて、投影光学系に対してマスクと感光性
基板とを高精度に位置合わせして良好な露光を行うこと
ができる。
Thus, using the inspection substrate of the present invention,
For example, the optical state of the position detecting device can be inspected with high accuracy with respect to coma aberration, optical axis shift, accuracy evaluation, and the like. Therefore, the mask and the photosensitive substrate are accurately aligned with the projection optical system by using a highly accurate position detection device that is optically adjusted or corrected based on the inspection result obtained by the inspection method of the present invention. Therefore, good exposure can be performed.

【0028】本発明の実施形態を、添付図面に基づいて
説明する。図1は、本発明の実施形態にかかる検査用基
板を用いた光学状態の検査対象である位置検出装置を備
えた露光装置の構成を概略的に示す図である。また、図
2は、図1の位置検出装置により位置検出すべき物体で
あるウェハに形成されたウェハマークの構成を模式的に
示す図である。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an exposure apparatus equipped with a position detection device that is an inspection target of an optical state using an inspection substrate according to an embodiment of the present invention. Further, FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration of a wafer mark formed on a wafer which is an object whose position is to be detected by the position detecting device shown in FIG.

【0029】本実施形態では、半導体素子を製造するた
めの露光装置において感光性基板の位置を検出するため
のFIA系の位置検出装置に対して本発明を適用してい
る。なお、図1では、露光装置の投影光学系PLの光軸
AX0に対して平行にZ軸が、Z軸に垂直な平面内にお
いて図1の紙面に平行な方向にX軸が、Z軸に垂直な平
面内において図1の紙面に垂直な方向にY軸がそれぞれ
設定されている。
In this embodiment, the present invention is applied to an FIA type position detecting device for detecting the position of a photosensitive substrate in an exposure device for manufacturing a semiconductor element. In FIG. 1, the Z axis is parallel to the optical axis AX0 of the projection optical system PL of the exposure apparatus, and the X axis is parallel to the paper surface of FIG. 1 in the plane perpendicular to the Z axis. In the vertical plane, the Y-axis is set in the direction perpendicular to the paper surface of FIG.

【0030】図示の露光装置は、適当な露光光でマスク
(投影原版)としてのレチクルRを照明するための露光
用照明系ILを備えている。レチクルRはレチクルステ
ージ30上においてXY平面とほぼ平行に支持されてお
り、そのパターン領域PAには転写すべき回路パターン
が形成されている。レチクルRを透過した光は、投影光
学系PLを介して、感光性基板としてのウェハWに達
し、ウェハW上にはレチクルRのパターン像が形成され
る。
The illustrated exposure apparatus includes an exposure illumination system IL for illuminating a reticle R as a mask (projection original plate) with appropriate exposure light. The reticle R is supported on the reticle stage 30 substantially parallel to the XY plane, and a circuit pattern to be transferred is formed in its pattern area PA. The light transmitted through the reticle R reaches the wafer W as a photosensitive substrate via the projection optical system PL, and a pattern image of the reticle R is formed on the wafer W.

【0031】なお、ウェハWは、ウェハホルダ31を介
して、Zステージ32上においてXY平面とほぼ平行に
支持されている。Zステージ32は、ステージ制御系3
4によって、投影光学系PLの光軸AX0に沿ってZ方
向に駆動されるように構成されている。Zステージ32
はさらに、XYステージ33上に支持されている。XY
ステージ33は、同じくステージ制御系34によって、
投影光学系PLの光軸AX0に対して垂直なXY平面内
において二次元的に駆動されるように構成されている。
The wafer W is supported on the Z stage 32 via the wafer holder 31 substantially parallel to the XY plane. The Z stage 32 is a stage control system 3
4 is configured to be driven in the Z direction along the optical axis AX0 of the projection optical system PL. Z stage 32
Is further supported on the XY stage 33. XY
The stage 33 is also controlled by the stage control system 34.
It is configured to be two-dimensionally driven in an XY plane perpendicular to the optical axis AX0 of the projection optical system PL.

【0032】前述したように、露光装置では、投影露光
に先立って、レチクルR上のパターン領域PAとウェハ
W上の各露光領域とを光学的に位置合わせ(アライメン
ト)する必要がある。そこで、位置検出すべき物体であ
るウェハWには、図2に模式的に示すような段差パター
ンからなるウェハマーク(ウェハアライメントマーク)
WMが形成されている。ここでいう段差パターンとは、
図2に示すように段差形状となっているパターンを指
し、凸部および凹部を含めてウェハマーク上の反射率は
いかなるものであっても良い。すなわち明暗差がある場
合も含まれる。また、Si(シリコン)以外の物質で形
成されていてもかまわない。また、レジストのような透
光性の物質がマーク上に存在していてもかまわない。そ
の他、段差の凹部が透光性の物質で埋められているよう
な場合も含まれる。ウェハマークWMの位置を検出し、
ひいてはウェハWの位置を検出するのに、本実施形態の
位置検出装置が使用される。
As described above, in the exposure apparatus, the pattern area PA on the reticle R and each exposure area on the wafer W must be optically aligned (aligned) prior to projection exposure. Therefore, the wafer W (wafer alignment mark) having a step pattern as schematically shown in FIG.
WM is formed. The step pattern here means
As shown in FIG. 2, it refers to a stepped pattern, and may have any reflectance on the wafer mark including the convex portion and the concave portion. That is, the case where there is a difference in brightness is also included. Further, it may be formed of a substance other than Si (silicon). Further, a transparent substance such as a resist may be present on the mark. In addition, the case where the concave portion of the step is filled with a transparent material is also included. The position of the wafer mark WM is detected,
As a result, the position detection device of this embodiment is used to detect the position of the wafer W.

【0033】具体的には、ウェハマークWMとして、X
方向に周期性を有する一次元マークとしてのX方向ウェ
ハマークWMXと、Y方向に周期性を有する一次元マー
クとしてのY方向ウェハマークWMY(不図示)とが、
ウェハW上に形成されている。なお、本実施形態では、
ウェハマークWMとして、X方向およびY方向にそれぞ
れ周期性を有する互いに独立した2つの一次元マークを
採用しているが、X方向およびY方向に周期性を有する
二次元マークを採用することもできる。
Specifically, as the wafer mark WM, X
The X-direction wafer mark WMX as a one-dimensional mark having periodicity in the direction and the Y-direction wafer mark WMY (not shown) as a one-dimensional mark having periodicity in the Y direction are
It is formed on the wafer W. In this embodiment,
As the wafer mark WM, two independent one-dimensional marks each having periodicity in the X and Y directions are adopted, but a two-dimensional mark having periodicity in the X and Y directions can also be adopted. .

【0034】本実施形態にかかる位置検出装置は、波長
帯域幅の広い照明光(たとえば530nm〜800n
m)を供給するための光源1を備えている。光源1とし
て、ハロゲンランプのような光源を使用することができ
る。光源1から供給された照明光(中心波長λ)は、リ
レー光学系(不図示)を介して、光ファイバーのような
ライトガイド2の入射端に入射する。ライトガイド2の
内部を伝搬してその射出端から射出された照明光は、た
とえば円形状の開口部(光透過部)を有する照明開口絞
り3を介して制限された後、コンデンサーレンズ4に入
射する。
The position detecting device according to the present embodiment uses illumination light having a wide wavelength band (for example, 530 nm to 800 n).
m) is provided for supplying the light source 1. As the light source 1, a light source such as a halogen lamp can be used. The illumination light (center wavelength λ) supplied from the light source 1 is incident on the incident end of the light guide 2 such as an optical fiber via a relay optical system (not shown). Illumination light that has propagated through the inside of the light guide 2 and is emitted from its exit end is limited, for example, through an illumination aperture stop 3 having a circular opening (light transmitting portion), and then enters a condenser lens 4. To do.

【0035】コンデンサーレンズ4を介した照明光は、
照明すべき物体であるウェハWの露光面と光学的に共役
に配置された照明視野絞り5を介して、照明リレーレン
ズ6に入射する。照明リレーレンズ6を介した照明光
は、ハーフプリズム7を透過した後、第1対物レンズ8
に入射する。第1対物レンズ8を介した照明光は、反射
プリズム9の反射面で図中下方に(−Z方向に)反射さ
れた後、ウェハW上に形成されたウェハマークWMを照
明する。
Illumination light passing through the condenser lens 4 is
The light enters the illumination relay lens 6 via the illumination field stop 5 arranged optically conjugate with the exposure surface of the wafer W which is an object to be illuminated. The illumination light that has passed through the illumination relay lens 6 passes through the half prism 7 and then the first objective lens 8
Incident on. The illumination light that has passed through the first objective lens 8 is reflected downward (in the −Z direction) in the drawing by the reflection surface of the reflection prism 9, and then illuminates the wafer mark WM formed on the wafer W.

【0036】このように、光源1、ライトガイド2、照
明開口絞り3、コンデンサーレンズ4、照明視野絞り
5、照明リレーレンズ6、ハーフプリズム7、第1対物
レンズ8および反射プリズム9は、ウェハマークWMを
照明するための照明系を構成している。照明光に対する
ウェハマークWMからの反射光(回折光を含む)は、反
射プリズム9および第1対物レンズ8を介して、ハーフ
プリズム7に入射する。ハーフプリズム7で図中上方に
(+Z方向に)反射された光は、第2対物レンズ10を
介して、指標板11上にウェハマークWMの像を形成す
る。
As described above, the light source 1, the light guide 2, the illumination aperture stop 3, the condenser lens 4, the illumination field stop 5, the illumination relay lens 6, the half prism 7, the first objective lens 8 and the reflection prism 9 are wafer marks. An illumination system for illuminating the WM is configured. The reflected light (including diffracted light) from the wafer mark WM with respect to the illumination light is incident on the half prism 7 via the reflecting prism 9 and the first objective lens 8. The light reflected by the half prism 7 upward (in the + Z direction) in the drawing forms an image of the wafer mark WM on the index plate 11 via the second objective lens 10.

【0037】指標板11を介した光は、リレーレンズ系
(12,13)を介して、XY分岐ハーフプリズム14
に入射する。そして、XY分岐ハーフプリズム14で反
射された光はY方向用CCD15に、XY分岐ハーフプ
リズム14を透過した光はX方向用CCD16に入射す
る。なお、リレーレンズ系(12,13)の平行光路中
には、結像開口絞り17が配置されている。
The light that has passed through the index plate 11 passes through the relay lens system (12, 13) and the XY split half prism 14 is transmitted.
Incident on. Then, the light reflected by the XY branch half prism 14 enters the Y direction CCD 15, and the light transmitted through the XY branch half prism 14 enters the X direction CCD 16. An image forming aperture stop 17 is arranged in the parallel optical path of the relay lens system (12, 13).

【0038】このように、反射プリズム9、第1対物レ
ンズ8、ハーフプリズム7、第2対物レンズ10、指標
板11、リレーレンズ系(12,13)、結像開口絞り
17およびハーフプリズム14は、照明光に対するウェ
ハマークWMからの反射光に基づいてマーク像を形成す
るための結像光学系を構成している。また、Y方向用C
CD15およびX方向用CCD16は、結像光学系を介
して形成されたマーク像を光電検出するための光電検出
器を構成している。
As described above, the reflecting prism 9, the first objective lens 8, the half prism 7, the second objective lens 10, the index plate 11, the relay lens system (12, 13), the image forming aperture stop 17 and the half prism 14 are formed. , An imaging optical system for forming a mark image based on the reflected light from the wafer mark WM with respect to the illumination light. Also, C for Y direction
The CD 15 and the X-direction CCD 16 constitute a photoelectric detector for photoelectrically detecting the mark image formed via the imaging optical system.

【0039】こうして、Y方向用CCD15およびX方
向用CCD16の撮像面には、マーク像が指標板11の
指標パターン像とともに形成される。Y方向用CCD1
5およびX方向用CCD16からの出力信号は、信号処
理系18に供給される。さらに、信号処理系18におい
て信号処理(波形処理)により得られたウェハマークW
Mの位置情報は、主制御系35に供給される。主制御系
35は、信号処理系18からのウェハマークWMの位置
情報に基づいて、ステージ制御信号をステージ制御系3
4に出力する。
In this way, mark images are formed on the image pickup surfaces of the Y-direction CCD 15 and the X-direction CCD 16 together with the index pattern image of the index plate 11. CCD 1 for Y direction
Output signals from the 5 and X direction CCDs 16 are supplied to a signal processing system 18. Further, the wafer mark W obtained by signal processing (waveform processing) in the signal processing system 18
The position information of M is supplied to the main control system 35. The main control system 35 sends a stage control signal based on the position information of the wafer mark WM from the signal processing system 18 to the stage control system 3.
Output to 4.

【0040】ステージ制御系34は、ステージ制御信号
にしたがってXYステージ33を適宜駆動し、ウェハW
のアライメントを行う。なお、主制御系35には、たと
えばキーボードのような入力手段36を介して、照明開
口絞り3に対する指令や結像開口絞り17に対する指令
が供給される。主制御系35は、これらの指令に基づ
き、駆動系19を介して照明開口絞り3を駆動したり、
駆動系20を介して結像開口絞り17を駆動したりす
る。また、主制御系35は、第2対物レンズ10やリレ
ーレンズ12を駆動する。なお、本実施形態では、照明
開口絞り3や結像開口絞り17、第2対物レンズ10や
リレーレンズ12を自動制御しているが、これらの制御
を手動で行っても良い。
The stage control system 34 appropriately drives the XY stage 33 in accordance with the stage control signal, and the wafer W
Perform alignment. The main control system 35 is supplied with a command for the illumination aperture stop 3 and a command for the imaging aperture stop 17 via input means 36 such as a keyboard. Based on these commands, the main control system 35 drives the illumination aperture stop 3 via the drive system 19,
The imaging aperture stop 17 is driven via the drive system 20. Further, the main control system 35 drives the second objective lens 10 and the relay lens 12. Although the illumination aperture stop 3, the imaging aperture stop 17, the second objective lens 10 and the relay lens 12 are automatically controlled in the present embodiment, these controls may be performed manually.

【0041】本実施形態では、検査用基板を用いて位置
検出装置の光学状態を検査する。図3は、本実施形態の
検査用基板に形成されたパターンの基本構成を概略的に
示す図である。図3を参照すると、本実施形態の検査用
基板には、一対の基準パターンSPとその中間位置に配
置された計測パターンMPとからなる計測マークMMが
形成されている。また、一対の基準パターンSPおよび
計測パターンMPの全体と同じパターンを有する補正マ
ークCMが、計測マークMMと並列的に形成されてい
る。
In this embodiment, the optical state of the position detecting device is inspected using the inspection substrate. FIG. 3 is a diagram schematically showing the basic structure of a pattern formed on the inspection substrate of this embodiment. Referring to FIG. 3, a measurement mark MM including a pair of reference patterns SP and a measurement pattern MP arranged at an intermediate position thereof is formed on the inspection substrate of the present embodiment. Further, a correction mark CM having the same pattern as the entire pair of reference pattern SP and measurement pattern MP is formed in parallel with the measurement mark MM.

【0042】すなわち、補正マークCMは、一対の基準
パターンSPに対応する一対の補正基準パターンCSP
と、計測パターンMPに対応する補正計測パターンCM
Pとから構成されている。ここで、基準パターンSPと
計測パターンMPとは、互いに異なる構造形態を有す
る。具体的には、後述するように、基準パターンSPと
計測パターンMPとは、パターンの種別(段差タイプま
たは明暗タイプ)、パターンの対称性、段差の大きさな
どの観点について互いに異なる形態を有する。なお、こ
こでいう段差タイプとは、前述した段差パターンの種類
に関するものである。また、ここでいう明暗タイプと
は、反射率の異なる物質を用いてライン部とスペース部
とが構成されているものである。なお、明暗パターンを
形成する際に2つの物質の領域の間に若干の段差は生じ
るが、ライン部とスペース部とで反射率の異なるものを
全般的に明暗パターンと呼ぶこととする。
That is, the correction mark CM has a pair of correction reference patterns CSP corresponding to the pair of reference patterns SP.
And the corrected measurement pattern CM corresponding to the measurement pattern MP
P and P. Here, the reference pattern SP and the measurement pattern MP have different structural forms from each other. Specifically, as will be described later, the reference pattern SP and the measurement pattern MP have different forms from the viewpoints of the pattern type (step type or bright / dark type), pattern symmetry, step size, and the like. The step type here refers to the type of the step pattern described above. In addition, the light-dark type here means that the line portion and the space portion are formed by using substances having different reflectances. It should be noted that although a slight step is formed between the regions of the two substances when forming the light-dark pattern, those having different reflectances between the line portion and the space portion will be generally referred to as a light-dark pattern.

【0043】一方、補正マークCMは、図3(a)に示
すように基準パターンSPと同じパターン種別を有する
か、あるいは図3(b)に示すように計測パターンMP
と同じパターン種別を有する。なお、計測マークMMに
おいて一対の基準パターンSPと計測パターンMPとは
同じマスクを用いて形成され、さらに補正マークCMも
計測マークMMと同じマスクを用いて形成されている。
なお、補正マークCMは計測マークMMを形成したマス
クパターンと同じマスクパターンを用いて形成されるこ
とが好ましい。本実施形態の検査用基板には、後述する
ように、計測マークMMおよび補正マークCMの組が複
数設けられている。
On the other hand, the correction mark CM has the same pattern type as the reference pattern SP as shown in FIG. 3A, or the measurement pattern MP as shown in FIG. 3B.
It has the same pattern type as. In the measurement mark MM, the pair of reference pattern SP and the measurement pattern MP are formed using the same mask, and the correction mark CM is also formed using the same mask as the measurement mark MM.
The correction mark CM is preferably formed using the same mask pattern as the mask pattern on which the measurement mark MM is formed. As will be described later, the inspection substrate of this embodiment is provided with a plurality of sets of measurement marks MM and correction marks CM.

【0044】以下、本実施形態の検査用基板を用いた位
置検出装置の検査方法を説明する。まず、位置検出装置
における結像光学系のコマ収差の検査では、検査用基板
に形成された第1組の計測マークMMおよび補正マーク
CMを用い、結像光学系の光軸に沿って複数のZ方向位
置に検査用基板を配置して得られる複数のデフォーカス
状態(必要に応じて結像光学系の物体面と検査用基板と
が一致するフォーカス状態を含む)において、一対の基
準パターンSPの位置、計測パターンMPの位置、一対
の補正基準パターンCSPの位置、補正計測パターンC
MPの位置を検出する。
The method of inspecting the position detecting device using the inspection substrate of this embodiment will be described below. First, in the inspection of the coma aberration of the imaging optical system in the position detection device, a plurality of measurement marks MM and correction marks CM formed on the inspection substrate are used, and a plurality of optical marks are formed along the optical axis of the imaging optical system. In a plurality of defocus states obtained by arranging the inspection substrate at the position in the Z direction (including a focus state in which the object plane of the imaging optical system and the inspection substrate match, if necessary), a pair of reference patterns SP Position, position of measurement pattern MP, position of a pair of correction reference patterns CSP, correction measurement pattern C
The position of MP is detected.

【0045】この場合、第1組の計測マークMMおよび
補正マークCMにおいて、基準パターンSPは明暗パタ
ーンである。また、計測パターンMPは、そのピッチ方
向に沿って凹部の幅が凸部の幅よりも実質的に小さい
(具体的には凸部の幅が凹部の幅の5倍以上であること
が好ましい)、いわゆる細溝の段差パターンである。さ
らに、補正マークCMは、計測パターンMPと同じパタ
ーン種別の段差パターン、または基準パターンSPと同
じパターン種別の明暗パターンである。ここで、明暗パ
ターンからなる基準パターンSPはコマ収差に関して非
常に鈍感なパターンであり、細溝の段差パターンからな
る計測パターンMPはコマ収差に関して非常に敏感なパ
ターンである。
In this case, in the first set of measurement mark MM and correction mark CM, the reference pattern SP is a bright / dark pattern. Further, in the measurement pattern MP, the width of the concave portion is substantially smaller than the width of the convex portion along the pitch direction (specifically, the width of the convex portion is preferably 5 times or more the width of the concave portion). , A so-called fine groove step pattern. Further, the correction mark CM is a step pattern having the same pattern type as the measurement pattern MP or a bright / dark pattern having the same pattern type as the reference pattern SP. Here, the reference pattern SP, which is a bright and dark pattern, is a pattern that is extremely insensitive to coma aberration, and the measurement pattern MP, which is a step pattern of narrow grooves, is a pattern that is very sensitive to coma aberration.

【0046】こうして、位置検出装置における結像光学
系のコマ収差の検査では、各デフォーカス状態における
一方の基準パターンSPに対する計測パターンMPの相
対位置情報X1(Y1)および他方の基準パターンSP
に対する計測パターンMPの相対位置情報X2(Y2)
を、一方の補正基準パターンCSPに対する補正計測パ
ターンCMPの相対位置情報X3(Y3)および他方の
補正基準パターンCSPに対する補正計測パターンCM
Pの相対位置情報X4(Y4)で補正する。そして、補
正マークCMによって補正された相対位置情報X1’
(Y1’)とX2’(Y2’)との平均値などに基づい
て、結像光学系のコマ収差を検査(計測)する。この
際、検査用基板に起因した計測マークMMと補正マーク
CMとの各計測値に含まれる誤差成分は非常に小さく、
精度の高い計測を行うことができる。また、計測マーク
および補正マークの種類を変えて適宜計測すれば、より
確実に調整を行うことが可能である。たとえば検査用基
板上に複数種類の計測マークおよび補正マークを形成し
ておけば、上述の計測をより容易に行うことができる。
Thus, in the inspection of the coma aberration of the imaging optical system in the position detecting device, the relative position information X1 (Y1) of the measurement pattern MP with respect to one reference pattern SP in each defocus state and the other reference pattern SP.
Relative position information X2 (Y2) of the measurement pattern MP with respect to
Is the relative position information X3 (Y3) of the correction measurement pattern CMP for one correction reference pattern CSP and the correction measurement pattern CM for the other correction reference pattern CSP.
It is corrected by the relative position information X4 (Y4) of P. Then, the relative position information X1 ′ corrected by the correction mark CM
The coma aberration of the imaging optical system is inspected (measured) based on the average value of (Y1 ') and X2' (Y2 '). At this time, the error component contained in each measurement value of the measurement mark MM and the correction mark CM due to the inspection substrate is very small,
Highly accurate measurement can be performed. Further, if the types of the measurement mark and the correction mark are changed and the measurement is appropriately performed, the adjustment can be performed more reliably. For example, if a plurality of types of measurement marks and correction marks are formed on the inspection substrate, the above measurement can be performed more easily.

【0047】本実施形態では、検査用基板を用いて得ら
れたコマ収差の検査結果に基づいて、結像光学系を光学
調整する。なお、結像光学系のコマ収差を調整するに
は、第2対物レンズ10またはリレーレンズ12中の少
なくとも一部のレンズを光軸に垂直な方向に移動させる
ことが好ましい。あるいは、第1対物レンズ8またはリ
レーレンズ13中の少なくとも一部のレンズを光軸に垂
直な方向に移動させることにより、結像光学系の低次コ
マ収差を調整することもできる。また、収差の調整方法
は上述の方法には限定されず他の方法であっても良い。
たとえば、第1対物レンズ8、第2対物レンズ10、リ
レーレンズ12またはリレーレンズ13中の少なくとも
一部のレンズを交換する手法であっても良い。また、た
とえば結像光学系の光学調整前または光学調整後におけ
るコマ収差の検査結果に基づいて位置検出結果を補正す
ることもできる。
In this embodiment, the image forming optical system is optically adjusted based on the inspection result of the coma aberration obtained by using the inspection substrate. In order to adjust the coma aberration of the imaging optical system, it is preferable to move at least a part of the lenses of the second objective lens 10 or the relay lens 12 in the direction perpendicular to the optical axis. Alternatively, by moving at least a part of the lenses in the first objective lens 8 or the relay lens 13 in the direction perpendicular to the optical axis, the low-order coma aberration of the imaging optical system can be adjusted. Further, the method of adjusting the aberration is not limited to the above method and may be another method.
For example, a method of replacing at least a part of the lenses in the first objective lens 8, the second objective lens 10, the relay lens 12, or the relay lens 13 may be used. Further, for example, the position detection result can be corrected based on the inspection result of the coma aberration before or after the optical adjustment of the imaging optical system.

【0048】次に、位置検出装置における光軸ずれの検
査では、検査用基板に形成された第2組の計測マークM
Mおよび補正マークCMを用い、複数のデフォーカス状
態(必要に応じてフォーカス状態を含む)において、一
対の基準パターンSPの位置、計測パターンMPの位
置、一対の補正基準パターンCSPの位置、補正計測パ
ターンCMPの位置を検出する。
Next, in the inspection of the optical axis shift in the position detecting device, the second set of measurement marks M formed on the inspection substrate.
Using the M and the correction mark CM, the positions of the pair of reference patterns SP, the positions of the measurement pattern MP, the positions of the pair of correction reference patterns CSP, and the correction measurement in a plurality of defocus states (including the focus state as necessary). The position of the pattern CMP is detected.

【0049】この場合、第2組の計測マークMMおよび
補正マークCMにおいて、基準パターンSPは凸部と凹
部との段差が比較的大きく設定された(たとえばλ/8
以上)高段差パターンである。また、計測パターンMP
は、凸部と凹部との段差が比較的小さく設定された(た
とえばλ/16以下)低段差パターンである。ここで、
波長λとしてはλ=633nmを用いることができる。
さらに、補正マークCMは、基準パターンSPおよび計
測パターンMPと同じパターン種別の段差パターンであ
る。ここで、高段差パターンからなる基準パターンSP
は光軸ずれに関して非常に鈍感なパターンであり、低段
差パターンからなる計測パターンMPは光軸ずれに関し
て非常に敏感なパターンである。
In this case, in the second set of measurement mark MM and correction mark CM, the reference pattern SP has a relatively large step between the convex portion and the concave portion (for example, λ / 8).
The above is a high step pattern. Also, the measurement pattern MP
Is a low step pattern in which the step between the convex portion and the concave portion is set to be relatively small (for example, λ / 16 or less). here,
As the wavelength λ, λ = 633 nm can be used.
Further, the correction mark CM is a step pattern of the same pattern type as the reference pattern SP and the measurement pattern MP. Here, the reference pattern SP including a high step pattern
Is a pattern that is very insensitive to the optical axis shift, and the measurement pattern MP that is a low step pattern is a pattern that is very sensitive to the optical axis shift.

【0050】こうして、位置検出装置における光軸ずれ
の検査では、各デフォーカス状態における一対の基準パ
ターンSPに対する計測パターンMPの相対位置情報X
1,X2(Y1,Y2)を、一対の補正基準パターンC
SPに対する補正計測パターンCMPの相対位置情報X
3,X4(Y3,Y4)で補正する。そして、補正マー
クCMによって補正された相対位置情報X1’(Y
1’)とX2’(Y2’)との平均値などに基づいて、
結像光学系の光軸ずれを検査する。このように、位置検
出装置における光軸ずれの検査においても、コマ収差計
測と同様に高精度な検査が可能である。なお、この検査
を行う場合、より多くのマークを用いて検査を行うこと
も可能である。
Thus, in the inspection of the optical axis shift in the position detecting device, the relative position information X of the measurement pattern MP with respect to the pair of reference patterns SP in each defocus state.
1, X2 (Y1, Y2) as a pair of correction reference patterns C
Relative position information X of corrected measurement pattern CMP with respect to SP
Correct with 3, X4 (Y3, Y4). Then, the relative position information X1 ′ (Y
Based on the average value of 1 ') and X2' (Y2 '),
The optical axis shift of the imaging optical system is inspected. As described above, also in the inspection of the optical axis shift in the position detection device, it is possible to perform the inspection with high precision as in the coma aberration measurement. In addition, when performing this inspection, it is also possible to inspect using more marks.

【0051】本実施形態では、検査用基板を用いて得ら
れた光軸ずれの検査結果に基づいて、結像光学系を光学
調整する。なお、結像光学系の光軸ずれを調整するに
は、駆動系20を介して結像開口絞り17を光軸に垂直
な方向に微動させることが好ましい。また、光学系内に
けられがある場合やゴミがある場合なども検査すること
が可能であるので、このような場合には、レンズや部品
等を交換することが可能である。また、たとえば結像光
学系の光学調整前または光学調整後における光軸ずれの
検査結果に基づいて位置検出結果を補正することもでき
る。
In this embodiment, the image forming optical system is optically adjusted based on the inspection result of the optical axis shift obtained by using the inspection substrate. In order to adjust the optical axis shift of the image forming optical system, it is preferable to finely move the image forming aperture diaphragm 17 through the drive system 20 in the direction perpendicular to the optical axis. In addition, since it is possible to inspect even when there is eclipse in the optical system or when there is dust, in such a case, it is possible to replace the lens and parts. Further, for example, the position detection result can be corrected based on the inspection result of the optical axis shift before or after the optical adjustment of the imaging optical system.

【0052】次に、位置検出装置の精度評価、すなわち
非対称な低段差パターンからなるウェハマークをデフォ
ーカス状態で検出する場合のデフォーカス量と検出精度
との関係の評価では、検査用基板に形成された第3組の
計測マークMMおよび補正マークCMを用い、複数のデ
フォーカス状態(必要に応じてフォーカス状態を含む)
において、一対の基準パターンSPの位置、計測パター
ンMPの位置、一対の補正基準パターンCSPの位置、
補正計測パターンCMPの位置を検出する。
Next, in the accuracy evaluation of the position detecting device, that is, in the evaluation of the relationship between the defocus amount and the detection accuracy when the wafer mark composed of the asymmetrical low step pattern is detected in the defocused state, it is formed on the inspection substrate. A plurality of defocus states (including a focus state as necessary) by using the measured third set of measurement marks MM and correction marks CM
In, the position of the pair of reference patterns SP, the position of the measurement pattern MP, the position of the pair of corrected reference patterns CSP,
The position of the corrected measurement pattern CMP is detected.

【0053】この場合、第3組の計測マークMMおよび
補正マークCMにおいて、基準パターンSPは明暗パタ
ーンまたは凸部と凹部との段差が比較的大きく設定され
た(たとえばλ/8以上)高段差パターンである。ここ
で、基準パターンSPは、ライン部およびスペース部が
パターンのピッチ方向に関してそれぞれ対称に形成され
た対称パターンであってもよいし、ライン部およびスペ
ース部がパターンのピッチ方向に関してそれぞれ非対称
に形成された非対称パターンであってもよい。
In this case, in the third set of measurement marks MM and correction marks CM, the reference pattern SP has a bright / dark pattern or a high step pattern in which the step between the convex portion and the concave portion is set relatively large (for example, λ / 8 or more). Is. Here, the reference pattern SP may be a symmetrical pattern in which the line portion and the space portion are formed symmetrically with respect to the pitch direction of the pattern, or the line portion and the space portion are formed asymmetrically with respect to the pitch direction of the pattern. It may be an asymmetric pattern.

【0054】また、計測パターンMPは、凸部と凹部と
の段差が比較的小さく設定され(たとえばλ/16以
下)且つライン部およびスペース部がパターンのピッチ
方向に関してそれぞれ非対称に形成された非対称低段差
パターンである。さらに、補正マークCMは、明暗パタ
ーンまたは段差パターンである。ここで、高段差パター
ンからなる基準パターンSPはパターンの非対称性の精
度評価に関して非常に鈍感なパターンであり、非対称低
段差パターンからなる計測パターンMPはパターンの非
対称性の精度評価に関して非常に敏感なパターンであ
る。
Further, in the measurement pattern MP, the step between the convex portion and the concave portion is set to be relatively small (for example, λ / 16 or less), and the line portion and the space portion are formed asymmetrically with respect to the pitch direction of the pattern. It is a step pattern. Further, the correction mark CM is a bright / dark pattern or a step pattern. Here, the reference pattern SP consisting of a high step pattern is a pattern which is very insensitive to the accuracy evaluation of the asymmetry of the pattern, and the measurement pattern MP consisting of the asymmetric low step pattern is very sensitive to the accuracy evaluation of the pattern asymmetry. It is a pattern.

【0055】こうして、位置検出装置のパターン非対称
性に関する精度評価では、各デフォーカス状態における
一対の基準パターンSPに対する計測パターンMPの相
対位置情報X1,X2(Y1,Y2)を、各デフォーカ
ス状態における一対の補正基準パターンCSPに対する
補正計測パターンCMPの相対位置情報X3,X4(Y
3,Y4)で補正する。そして、補正マークCMによっ
て補正された相対位置情報X1’(Y1’)とX2’
(Y2’)との平均値などに基づいて、位置検出装置の
精度評価を、ひいては非対称低段差パターンからなるウ
ェハマークを検出するのに適切なデフォーカス量を検査
する。
Thus, in the accuracy evaluation regarding the pattern asymmetry of the position detecting device, the relative position information X1, X2 (Y1, Y2) of the measurement pattern MP with respect to the pair of reference patterns SP in each defocus state is calculated in each defocus state. Relative position information X3, X4 (Y of the correction measurement pattern CMP with respect to the pair of correction reference patterns CSP)
3, Y4) to correct. Then, the relative position information X1 ′ (Y1 ′) and X2 ′ corrected by the correction mark CM
Based on the average value with (Y2 ′), etc., the accuracy of the position detection device is evaluated, and by extension, the defocus amount suitable for detecting the wafer mark having the asymmetric low step pattern is inspected.

【0056】また、位置検出装置の別の精度評価、すな
わち非対称な低段差パターンからなるウェハマークのパ
ターン形態と検出精度との関係の評価では、検査用基板
に形成された第4組の計測マークMMおよび補正マーク
CMと第5組の計測マークMMおよび補正マークCMと
を用い、複数のデフォーカス状態(必要に応じてフォー
カス状態を含む)において、一対の基準パターンSPの
位置、計測パターンMPの位置、一対の補正基準パター
ンCSPの位置、補正計測パターンCMPの位置を検出
する。
In another accuracy evaluation of the position detecting device, that is, in the evaluation of the relationship between the detection accuracy and the pattern form of the wafer mark composed of the asymmetric low step pattern, the fourth set of measurement marks formed on the inspection substrate is used. Using the MM and the correction mark CM and the fifth set of the measurement mark MM and the correction mark CM, the positions of the pair of reference patterns SP and the measurement pattern MP in a plurality of defocus states (including the focus state as necessary). The position, the position of the pair of correction reference patterns CSP, and the position of the correction measurement pattern CMP are detected.

【0057】この場合、第4組の計測マークMMおよび
補正マークCMと第5組の計測マークMMおよび補正マ
ークCMとは、第3組の計測マークMMおよび補正マー
クCMと基本的に同じ構造形態を有する。しかしなが
ら、第4組の計測マークMMおよび補正マークCMで
は、一例として、すべてのパターンが12μmのピッチ
を有し、且つ1:1のデューティ比(ライン部の幅とス
ペース部の幅との比)を有する。一方、第5組の計測マ
ークMMおよび補正マークCMでは、一例として、すべ
てのパターンが第4組と同様に12μmのピッチを有す
るが、且つ第4組とは異なり1:11のデューティ比
(ライン部の幅とスペース部の幅との比)を有する。
In this case, the fourth set of measurement marks MM and correction marks CM and the fifth set of measurement marks MM and correction marks CM have basically the same structural form as the third set of measurement marks MM and correction marks CM. Have. However, in the fourth set of measurement marks MM and correction marks CM, as an example, all patterns have a pitch of 12 μm and a duty ratio of 1: 1 (the ratio of the width of the line portion to the width of the space portion). Have. On the other hand, in the fifth set of measurement marks MM and correction marks CM, as an example, all the patterns have a pitch of 12 μm as in the fourth set, and unlike the fourth set, the duty ratio (line Ratio of the width of the part and the width of the space part).

【0058】こうして、ウェハマークのパターン形態に
関する精度評価では、各デフォーカス状態において第4
組の計測マークMMおよび補正マークCMを用いて検出
した一対の基準パターンSPに対する計測パターンMP
の相対位置情報X1,X2(Y1,Y2)を、一対の補
正基準パターンCSPに対する補正計測パターンCMP
の相対位置情報X3,X4(Y3,Y4)で補正する。
また、各デフォーカス状態において第5組の計測マーク
MMおよび補正マークCMを用いて検出した一対の基準
パターンSPに対する計測パターンMPの相対位置情報
X1,X2(Y1,Y2)を、一対の補正基準パターン
CSPに対する補正計測パターンCMPの相対位置情報
X3,X4(Y3,Y4)で補正する。
Thus, in the accuracy evaluation regarding the pattern form of the wafer mark, the fourth mark is obtained in each defocus state.
Measurement pattern MP for a pair of reference patterns SP detected using a set of measurement marks MM and correction marks CM
Relative position information X1, X2 (Y1, Y2) of the correction measurement pattern CMP for the pair of correction reference patterns CSP.
The relative position information X3, X4 (Y3, Y4) is corrected.
Further, in each defocus state, relative position information X1, X2 (Y1, Y2) of the measurement pattern MP with respect to the pair of reference patterns SP detected using the fifth set of measurement marks MM and correction marks CM is used as a pair of correction references. The correction is performed using the relative position information X3, X4 (Y3, Y4) of the correction measurement pattern CMP with respect to the pattern CSP.

【0059】そして、第4組の計測マークMMおよび補
正マークCMを用いて得られた補正相対位置情報X1’
(Y1’)およびX2’(Y2’)と第5組の計測マー
クMMおよび補正マークCMを用いて得られた補正相対
位置情報X1”(Y1”)およびX2”(Y2”)とに
基づいて、非対称な低段差パターンからなるウェハマー
クの適切なデューティ比(パターン形態)を検査する。
Then, the corrected relative position information X1 'obtained by using the fourth set of measurement marks MM and correction marks CM.
(Y1 ′) and X2 ′ (Y2 ′) and the corrected relative position information X1 ″ (Y1 ″) and X2 ″ (Y2 ″) obtained by using the fifth set of measurement marks MM and correction marks CM. An appropriate duty ratio (pattern form) of a wafer mark having an asymmetric low step pattern is inspected.

【0060】こうして、本実施形態の検査用基板を用い
て、たとえばコマ収差や光軸ずれや精度評価などに関し
て位置検出装置の光学状態を高精度に検査することがで
きる。その結果、本実施形態の検査方法により得られた
検査結果に基づいて光学調整または補正された高精度な
位置検出装置を用いて、投影光学系PLに対してレチク
ル(マスク)Rとウェハ(感光性基板)Wとを高精度に
位置合わせして良好な露光を行うことができる。
In this way, the optical state of the position detecting device can be inspected with high accuracy, for example, with respect to coma aberration, optical axis shift, accuracy evaluation, etc., using the inspection substrate of this embodiment. As a result, a reticle (mask) R and a wafer (photosensitive layer) are projected onto the projection optical system PL by using a highly accurate position detection device that is optically adjusted or corrected based on the inspection result obtained by the inspection method of the present embodiment. It is possible to perform excellent exposure by accurately aligning the substrate (W) with W.

【0061】特に、本実施形態の検査用基板では、計測
マークMMにおいて一対の基準パターンSPと計測パタ
ーンMPとが同じマスクを用いて転写形成されている。
したがって、一方の基準パターンSPと計測パターンM
Pとの基準距離および他方の基準パターンSPと計測パ
ターンMPとの基準距離を、設計値にしたがって高精度
に設定することができる。その結果、高精度に製造され
た検査用基板を用いて、位置検出装置の光学状態を高精
度に検査することができる。
Particularly, in the inspection substrate of this embodiment, the pair of reference patterns SP and the measurement patterns MP are transferred and formed on the measurement marks MM using the same mask.
Therefore, one of the reference pattern SP and the measurement pattern M
The reference distance from P and the reference distance between the other reference pattern SP and the measurement pattern MP can be set with high accuracy according to design values. As a result, the optical state of the position detection device can be inspected with high precision using the inspection substrate manufactured with high precision.

【0062】また、本実施形態の検査用基板では、一対
の基準パターンSPおよび計測パターンMPの全体と同
じパターンを有する補正マークCMが計測マークMMと
並列的に形成されている。したがって、一対の基準パタ
ーンSPに対する計測パターンMPの相対位置情報X
1,X2(Y1,Y2)を一対の補正基準パターンCS
Pに対する補正計測パターンCMPの相対位置情報X
3,X4(Y3,Y4)で補正することにより、たとえ
ば結像光学系のディストーションのような検査対象外の
影響を受けることなく、位置検出装置の光学状態を高精
度に検査することができる。
Further, in the inspection substrate of this embodiment, the correction mark CM having the same pattern as the pair of reference pattern SP and measurement pattern MP is formed in parallel with the measurement mark MM. Therefore, the relative position information X of the measurement pattern MP with respect to the pair of reference patterns SP
1, X2 (Y1, Y2) is a pair of correction reference patterns CS
Relative position information X of the corrected measurement pattern CMP with respect to P
By correcting with 3, 3, X4 (Y3, Y4), the optical state of the position detecting device can be inspected with high accuracy without being affected by the outside of the inspection object such as the distortion of the imaging optical system.

【0063】さらに、本実施形態の検査用基板では、計
測マークMMと補正マークCMとが同じマスクの同じパ
ターンを基板上の異なる領域に転写することにより形成
されている。したがって、転写された2つのマーク形状
は厳密に同じとなり、製造のためのマスクの描画誤差や
露光用投影光学系の収差などの影響を受けることなく、
一対の基準パターンSPと計測パターンMPとの基準距
離と一対の補正基準パターンCSPと補正計測パターン
CMPとの基準距離とを高精度に一致させることができ
る。その結果、高精度に製造された計測マークMMと補
正マークCMとを備えた検査用基板を用いて、位置検出
装置の光学状態をさらに高精度に検査することができ
る。
Further, in the inspection substrate of this embodiment, the measurement mark MM and the correction mark CM are formed by transferring the same pattern of the same mask to different regions on the substrate. Therefore, the transferred two mark shapes are exactly the same, and are not affected by the drawing error of the mask for manufacturing or the aberration of the projection optical system for exposure.
The reference distance between the pair of reference patterns SP and the measurement pattern MP and the reference distance between the pair of corrected reference patterns CSP and the corrected measurement pattern CMP can be matched with high accuracy. As a result, the optical state of the position detection device can be inspected with higher accuracy by using the inspection substrate including the measurement mark MM and the correction mark CM which are manufactured with high precision.

【0064】ところで、上述の実施形態では、検査用基
板を用いて各パターンの位置を検出した後に、結像光学
系の光軸に関して検査用基板を180度回転させた状態
で各パターンの位置を再度検出することが好ましい。こ
の方法により、検査用基板におけるパターンの製造誤差
の影響を平均化効果で低減することができ、位置検出装
置の光学状態をさらに高精度に検査することができる。
By the way, in the above-described embodiment, after the position of each pattern is detected using the inspection substrate, the position of each pattern is determined by rotating the inspection substrate 180 degrees with respect to the optical axis of the imaging optical system. It is preferable to detect again. With this method, the influence of the pattern manufacturing error on the inspection substrate can be reduced by the averaging effect, and the optical state of the position detection device can be inspected with higher accuracy.

【0065】なお、上述の実施形態では、補正マークC
Mが計測マークMMと並列的に形成された検査用基板を
用いて位置検出装置の光学状態を検査しているが、補正
マークCMは必ずしも必要ではなく、計測マークMMだ
けが形成された検査用基板を用いて位置検出装置の光学
状態を検査することもできる。この場合、一方の基準パ
ターンSPに対する計測パターンMPの相対位置情報X
1(Y1)と他方の基準パターンSPに対する計測パタ
ーンMPの相対位置情報X2(Y2)とに基づいて位置
検出装置の光学状態を検査することになる。
In the above embodiment, the correction mark C
Although the optical state of the position detecting device is inspected by using the inspection substrate in which M is formed in parallel with the measurement mark MM, the correction mark CM is not always necessary, and the inspection mark in which only the measurement mark MM is formed is used. The substrate can also be used to inspect the optical state of the position detection device. In this case, the relative position information X of the measurement pattern MP with respect to one of the reference patterns SP
1 (Y1) and the relative position information X2 (Y2) of the measurement pattern MP with respect to the other reference pattern SP are used to inspect the optical state of the position detection device.

【0066】また、上述の実施形態では、一対の基準パ
ターンSPと1つの計測パターンMPとで計測マークM
Mが形成されているが、これに限定されることなく、少
なくとも1つの基準パターンSPと少なくとも1つの計
測パターンMPとで計測マークMMを形成することもで
きる。具体的には、1つの基準パターンSPと1つの計
測パターンMPとで計測マークMMを形成してもよい
し、1つの基準パターンSPと一対の計測パターンMP
とで計測マークMMを形成してもよいし、複数の基準パ
ターンSPと複数の計測パターンMPとで計測マークM
Mを形成してもよい。また、検査用基板には、多数の種
類のマークを形成することが可能であり、より多くの計
測パターンを用いて計測することにより精度向上を果た
すことができる。
Further, in the above-described embodiment, the measurement mark M is composed of the pair of reference patterns SP and one measurement pattern MP.
Although M is formed, the present invention is not limited to this, and it is also possible to form the measurement mark MM with at least one reference pattern SP and at least one measurement pattern MP. Specifically, the measurement mark MM may be formed by one reference pattern SP and one measurement pattern MP, or one reference pattern SP and a pair of measurement patterns MP.
May form the measurement mark MM, or the plurality of reference patterns SP and the plurality of measurement patterns MP may form the measurement mark M.
M may be formed. Further, it is possible to form a large number of types of marks on the inspection substrate, and it is possible to improve accuracy by performing measurement using a larger number of measurement patterns.

【0067】次に、本実施形態にかかる検査用基板の製
造方法について説明する。図4は、高段差の基準パター
ンSPおよび低段差の計測パターンMPを同じマスクで
形成する方法を説明する図である。本実施形態において
高段差の基準パターンSPと低段差の計測パターンMP
とが形成された光軸ずれ検査用基板を同じマスクで製造
するには、図4(a)に示すように、たとえばシリコン
からなるテストウェハTW上に酸化クロム(CrO2
膜41を塗布し、酸化クロム膜41上にレジスト42a
を塗布する。なお、酸化クロム膜41に代えて、たとえ
ばチッ化シリコン(SiN)膜を用いることもできる。
Next, a method of manufacturing the inspection substrate according to this embodiment will be described. FIG. 4 is a diagram illustrating a method of forming the reference pattern SP having a high step and the measurement pattern MP having a low step with the same mask. In the present embodiment, the high step reference pattern SP and the low step measurement pattern MP
In order to manufacture the optical axis deviation inspection substrate on which is formed by using the same mask, as shown in FIG. 4A, chromium oxide (CrO 2 ) is formed on a test wafer TW made of silicon, for example.
A film 41 is applied, and a resist 42a is formed on the chromium oxide film 41.
Apply. Instead of the chromium oxide film 41, for example, a silicon nitride (SiN) film can be used.

【0068】次に、図4(b)に示すように、マスクを
用いてたとえばステッパのような露光装置により基準パ
ターンSPおよび計測パターンMPのための基本パター
ン露光を行い、レジスト42aの現像(除去)および酸
化クロム膜41のドライエッチングを行う。さらに、図
4(c)に示すように、レジスト42aを除去すること
により、酸化クロム膜41において基準パターンSPお
よび計測パターンMPのための基本パターンが形成され
る。
Next, as shown in FIG. 4B, a basic pattern exposure for the reference pattern SP and the measurement pattern MP is performed using an exposure device such as a stepper using a mask, and the resist 42a is developed (removed). ) And the chromium oxide film 41 are dry-etched. Further, as shown in FIG. 4C, by removing the resist 42a, basic patterns for the reference pattern SP and the measurement pattern MP are formed in the chromium oxide film 41.

【0069】次に、図4(d)に示すように、酸化クロ
ム膜41上にレジスト42bを塗布する。その後、図4
(e)に示すように、基準パターンSPを形成すべき基
準パターン領域だけを露光し、この基準パターン領域に
おけるレジスト42bを除去する。さらに、図4(f)
に示すように、基準パターン領域における酸化クロム膜
41をマスクとして、基準パターンSPのための凹部
(たとえば深さ150nm)43をエッチングによりテ
ストウェハTWに形成する。
Next, as shown in FIG. 4D, a resist 42b is applied on the chromium oxide film 41. After that, FIG.
As shown in (e), only the reference pattern area in which the reference pattern SP is to be formed is exposed, and the resist 42b in this reference pattern area is removed. Further, FIG. 4 (f)
As shown in FIG. 5, a recess (for example, a depth of 150 nm) 43 for the reference pattern SP is formed on the test wafer TW by etching using the chromium oxide film 41 in the reference pattern region as a mask.

【0070】次に、図4(g)に示すように、残りのレ
ジスト42を除去した後、計測パターンMPを形成すべ
き計測パターン領域における酸化クロム膜41をマスク
として計測パターンMPのための凹部(たとえば深さ8
5nm)44をエッチングによりテストウェハTWに形
成するとともに、基準パターン領域における酸化クロム
膜41をマスクとして基準パターンSPのための凹部4
3をさらに深く(たとえば深さ150+85=235n
m)エッチングする。
Next, as shown in FIG. 4G, after the remaining resist 42 is removed, the concave portion for the measurement pattern MP is formed using the chromium oxide film 41 in the measurement pattern region where the measurement pattern MP is to be formed as a mask. (For example, depth 8
5 nm) 44 is formed on the test wafer TW by etching, and the concave portion 4 for the reference pattern SP is formed using the chromium oxide film 41 in the reference pattern region as a mask.
3 deeper (eg depth 150 + 85 = 235n
m) Etch.

【0071】最後に、図4(h)に示すように、テスト
ウェハTWの表面をCMP(chemical mechanical Plan
arisation)手法により平坦化し、高段差(たとえば1
70nm)基準パターンSPおよび低段差(たとえば2
0nm)の計測パターンMPを形成する。こうして、本
実施形態の製造方法では、高段差の基準パターンSPと
低段差の計測パターンMPとが形成された光軸ずれ検査
用基板が同じマスクを用いて製造される。
Finally, as shown in FIG. 4H, the surface of the test wafer TW is subjected to CMP (chemical mechanical plan).
arisation) method to flatten the surface to obtain a high step (for example, 1
70 nm) reference pattern SP and low step (for example, 2
A measurement pattern MP of 0 nm) is formed. Thus, in the manufacturing method of the present embodiment, the optical axis deviation inspection substrate on which the high-level difference reference pattern SP and the low-level measurement pattern MP are formed is manufactured using the same mask.

【0072】図5は、明暗タイプの基準パターンSPお
よび段差タイプの計測パターンMPを同じマスクで形成
する方法を説明する図である。本実施形態において明暗
タイプの基準パターンSPと細溝段差タイプの計測パタ
ーンMPとが形成されたコマ収差検査用基板を同じマス
クで製造するには、図5(a)に示すように、テストウ
ェハTW上に酸化クロム膜51を塗布し、酸化クロム膜
51上にレジスト52aを塗布する。
FIG. 5 is a diagram for explaining a method of forming the light-dark type reference pattern SP and the step-type measurement pattern MP with the same mask. In the present embodiment, in order to manufacture the coma aberration inspection substrate on which the light-dark type reference pattern SP and the fine groove step type measurement pattern MP are formed using the same mask, as shown in FIG. A chromium oxide film 51 is applied on the TW, and a resist 52a is applied on the chromium oxide film 51.

【0073】次に、図5(b)に示すように、マスクを
用いて基準パターンSPおよび計測パターンMPのため
の基本パターン露光を行い、レジスト52aの現像(除
去)および酸化クロム膜51のドライエッチングを行
う。さらに、図5(c)に示すように、レジスト52a
を除去することにより、酸化クロム膜51において基準
パターンSPおよび計測パターンMPのための基本パタ
ーンが形成される。
Next, as shown in FIG. 5B, basic pattern exposure for the reference pattern SP and the measurement pattern MP is performed using a mask to develop (remove) the resist 52a and dry the chromium oxide film 51. Etching is performed. Further, as shown in FIG. 5C, the resist 52a
Are removed, a basic pattern for the reference pattern SP and the measurement pattern MP is formed in the chromium oxide film 51.

【0074】次に、図5(d)に示すように、酸化クロ
ム膜51上にレジスト52bを塗布する。その後、図5
(e)に示すように、計測パターンMPを形成すべき計
測パターン領域だけを露光し、この計測パターン領域に
おけるレジスト52bを除去する。さらに、図5(f)
に示すように、計測パターン領域における酸化クロム膜
51をマスクとして、計測パターンMPのための凹部5
3をエッチングによりテストウェハTWに形成する。
Next, as shown in FIG. 5D, a resist 52b is applied on the chromium oxide film 51. After that, FIG.
As shown in (e), only the measurement pattern region in which the measurement pattern MP is to be formed is exposed, and the resist 52b in this measurement pattern region is removed. Furthermore, FIG.
As shown in FIG. 5, the recess 5 for the measurement pattern MP is formed using the chromium oxide film 51 in the measurement pattern region as a mask.
3 is formed on the test wafer TW by etching.

【0075】次に、図5(g)に示すように、残りのレ
ジスト52bをマスクとして計測パターン領域における
酸化クロム膜51だけを除去する。最後に、図5(h)
に示すように、基準パターンSPを形成すべき基準パタ
ーン領域に残ったレジスト52bを除去することにより
明暗タイプの基準パターンSPがテストウェハTW上に
形成される。こうして、本実施形態の製造方法では、明
暗タイプの基準パターンSPと細溝段差タイプの計測パ
ターンMPとが形成されたコマ収差検査用基板が同じマ
スクを用いて製造される。
Next, as shown in FIG. 5G, only the chromium oxide film 51 in the measurement pattern region is removed using the remaining resist 52b as a mask. Finally, Fig. 5 (h)
As shown in FIG. 5, the light-dark type reference pattern SP is formed on the test wafer TW by removing the resist 52b remaining in the reference pattern region where the reference pattern SP is to be formed. Thus, in the manufacturing method of the present embodiment, the coma aberration inspection substrate on which the light-dark type reference pattern SP and the fine groove step type measurement pattern MP are formed is manufactured using the same mask.

【0076】図6および図7は、非対称で高段差の基準
パターンSPおよび非対称で低段差の計測パターンMP
を同じマスクで形成する方法を説明する図である。本実
施形態において非対称で高段差の基準パターンSPと非
対称で低段差の計測パターンMPとが形成された精度評
価検査用基板を同じマスクで製造するには、図6(a)
に示すように、テストウェハTW上に酸化クロム膜61
を塗布し、酸化クロム膜61上にレジスト62aを塗布
する。
FIGS. 6 and 7 show an asymmetrical high-stepped reference pattern SP and an asymmetrical low-stepped measurement pattern MP.
FIG. 6 is a diagram illustrating a method of forming the same with the same mask. In the present embodiment, in order to manufacture the substrate for accuracy evaluation inspection on which the asymmetrical high-stepped reference pattern SP and the asymmetrical low-stepped measurement pattern MP are formed using the same mask, as shown in FIG.
, The chromium oxide film 61 is formed on the test wafer TW.
And a resist 62a is applied on the chromium oxide film 61.

【0077】次に、図6(b)に示すように、マスクを
用いて基準パターンSPおよび計測パターンMPのため
の第1基本パターン露光を行い、レジスト62aの現像
(除去)および酸化クロム膜61のドライエッチングを
行う。さらに、図6(c)に示すように、レジスト62
aを除去した後に、酸化クロム膜61上にレジスト62
bを塗布する。
Next, as shown in FIG. 6B, the first basic pattern exposure for the reference pattern SP and the measurement pattern MP is performed using a mask, and the resist 62a is developed (removed) and the chromium oxide film 61 is formed. Dry etching is performed. Further, as shown in FIG.
After removing a, a resist 62 is formed on the chromium oxide film 61.
Apply b.

【0078】次に、図6(d)に示すように、計測パタ
ーンMPを形成すべき計測パターン領域だけを露光し、
この計測パターン領域におけるレジスト62bを除去す
る。さらに、図6(e)に示すように、計測パターン領
域における酸化クロム膜61をマスクとして、計測パタ
ーンMPのための凹部63をエッチングによりテストウ
ェハTWに形成する。
Next, as shown in FIG. 6D, only the measurement pattern region in which the measurement pattern MP is to be formed is exposed,
The resist 62b in this measurement pattern region is removed. Further, as shown in FIG. 6E, the recess 63 for the measurement pattern MP is formed in the test wafer TW by etching using the chromium oxide film 61 in the measurement pattern region as a mask.

【0079】次に、図6(f)に示すように、計測パタ
ーン領域において酸化クロム膜61上にレジスト62b
を塗布する。こうして、基準パターンSPを形成すべき
基準パターン領域および計測パターン領域の全体がレジ
スト62bで覆われる。さらに、図6(g)に示すよう
に、マスクを用いて基準パターンSPおよび計測パター
ンMPのための第2基本パターン露光を行い、レジスト
62bの現像(除去)および酸化クロム膜61のドライ
エッチングを行う。
Next, as shown in FIG. 6F, a resist 62b is formed on the chromium oxide film 61 in the measurement pattern area.
Apply. In this way, the reference pattern area and the measurement pattern area where the reference pattern SP is to be formed are entirely covered with the resist 62b. Further, as shown in FIG. 6G, the second basic pattern exposure for the reference pattern SP and the measurement pattern MP is performed using a mask, and the resist 62b is developed (removed) and the chromium oxide film 61 is dry-etched. To do.

【0080】次に、図7(a)に示すように、レジスト
62bを除去することにより、酸化クロム膜61におい
て基準パターンSPおよび計測パターンMPのための基
本パターンが形成される。さらに、図7(b)に示すよ
うに、酸化クロム膜61上にレジスト62cを塗布す
る。その後、図7(c)に示すように、基準パターン領
域だけを露光し、この基準パターン領域におけるレジス
ト62cを除去する。さらに、図7(d)に示すよう
に、基準パターン領域における酸化クロム膜61をマス
クとして、基準パターンMPのための凹部64および6
5をエッチングによりテストウェハTWに形成する。
Next, as shown in FIG. 7A, by removing the resist 62b, basic patterns for the reference pattern SP and the measurement pattern MP are formed in the chromium oxide film 61. Further, as shown in FIG. 7B, a resist 62c is applied on the chromium oxide film 61. After that, as shown in FIG. 7C, only the reference pattern area is exposed and the resist 62c in the reference pattern area is removed. Further, as shown in FIG. 7D, using the chromium oxide film 61 in the reference pattern region as a mask, the recesses 64 and 6 for the reference pattern MP are formed.
5 is formed on the test wafer TW by etching.

【0081】次に、図7(e)に示すように、残りのレ
ジスト62cを除去した後、計測パターン領域における
酸化クロム膜61をマスクとしたエッチングにより凹部
63を階段状の凹部66に変化させるとともに、基準パ
ターン領域における酸化クロム膜61をマスクとして凹
部64および65をさらに深くエッチングする。最後
に、図7(f)に示すように、酸化クロム膜61を除去
することにより、非対称で高段差の基準パターンSPお
よび非対称(階段状)で低段差の計測パターンMPが形
成される。
Next, as shown in FIG. 7E, after removing the remaining resist 62c, the recess 63 is changed into a stepwise recess 66 by etching using the chromium oxide film 61 in the measurement pattern region as a mask. At the same time, the recesses 64 and 65 are etched deeper using the chromium oxide film 61 in the reference pattern region as a mask. Finally, as shown in FIG. 7F, by removing the chromium oxide film 61, the asymmetric high stepped reference pattern SP and the asymmetrical (stepwise) low stepped measurement pattern MP are formed.

【0082】図8および図9は、非対称な明暗パターン
の基準パターンSPおよび非対称で低段差の計測パター
ンMPを同じマスクで形成する方法を説明する図であ
る。本実施形態において非対称な明暗パターンの基準パ
ターンSPと非対称で低段差の計測パターンMPとが形
成された精度評価検査用基板を同じマスクで製造するに
は、図8(a)に示すように、テストウェハTW上に酸
化クロム膜81を塗布し、酸化クロム膜81上にレジス
ト82aを塗布する。
FIG. 8 and FIG. 9 are views for explaining a method of forming the reference pattern SP of the asymmetric light and dark pattern and the measurement pattern MP of the asymmetric low step difference with the same mask. In the present embodiment, as shown in FIG. 8A, in order to manufacture the accuracy evaluation inspection substrate on which the asymmetrical light-dark pattern reference pattern SP and the asymmetrical low-step measurement pattern MP are formed using the same mask, as shown in FIG. A chromium oxide film 81 is applied on the test wafer TW, and a resist 82a is applied on the chromium oxide film 81.

【0083】次に、図8(b)に示すように、マスクを
用いて基準パターンSPおよび計測パターンMPのため
の第1基本パターン露光を行い、レジスト82aの現像
(除去)および酸化クロム膜81のドライエッチングを
行う。さらに、図8(c)に示すように、レジスト82
aを除去した後に、酸化クロム膜81上にレジスト82
bを塗布する。
Next, as shown in FIG. 8B, the first basic pattern exposure for the reference pattern SP and the measurement pattern MP is performed using a mask, and the resist 82a is developed (removed) and the chromium oxide film 81 is formed. Dry etching is performed. Further, as shown in FIG.
After removing a, a resist 82 is formed on the chromium oxide film 81.
Apply b.

【0084】次に、図8(d)に示すように、計測パタ
ーンMPを形成すべき計測パターン領域だけを露光し、
この計測パターン領域におけるレジスト82bを除去す
る。さらに、図8(e)に示すように、計測パターン領
域における酸化クロム膜81をマスクとして、計測パタ
ーンMPのための凹部83をエッチングによりテストウ
ェハTWに形成する。
Next, as shown in FIG. 8D, only the measurement pattern region in which the measurement pattern MP is to be formed is exposed,
The resist 82b in this measurement pattern region is removed. Further, as shown in FIG. 8E, a recess 83 for the measurement pattern MP is formed on the test wafer TW by etching using the chromium oxide film 81 in the measurement pattern region as a mask.

【0085】次に、図8(f)に示すように、計測パタ
ーン領域において酸化クロム膜81上にレジスト82b
を塗布する。こうして、基準パターンSPを形成すべき
基準パターン領域および計測パターン領域の全体がレジ
スト82bで覆われる。さらに、図8(g)に示すよう
に、マスクを用いて基準パターンSPおよび計測パター
ンMPのための第2基本パターン露光を行い、レジスト
82bの現像(除去)および酸化クロム膜81のドライ
エッチングを行う。
Next, as shown in FIG. 8F, a resist 82b is formed on the chromium oxide film 81 in the measurement pattern area.
Apply. Thus, the entire reference pattern area and the measurement pattern area where the reference pattern SP is to be formed is covered with the resist 82b. Further, as shown in FIG. 8G, the second basic pattern exposure for the reference pattern SP and the measurement pattern MP is performed using a mask, and the resist 82b is developed (removed) and the chromium oxide film 81 is dry-etched. To do.

【0086】次に、図9(a)に示すように、レジスト
82bを除去することにより、酸化クロム膜81におい
て基準パターンSPおよび計測パターンMPのための基
本パターンが形成される。さらに、図9(b)に示すよ
うに、酸化クロム膜81上にレジスト82cを塗布す
る。その後、図9(c)に示すように、計測パターン領
域だけを露光し、この計測パターン領域におけるレジス
ト82cを除去する。さらに、図9(d)に示すよう
に、計測パターン領域における酸化クロム膜81をマス
クとしたエッチングにより凹部83を階段状の凹部84
に変化させる。
Next, as shown in FIG. 9A, the resist 82b is removed to form basic patterns for the reference pattern SP and the measurement pattern MP on the chromium oxide film 81. Further, as shown in FIG. 9B, a resist 82c is applied on the chromium oxide film 81. Then, as shown in FIG. 9C, only the measurement pattern region is exposed and the resist 82c in the measurement pattern region is removed. Further, as shown in FIG. 9D, the recess 83 is stepped into a recess 84 by etching using the chromium oxide film 81 in the measurement pattern region as a mask.
Change to.

【0087】次に、図9(e)に示すように、計測パタ
ーン領域における酸化クロム膜81を除去することによ
り、計測パターン領域には非対称(階段状)で低段差の
計測パターンMPが現れる。最後に、図9(f)に示す
ように、基準パターン領域における酸化クロム膜81を
除去することにより、基準パターン領域には非対称な明
暗パターンの基準パターンSPが現れる。
Next, as shown in FIG. 9E, by removing the chromium oxide film 81 in the measurement pattern region, the measurement pattern MP having an asymmetric (stepwise) and low step appears in the measurement pattern region. Finally, as shown in FIG. 9F, the chromium oxide film 81 in the reference pattern region is removed, so that the asymmetrical bright-dark reference pattern SP appears in the reference pattern region.

【0088】図10および図11は、対称で高段差の基
準パターンSPおよび非対称で低段差の計測パターンM
Pを同じマスクで形成する方法を説明する図である。本
実施形態において対称で高段差の基準パターンSPと非
対称で低段差の計測パターンMPとが形成された精度評
価検査用基板を同じマスクで製造するには、図10
(a)に示すように、たとえばシリコン(Si)からな
るテストウェハTW上に窒化シリコン(SiNx)91
を塗布し、窒化シリコン膜91上にレジスト92を塗布
する。
FIG. 10 and FIG. 11 show a symmetrical and high stepped reference pattern SP and an asymmetrical low stepped measurement pattern M.
It is a figure explaining the method of forming P with the same mask. In the present embodiment, in order to manufacture the substrate for accuracy evaluation inspection on which the reference pattern SP having the symmetric high step and the measurement pattern MP having the asymmetric low step are formed using the same mask, FIG.
As shown in (a), silicon nitride (SiNx) 91 is formed on a test wafer TW made of, for example, silicon (Si).
And a resist 92 is applied on the silicon nitride film 91.

【0089】次に、図10(b)に示すように、マスク
を用いてたとえばステッパのような露光装置により基準
パターンSPおよび計測パターンMPのための基本パタ
ーン露光を行い、レジスト92の現像を行うとともに、
および窒化シリコン膜91のドライエッチングをテスト
ウェハTWの上部まで行う。さらに、レジスト92を除
去することにより、窒化シリコン膜91およびテストウ
ェハTWの上部において、基準パターンSPおよび計測
パターンMPのための基本パターンが形成される。
Next, as shown in FIG. 10B, a mask is used to perform basic pattern exposure for the reference pattern SP and the measurement pattern MP by an exposure device such as a stepper, and the resist 92 is developed. With
Then, dry etching of the silicon nitride film 91 is performed up to the upper portion of the test wafer TW. Further, by removing the resist 92, basic patterns for the reference pattern SP and the measurement pattern MP are formed on the silicon nitride film 91 and the test wafer TW.

【0090】次に、図10(c)に示すように、窒化シ
リコン膜91およびテストウェハTWの上部に形成され
たパターン部分に酸化シリコン(SiO2)を埋め込む
とともに、窒化シリコン膜91の上に酸化シリコン膜9
3を形成する。さらに、図10(d)に示すように、窒
化シリコン膜91の表面が見えるまで、酸化シリコン膜
93をCMP手法により平坦化する。そして、図10
(e)に示すように、窒化シリコン膜91を剥離する。
Next, as shown in FIG. 10C, silicon oxide (SiO 2 ) is embedded in the pattern portion formed on the silicon nitride film 91 and the test wafer TW, and the silicon nitride film 91 is formed on the pattern portion. Silicon oxide film 9
3 is formed. Further, as shown in FIG. 10D, the silicon oxide film 93 is planarized by the CMP method until the surface of the silicon nitride film 91 is visible. And FIG.
As shown in (e), the silicon nitride film 91 is peeled off.

【0091】次いで、図10(f)に示すように、テス
トウェハTWおよび酸化シリコン膜93上に、ポリシリ
コン(PolySi)膜94を形成する。さらに、ポリシリコ
ン(PolySi)膜94上に、タングステンシリサイド(W
Si)膜95を形成する。最後に、基準パターン領域に
おいて、ポリシリコン膜94およびタングステンシリサ
イド膜95を剥離する。
Next, as shown in FIG. 10F, a polysilicon (PolySi) film 94 is formed on the test wafer TW and the silicon oxide film 93. Further, on the polysilicon (PolySi) film 94, tungsten silicide (W
Si) film 95 is formed. Finally, in the reference pattern region, the polysilicon film 94 and the tungsten silicide film 95 are peeled off.

【0092】酸化シリコン膜93は光透過性を有するた
め、基準パターン領域にはドライエッチングによりテス
トウェハTWの上部に形成された凹凸パターンによって
規定される対称な高段差パターンとしての基準パターン
SPが得られる。一方、タングステンシリサイド膜95
は光透過性を有しないため、計測パターン領域にはタン
グステンシリサイド膜95の表面に形成された凹凸パタ
ーンが得られることになる。ここで、酸化シリコン膜9
3の表面はCMP手法により非対称に変形しており、タ
ングステンシリサイド膜95の表面に形成される凹凸パ
ターンも非対称になるので、結果として計測パターン領
域には非対称な低段差パターンとしての計測パターンM
Pが得られる。
Since the silicon oxide film 93 has a light-transmitting property, a reference pattern SP as a symmetrical high step pattern defined by the concavo-convex pattern formed on the upper portion of the test wafer TW is obtained in the reference pattern region by dry etching. To be On the other hand, the tungsten silicide film 95
Has no light transmission property, so that an uneven pattern formed on the surface of the tungsten silicide film 95 is obtained in the measurement pattern region. Here, the silicon oxide film 9
The surface of No. 3 is asymmetrically deformed by the CMP method, and the concavo-convex pattern formed on the surface of the tungsten silicide film 95 is also asymmetrical. As a result, the measurement pattern M as an asymmetrical low step pattern is asymmetrical in the measurement pattern area.
P is obtained.

【0093】なお、図10ではポリシリコン膜94上に
不透明膜としてのタングステンシリサイド膜95を形成
しているが、図11に示すようにタングステンシリサイ
ド膜95を用いない変形例も可能である。図11の変形
例は、ポリシリコン膜94が不透明膜として機能する比
較的小さい波長の照明光(たとえば530nm〜700
nm)に対して有効である。
Although the tungsten silicide film 95 as an opaque film is formed on the polysilicon film 94 in FIG. 10, a modification in which the tungsten silicide film 95 is not used as shown in FIG. 11 is also possible. In the modification of FIG. 11, the polysilicon film 94 functions as an opaque film, and illumination light of a relatively small wavelength (for example, 530 nm to 700).
nm) is effective.

【0094】なお、上述の実施形態では、ウェハマーク
を落射照明しているが、これに限定されることなく、ウ
ェハマークを透過照明する位置検出装置に本発明を適用
することもできる。また、上述の実施形態では、X方向
マーク検出とY方向マーク検出とにそれぞれ別のCCD
を用いているが、1つのCCDでX方向マーク検出とY
方向マーク検出との双方を行ってもよい。
Although the wafer mark is epi-illuminated in the above-described embodiment, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to a position detecting device that transmits and illuminates the wafer mark. Further, in the above-described embodiment, different CCDs are used for the X-direction mark detection and the Y-direction mark detection.
Is used, but one CCD detects X direction mark and Y
Both the direction mark detection and the direction mark detection may be performed.

【0095】また、上述の実施形態では、ウェハマーク
からの光に基づいてその像を形成する結像光学系を備え
た位置検出装置に対して本発明を適用しているが、これ
に限定されることなく、一般的にウェハマークからの光
を導く光学系を備えた位置検出装置に対しても本発明を
適用することもできる。
Further, in the above-mentioned embodiment, the present invention is applied to the position detecting device provided with the image forming optical system for forming the image based on the light from the wafer mark, but the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to a position detection device that is generally provided with an optical system that guides light from a wafer mark.

【0096】また、上述の実施形態にかかる露光装置で
は、露光用照明光として波長が100nm以上の紫外
光、例えばg線、i線、及びKrFエキシマレーザなど
の遠紫外(DUV)光、ArFエキシマレーザ、及びF
2レーザ(波長157nm)などの真空紫外(VUV)
光を用いることができる。なお、エキシマレーザの代わ
りに、例えば波長248nm、193nm、157nm
のいずれかに発振スペクトルを持つYAGレーザなどの
固体レーザの高調波を用いるようにしてもよい。また、
DFB半導体レーザ又はファイバーレーザから発振され
る赤外域、又は可視域の単一波長レーザを、例えばエル
ビウム(又はエルビウムとイットリビウムの両方)がド
ープされたファイバーアンプで増幅し、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。
Further, in the exposure apparatus according to the above-described embodiment, ultraviolet light having a wavelength of 100 nm or more, such as g-line, i-line, and deep-ultraviolet (DUV) light such as KrF excimer laser, ArF excimer is used as the illumination light for exposure. Laser and F
Vacuum ultraviolet (VUV) such as 2 lasers (wavelength 157 nm)
Light can be used. Note that instead of the excimer laser, for example, wavelengths of 248 nm, 193 nm, 157 nm
Alternatively, a harmonic of a solid-state laser such as a YAG laser having an oscillation spectrum may be used. Also,
A single-wavelength laser in the infrared or visible range emitted from a DFB semiconductor laser or a fiber laser is amplified by a fiber amplifier doped with erbium (or both erbium and ytterbium), and is then irradiated with ultraviolet light using a nonlinear optical crystal. A harmonic wave whose wavelength is converted to light may be used.

【0097】さて、上記実施形態では露光用照明光の波
長が100nm以上に限定されないことは勿論である。
例えば、70nm以下のパターンを露光するために、S
ORやプラズマレーザを光源として、軟X線領域(例え
ば5〜15nmの波長域)のEUV(Extreme Ultra Vio
let)光を発生させるとともに、その露光波長(例えば1
3.5nm)の基で設計されたオール反射縮小光学系、
及び反射型マスクを用いたEUV露光装置の開発が行な
われている。この装置においては、円弧照明を用いてマ
スクとウェハとを同期走査してスキャン露光する構成が
考えられるので、かかる装置も本発明の適用範囲に含ま
れるものである。なお、EUV露光装置などでは、チャ
ンバー内が真空になることをも想定してステージの駆動
系を磁気浮上型リニアアクチュエータとし、チャック系
にも静電吸着方式を用いることが好ましいが、露光波長
が100nm以上の光露光装置に於いては、エアフロー
によるステージ駆動系や吸着にバキュームを用いても構
わない。
Of course, in the above embodiment, the wavelength of the exposure illumination light is not limited to 100 nm or more.
For example, to expose a pattern of 70 nm or less, S
EUV (Extreme Ultra Vio) in the soft X-ray region (for example, a wavelength region of 5 to 15 nm) using an OR or a plasma laser as a light source.
let) light is generated and its exposure wavelength (for example, 1
3.5 nm) based on all reflection reduction optical system,
Further, an EUV exposure apparatus using a reflective mask has been developed. In this apparatus, it is conceivable that the mask and the wafer are synchronously scanned and exposed by scanning using arc illumination, and such an apparatus is also included in the scope of application of the present invention. In an EUV exposure apparatus or the like, it is preferable that the stage drive system is a magnetic levitation linear actuator and the chuck system also uses an electrostatic adsorption method, assuming that the chamber is evacuated. In an optical exposure apparatus of 100 nm or more, a vacuum may be used for the stage drive system or suction by airflow.

【0098】ところで、投影光学系は縮小系だけでなく
等倍系、又は拡大系(例えば液晶ブィスプレイ製造用露
光装置など)を用いても良い。また、プロキシミティ方
式の走査型露光装置、例えばX線が照射される円弧状照
明領域に対してマスクとウェハとを一体に相対移動する
X線露光装置などにも本発明を適用できる。また、上述
のような放射光の代わりに、電子線を用いてパターン転
写を行うEB(エレクトロン・ビーム)露光装置などに
も本発明を適用できる。さらに、半導体素子の製造に用
いられる露光装置だけでなく、液晶表示素子などを含む
ディスプレイの製造に用いられる、デバイスパターンを
ガラスプレート上に転写する露光装置、薄膜磁気ヘッド
の製造に用いられる、デバイスパターンをセラミックウ
ェハ上に転写する露光装置、撮像素子(CCDなど)の
製造に用いられる露光装置などにも本発明を適用するこ
とができる。また、レチクル、又はマスクを製造するた
めに、ガラス基板、又はシリコンウェハなどに回路パタ
ーンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。
By the way, as the projection optical system, not only a reduction system but also a unity magnification system or an enlargement system (for example, an exposure apparatus for manufacturing a liquid crystal display) may be used. Further, the present invention can be applied to a proximity type scanning exposure apparatus, such as an X-ray exposure apparatus that moves a mask and a wafer integrally relative to an arcuate illumination region where X-rays are irradiated. Further, the present invention can be applied to an EB (electron beam) exposure apparatus that performs pattern transfer using an electron beam instead of the above-described radiant light. Further, not only an exposure apparatus used for manufacturing a semiconductor element, but also an exposure apparatus for transferring a device pattern onto a glass plate, which is used for manufacturing a display including a liquid crystal display element, and a device used for manufacturing a thin film magnetic head. The present invention can be applied to an exposure device that transfers a pattern onto a ceramic wafer, an exposure device that is used for manufacturing an image pickup device (CCD, etc.), and the like. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern onto a glass substrate, a silicon wafer, or the like in order to manufacture a reticle or a mask.

【0099】さらに、上述の実施形態では、露光装置に
おける感光性基板の位置検出を行っているが、これに限
定されることなく、位置検出すべき一般的な物体に形成
された物体マークの位置検出、たとえば特開平6−58
730号公報、特開平7−71918号公報、特開平1
0−122814号公報、特開平10−122820号
公報、および特開2000−258119号公報などに
開示される重ね合わせ精度測定装置やパターン間寸法測
定装置に本発明を適用することもできる。
Further, although the position of the photosensitive substrate in the exposure apparatus is detected in the above-described embodiment, the position of the object mark formed on a general object to be detected is not limited to this. Detection, for example, JP-A-6-58
730, JP-A-7-71918, and JP-A-1
The present invention can also be applied to the overlay accuracy measuring device and the inter-pattern dimension measuring device disclosed in, for example, 0-1222814, JP-A-10-122820, and JP-A-2000-258119.

【0100】[0100]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の検査用基
板では、互いに異なる構造形態を有する第1パターンと
第2パターンとが同じマスクを用いて形成されているの
で、第1パターンと第2パターンとの基準距離を設計値
にしたがって高精度に設定することができる。その結
果、高精度に製造された検査用基板を用いて、たとえば
コマ収差や光軸ずれや精度評価などに関して位置検出装
置の光学状態を高精度に検査することができる。
As described above, in the inspection substrate of the present invention, since the first pattern and the second pattern having different structural forms are formed using the same mask, the first pattern and the second pattern are formed. The reference distance between the two patterns can be set with high accuracy according to the design value. As a result, it is possible to highly accurately inspect the optical state of the position detection device with respect to, for example, coma aberration, optical axis shift, accuracy evaluation, and the like, using the inspection substrate manufactured with high accuracy.

【0101】また、本発明の検査用基板では、互いに異
なる構造形態を有する第1パターンおよび第2パターン
に加えて、第1パターンおよび第2パターンの全体と同
じパターンを有する補正パターンが形成されている。そ
の結果、第1パターンに対する第2パターンの相対位置
情報を補正パターンの相対位置情報で補正することによ
り、たとえば位置検出装置の光学系のディストーション
のような検査対象外の影響を受けることなく、位置検出
装置の光学状態を高精度に検査することができる。
Further, in the inspection substrate of the present invention, in addition to the first pattern and the second pattern having different structural forms, a correction pattern having the same pattern as the entire first pattern and the second pattern is formed. There is. As a result, by correcting the relative position information of the second pattern with respect to the first pattern with the relative position information of the correction pattern, the position can be detected without being affected by the non-inspection object such as the distortion of the optical system of the position detecting device. The optical state of the detection device can be inspected with high accuracy.

【0102】こうして、本発明の検査方法により得られ
た検査結果に基づいて光学調整または補正された高精度
な位置検出装置を用いて、投影光学系に対してマスクと
感光性基板とを高精度に位置合わせして良好な露光を行
うことができる。
As described above, the mask and the photosensitive substrate are highly accurately arranged with respect to the projection optical system by using the highly accurate position detecting device which is optically adjusted or corrected based on the inspection result obtained by the inspection method of the present invention. Good exposure can be performed by aligning with.

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

【図1】本発明の実施形態にかかる検査用基板を用いた
光学状態の検査対象である位置検出装置を備えた露光装
置の構成を概略的に示す図である。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an exposure apparatus including a position detection device that is an inspection target in an optical state using an inspection substrate according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の位置検出装置により位置検出すべき物体
であるウェハに形成されたウェハマークの構成を模式的
に示す図である。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a structure of a wafer mark formed on a wafer which is an object whose position is to be detected by the position detecting device shown in FIG.

【図3】本実施形態の検査用基板に形成されたパターン
の基本構成を概略的に示す図である。
FIG. 3 is a diagram schematically showing a basic structure of a pattern formed on the inspection substrate of the present embodiment.

【図4】高段差の基準パターンSPおよび低段差の計測
パターンMPを同じマスクで形成する方法を説明する図
である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a method of forming a high-level reference pattern SP and a low-level measurement pattern MP with the same mask.

【図5】明暗タイプの基準パターンSPおよび細溝段差
タイプの計測パターンMPを同じマスクで形成する方法
を説明する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a method of forming a light-dark type reference pattern SP and a fine groove step type measurement pattern MP with the same mask.

【図6】非対称で高段差の基準パターンSPおよび非対
称で低段差の計測パターンMPを同じマスクで形成する
方法を説明する第1の図である。
FIG. 6 is a first diagram illustrating a method of forming a reference pattern SP having an asymmetric high step and a measurement pattern MP having an asymmetric low step with the same mask.

【図7】非対称で高段差の基準パターンSPおよび非対
称で低段差の計測パターンMPを同じマスクで形成する
方法を説明する第2の図である。
FIG. 7 is a second diagram illustrating a method of forming a reference pattern SP having an asymmetric high step and a measurement pattern MP having an asymmetric low step with the same mask.

【図8】非対称な明暗パターンの基準パターンSPおよ
び非対称で低段差の計測パターンMPを同じマスクで形
成する方法を説明する第1の図である。
FIG. 8 is a first diagram illustrating a method of forming a reference pattern SP of an asymmetric light and dark pattern and a measurement pattern MP of an asymmetric low step difference with the same mask.

【図9】非対称な明暗パターンの基準パターンSPおよ
び非対称で低段差の計測パターンMPを同じマスクで形
成する方法を説明する第2の図である。
FIG. 9 is a second diagram illustrating a method of forming a reference pattern SP having an asymmetric light-dark pattern and a measurement pattern MP having an asymmetric low step with the same mask.

【図10】対称で高段差の基準パターンSPおよび非対
称で低段差の計測パターンMPを同じマスクで形成する
第1の方法を説明する図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a first method of forming a symmetric, high-level reference pattern SP and an asymmetric, low-level measurement pattern MP with the same mask.

【図11】対称で高段差の基準パターンSPおよび非対
称で低段差の計測パターンMPを同じマスクで形成する
第2の方法を説明する図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a second method of forming a reference pattern SP having a symmetric high step and a measurement pattern MP having an asymmetric low step with the same mask.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ハロゲンランプ 2 ライトガイド 3 照明開口絞り 5 照明視野絞り 7 ハーフプリズム 8 第1対物レンズ 9 反射プリズム 10 第2対物レンズ 11 指標板 14 XY分岐ハーフプリズム 15,16 CCD 17 結像開口絞り 18 信号処理系 30 レチクルステージ 31 ウェハホルダ 32 Zステージ 33 XYステージ 34 ステージ制御系 35 主制御系 36 キーボード SP 基準パターン MP 計測パターン MM 計測マーク CM 補正マーク IL 露光用照明系 R レチクル PA パターン領域 PL 投影光学系 W ウェハ WM ウェハマーク 1 halogen lamp 2 light guide 3 Illumination aperture stop 5 Illumination field diaphragm 7 Half prism 8 First objective lens 9 Reflective prism 10 Second objective lens 11 Indicator board 14 XY branch half prism 15,16 CCD 17 Imaging aperture stop 18 Signal processing system 30 reticle stage 31 Wafer holder 32 Z stage 33 XY stage 34 Stage control system 35 Main control system 36 keyboard SP reference pattern MP measurement pattern MM measurement mark CM correction mark Illumination system for exposure R reticle PA pattern area PL projection optical system W wafer WM wafer mark

Claims (23)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 位置検出装置の光学状態を検査するため
に用いられる検査用基板の製造方法において、 前記検査用基板は、第1の構造形態を有する第1パター
ンと、前記第1の構造形態とは異なる第2の構造形態を
有する第2パターンとを備え、 前記第1パターンと前記第2パターンとを同じマスクを
用いて形成することを特徴とする検査用基板の製造方
法。
1. A method of manufacturing an inspection substrate used for inspecting an optical state of a position detection device, wherein the inspection substrate has a first pattern having a first structural form, and the first structural form. And a second pattern having a second structural form different from the above, wherein the first pattern and the second pattern are formed using the same mask.
【請求項2】 前記検査用基板は、前記第1パターンお
よび前記第2パターンの全体と同じパターンを有する補
正パターンをさらに備え、 前記補正パターンは、前記同じマスクを用いて形成され
ることを特徴とする請求項1に記載の検査用基板の製造
方法。
2. The inspection substrate further comprises a correction pattern having the same pattern as the entire first pattern and the second pattern, and the correction pattern is formed using the same mask. The method for manufacturing an inspection substrate according to claim 1.
【請求項3】 請求項1または2に記載の製造方法にし
たがって製造されたことを特徴とする検査用基板。
3. An inspection substrate manufactured by the manufacturing method according to claim 1.
【請求項4】 前記第1パターンは段差パターンであ
り、前記第2パターンは明暗パターンであることを特徴
とする請求項3に記載の検査用基板。
4. The inspection board according to claim 3, wherein the first pattern is a step pattern, and the second pattern is a light-dark pattern.
【請求項5】 前記第1パターンは、ライン部およびス
ペース部がパターンのピッチ方向に関してそれぞれ対称
に形成された対称パターンであり、 前記第2パターンは、ライン部およびスペース部がパタ
ーンのピッチ方向に関してそれぞれ非対称に形成された
非対称パターンであることを特徴とする請求項3に記載
の検査用基板。
5. The first pattern is a symmetric pattern in which a line portion and a space portion are formed symmetrically with respect to a pitch direction of the pattern, and the second pattern has a line portion and a space portion with respect to the pitch direction of the pattern. The inspection board according to claim 3, wherein each of the inspection boards has an asymmetric pattern formed asymmetrically.
【請求項6】 前記第1パターンは、凸部と凹部との段
差が比較的大きく設定された高段差パターンであり、 前記第2パターンは、凸部と凹部との段差が比較的小さ
く設定された低段差パターンであることを特徴とする請
求項3に記載の検査用基板。
6. The first pattern is a high step pattern in which the step between the protrusion and the recess is set relatively large, and the second pattern is set in the step where the step between the protrusion and the recess is relatively small. The inspection substrate according to claim 3, wherein the inspection substrate has a low step pattern.
【請求項7】 位置検出装置の光学状態を検査するため
に用いられる検査用基板において、 第1の構造形態を有する第1パターンと、 前記第1の構造形態とは異なる第2の構造形態を有する
第2パターンと、 前記第1パターンおよび前記第2パターンの全体と同じ
パターンを有する補正パターンとを備えていることを特
徴とする検査用基板。
7. An inspection board used for inspecting an optical state of a position detection device, comprising: a first pattern having a first structural form; and a second structural form different from the first structural form. An inspecting substrate, comprising: a second pattern having the same; and a correction pattern having the same pattern as the entire first pattern and the second pattern.
【請求項8】 前記第1パターンは段差パターンであ
り、前記第2パターンは明暗パターンであり、前記補正
パターンは段差パターンまたは明暗パターンであること
を特徴とする請求項7に記載の検査用基板。
8. The inspection substrate according to claim 7, wherein the first pattern is a step pattern, the second pattern is a light-dark pattern, and the correction pattern is a step pattern or a light-dark pattern. .
【請求項9】 前記第1パターンは、ライン部およびス
ペース部がパターンのピッチ方向に関してそれぞれ対称
に形成された対称パターンであり、 前記第2パターンは、ライン部およびスペース部がパタ
ーンのピッチ方向に関してそれぞれ非対称に形成された
非対称パターンであり、 前記補正パターンは、ライン部およびスペース部がパタ
ーンのピッチ方向に関してそれぞれ対称に形成された段
差パターンまたは明暗パターンであることを特徴とする
請求項7に記載の検査用基板。
9. The first pattern is a symmetrical pattern in which line portions and space portions are formed symmetrically with respect to the pitch direction of the pattern, and in the second pattern, line portions and space portions are related to the pitch direction of the pattern. The asymmetric pattern formed asymmetrically, respectively, and the correction pattern is a step pattern or a light-dark pattern in which the line portion and the space portion are formed symmetrically with respect to the pitch direction of the pattern, respectively. Inspection board.
【請求項10】 前記第1パターンは、凸部と凹部との
段差が比較的大きく設定された高段差パターンであり、 前記第2パターンは、凸部と凹部との段差が比較的小さ
く設定された低段差パターンであり、 前記補正パターンは、凸部と凹部との段差が所定の大き
さに設定された段差パターンであることを特徴とする請
求項7に記載の検査用基板。
10. The first pattern is a high step pattern in which the step between the protrusion and the recess is set relatively large, and the second pattern is set in the step where the step between the protrusion and the recess is relatively small. The inspection board according to claim 7, wherein the correction pattern is a step pattern in which the step between the convex portion and the concave portion is set to a predetermined size.
【請求項11】 前記第1パターンと前記第2パターン
とは同じマスクを用いた露光によって同時に形成されて
いることを特徴とする請求項7乃至10のいずれか1項
に記載の検査用基板。
11. The inspection substrate according to claim 7, wherein the first pattern and the second pattern are simultaneously formed by exposure using the same mask.
【請求項12】 前記補正パターンは、前記第1パター
ンおよび前記第2パターンが形成されている前記検査用
基板上の領域とは異なる領域に、前記同じマスクを用い
て前記露光とは異なる露光によって形成されていること
を特徴とする請求項11に記載の検査用基板。
12. The correction pattern is formed on a region different from the region on the inspection substrate on which the first pattern and the second pattern are formed by an exposure different from the exposure using the same mask. The inspection substrate according to claim 11, wherein the inspection substrate is formed.
【請求項13】 位置検出装置の光学状態を検査する方
法において、 請求項3乃至6のいずれか1項に記載の検査用基板を用
いて前記位置検出装置により前記第1パターンの位置お
よび前記第2パターンの位置を検出する検出工程と、 前記検出工程で検出した前記第1パターンの位置と前記
第2パターンの位置との相対関係に基づいて前記位置検
出装置の光学状態を検査する検査工程とを含むことを特
徴とする検査方法。
13. A method for inspecting an optical state of a position detecting device, wherein the position of the first pattern and the first pattern are detected by the position detecting device using the inspection substrate according to any one of claims 3 to 6. A detection step of detecting the positions of the two patterns; and an inspection step of inspecting the optical state of the position detection device based on the relative relationship between the positions of the first pattern and the positions of the second pattern detected in the detection step. An inspection method comprising:
【請求項14】 位置検出装置の光学状態を検査する方
法において、 請求項7乃至12のいずれか1項に記載の検査用基板を
用いて前記位置検出装置により前記第1パターンの位
置、前記第2パターンの位置、前記補正パターンのうち
の前記第1パターンに対応する第1補正パターンの位
置、前記補正パターンのうちの前記第2パターンに対応
する第2補正パターンの位置を検出する検出工程と、 前記検出工程で検出した前記第1パターンの位置と前記
第2パターンの位置との相対関係、および前記検出工程
で検出した前記第1補正パターンの位置と前記第2補正
パターンの位置との相対関係に基づいて前記位置検出装
置の光学状態を検査する検査工程とを含むことを特徴と
する検査方法。
14. A method for inspecting an optical state of a position detecting device, comprising: using the inspection substrate according to claim 7, the position detecting device using the inspection substrate; A detection step of detecting the positions of two patterns, the position of the first correction pattern corresponding to the first pattern of the correction patterns, and the position of the second correction pattern corresponding to the second pattern of the correction patterns; A relative relationship between the position of the first pattern and the position of the second pattern detected in the detecting step, and a relative relationship between the position of the first correction pattern and the position of the second correction pattern detected in the detecting step. An inspection step of inspecting an optical state of the position detection device based on a relationship.
【請求項15】 前記検出工程は、前記位置検出装置の
光学系に対する複数のデフォーカス状態において各パタ
ーンの位置を検出する工程を含み、 前記検査工程は、各デフォーカス状態において検出した
各パターンの位置に基づいて前記位置検出装置の光学状
態を検査する工程を含むことを特徴とする請求項13ま
たは14に記載の検査方法。
15. The detecting step includes a step of detecting the position of each pattern in a plurality of defocus states with respect to the optical system of the position detecting device, and the inspecting step includes a step of detecting each pattern in each defocus state. The inspection method according to claim 13 or 14, comprising a step of inspecting an optical state of the position detection device based on a position.
【請求項16】 前記検出工程は、第1の向きに設定さ
れた前記検査用基板を用いて各パターンの位置を検出す
る第1検出工程と、前記位置検出装置の光学系の光軸に
関して前記第1の向きから180度回転した第2の向き
に設定された前記検査用基板を用いて各パターンの位置
を検出する第2検出工程とを含み、 前記検査工程は、前記第1検出工程で検出した各パター
ンの位置と前記第2検出工程で検出した各パターンの位
置とに基づいて前記位置検出装置の光学状態を検査する
工程を含むことを特徴とする請求項13乃至15のいず
れか1項に記載の検査方法。
16. The first detecting step of detecting the position of each pattern using the inspection substrate set in a first direction, and the detecting step with respect to an optical axis of an optical system of the position detecting device. A second detection step of detecting the position of each pattern using the inspection substrate set in a second orientation that is rotated by 180 degrees from the first orientation, wherein the inspection step is the first detection step. 16. The method according to claim 13, further comprising a step of inspecting an optical state of the position detecting device based on the detected position of each pattern and the position of each pattern detected in the second detecting step. Inspection method described in paragraph.
【請求項17】 前記位置検出装置における光学系のコ
マ収差の検査に際して、 前記検出工程は、パターンのピッチ方向に沿って凹部の
幅が凸部の幅よりも実質的に小さい段差パターンを有す
る前記第1パターンと明暗パターンを有する前記第2パ
ターンとを備えた前記検査用基板を用いて各パターンの
位置を検出する工程を含むことを特徴とする請求項13
乃至16のいずれか1項に記載の検査方法。
17. In the inspection of the coma aberration of the optical system in the position detecting device, the detecting step has a step pattern in which the width of the concave portion is substantially smaller than the width of the convex portion along the pitch direction of the pattern. 14. The step of detecting the position of each pattern using the inspection substrate having the first pattern and the second pattern having a bright-dark pattern.
17. The inspection method according to any one of 1 to 16.
【請求項18】 前記位置検出装置における光学系の光
軸に対する結像開口絞りの光軸ずれの検査に際して、 前記検出工程は、凸部と凹部との段差が比較的大きく設
定された高段差パターンを有する前記第1パターンと、
凸部と凹部との段差が比較的小さく設定された低段差パ
ターンを有する前記第2パターンとを備えた前記検査用
基板を用いて各パターンの位置を検出する工程を含むこ
とを特徴とする請求項13乃至16のいずれか1項に記
載の検査方法。
18. A high step pattern in which the step between the convex portion and the concave portion is set to be relatively large in the inspection of the optical axis shift of the imaging aperture stop with respect to the optical axis of the optical system in the position detecting device. The first pattern having
A step of detecting a position of each pattern using the inspection substrate having the second pattern having a low step pattern in which a step between the convex portion and the concave portion is set to be relatively small is included. Item 17. The inspection method according to any one of Items 13 to 16.
【請求項19】 前記位置検出装置の精度評価に際し
て、 前記検出工程は、凸部と凹部との段差が比較的大きく設
定された高段差パターンまたは明暗パターンを有する前
記第1パターンと、凸部と凹部との段差が比較的小さく
設定され且つライン部およびスペース部がパターンのピ
ッチ方向に関してそれぞれ非対称に形成された低段差非
対称パターンを有する前記第2パターンとを備えた前記
検査用基板を用いて各パターンの位置を検出する工程を
含むことを特徴とする請求項13乃至16のいずれか1
項に記載の検査方法。
19. In the accuracy evaluation of the position detecting device, in the detecting step, the first pattern having a high step pattern or a bright / dark pattern in which the step between the convex portion and the concave portion is set to be relatively large, and the convex portion Each of the inspection substrates is provided with the second pattern having a low step asymmetric pattern in which the step difference from the recess is set to be relatively small and the line and space portions are formed asymmetrically with respect to the pitch direction of the pattern. 17. The method according to claim 13, further comprising the step of detecting the position of the pattern.
Inspection method described in paragraph.
【請求項20】 請求項13乃至19のいずれか1項に
記載の検査方法により得られた検査結果に基づいて光学
調整された光学系を備えていることを特徴とする位置検
出装置。
20. A position detecting device comprising an optical system which is optically adjusted based on an inspection result obtained by the inspection method according to any one of claims 13 to 19.
【請求項21】 請求項13乃至19のいずれか1項に
記載の検査方法により得られた検査結果に基づいて位置
検出結果を補正することを特徴とする位置検出装置。
21. A position detection device, which corrects a position detection result based on an inspection result obtained by the inspection method according to claim 13.
【請求項22】 マスク上に形成された所定のパターン
を感光性基板上に転写するための露光装置において、 前記感光性基板の位置を検出するための請求項20また
は21に記載の位置検出装置を備えていることを特徴と
する露光装置。
22. The position detecting device according to claim 20, wherein the position detecting device detects the position of the photosensitive substrate in an exposure device for transferring a predetermined pattern formed on a mask onto the photosensitive substrate. An exposure apparatus comprising:
【請求項23】 マスク上に形成された所定のパターン
を感光性基板上に転写するための露光方法において、 請求項20または21に記載の位置検出装置を用いて、
前記感光性基板の位置を検出することを特徴とする露光
方法。
23. An exposure method for transferring a predetermined pattern formed on a mask onto a photosensitive substrate, using the position detecting device according to claim 20 or 21.
An exposure method comprising detecting the position of the photosensitive substrate.
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