JP2004071780A - Method for fabricating projection optical system and aligner - Google Patents

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JP2004071780A
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optical system
aberration
projection optical
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center wavelength
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JP2002228157A
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Takashi Fujitsuka
藤塚 隆志
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for fabricating a projection optical system capable of adjusting the lens aberration to the optimums by using projection lens image performance prediction considering the changes in image characteristics caused by deviation in the band-pass filter central wavelength, and to provide an aligner using the method. <P>SOLUTION: In an aligner having this projection optical system, a circuit pattern is projected onto a photosensitive substrate by an illuminating optical system that illuminates the circuit pattern with light from a light source having a plurality of emission spectra. The illuminating optical system has a band-pass filter that transmits only one bright line spectrum out of the emission spectra of the light source, and is capable of adjusting the aberration in the projection optical system in correspondence to the central wavelength of the band-pass filter. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、露光光にバンド幅のある輝線を用い、その露光光の狭帯域化のためバンドパスフィルターを用いる半導体及び液晶を製造する露光装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の露光装置の投影レンズは、波面収差測定器によるレンズの波面収差データと、投影レンズを搭載した実験装置において回路パターンを縮小又は等倍とし感光基板上に焼き付け、かかるパターンを転写した像の結像性能をSEMにより評価する(以下、この方法を「像性能焼き」と呼ぶ)ことで、投影レンズの性能を把握し、その情報を基にレンズの間隔、偏心、回し等の調整をすることで投影レンズを作製していた。
【0003】
しかし、かかる方法では大幅に時間がかかり、像性能焼きにおいてレチクル誤差やプロセス誤差も含む可能性があったため投影レンズ本来の性能を把握し難く、この方法を用いた投影レンズの作製は最善の方法とはいえなかった。
【0004】
また、露光光として用いられる輝線がある幅をもったスペクトル強度分布をとる場合、この輝線を照明光として使用するためにはスペクトル強度分布を狭帯域化し、像性能を悪化させると考えられる余分なスペクトルをバンドパスフィルターを通しカットする必要がある。
【0005】
しかし、中心波長が所望の値と異なったバンドパスフィルターを通過した輝線スペクトルとして用いる場合と、理想的な中心波長のバンドパスフィルターを通過した輝線スペクトルを照明光として用いる場合では、像性能に違いがみられるといった弊害が生じる。
【0006】
その原因は、投影レンズが中心波長がi線基準波長からずれていないバンドパスフィルター(理想的なバンドパスフィルター)を通過したスペクトルを露光波長として設計及び調整されているためであるが、従来のレンズ作製においてはバンドパスフィルター中心の波長ずれによる像性能への影響は像性能焼きでしか考慮することができなかった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術では、バンドパスフィルター中心の波長ずれによる像性能への影響を考慮するには、像性能焼きをするしかなかったが、時間が大幅にかかる問題、また焼いた後にSEMによって解析された像が、レチクル誤差、プロセス誤差などを含んでいることで、投影レンズ性能の正確な把握がしにくいという問題があった。
【0008】
そこで、像性能焼きをせずに、波面収差データのみでレンズ調整を試みると、バンドパスフィルターは製造誤差としてフィルター中心波長が露光光における所望の基準波長と異なる可能性があることから、やはり正確なレンズ性能を予測し、投影レンズを作製及び調整することは困難であった。
【0009】
そこで、本発明は、バンドパスフィルター中心波長ずれに起因する像性能変化を考慮に入れた、新たな投影レンズの像性能予測によるレンズの収差を最適な状態に調整する投影光学系の作製方法及びかかる方法を用いた露光装置を提供することを例示的目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての投影光学系の作製方法は、複数の発光スペクトルを有する光源と、当該光源からの光によって回路パターンを照明する照明光学系と、前記回路パターンを感光基盤上に投影する投影光学系を有する露光装置において、前記照明光学系は、前記光源の発光スペクトルの中から1つの輝線スペクトルのみを透過するバンドパスフィルターを有し、前記バンドパスフィルターの中心波長に応じて前記投影光学系の収差状態を変更することを特徴とする。前記バンドフィルターの中心波長に対する、前記投影光学系の収差変化量をあらかじめ計算し、波面収差測定器で計測された前記投影光学系の収差と、前記収差変化量を基に、前記投影光学系の収差状態を決定することを特徴とする。前記バンドパスフィルターの中心波長に対する、前記投影光学系の収差変化量を事前に露光実験から算出し、波面収差測定器で計測された前記投影光学系の収差と、前記収差変化量を基に、前記投影光学系の収差状態を決定することを特徴とする。
【0011】
本発明の別の側面としての露光装置は、上述の作製方法で作製された投影光学系を搭載したことを特徴とする。
【0012】
本発明の他の目的及びその他の特徴は、以下添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明かにされるであろう。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明におけるバンドパスフィルターの中心波長を考慮することによる投影レンズの像性能の正確な予測方法とレンズ収差を最適な状態に調整するレンズ作成方法について説明する。
【0014】
投影レンズを作製する際にあらかじめ、バンドパスフィルター中心波長が露光光における所望の中心基準波長からシフトしたずれ分を考慮し、シミュレーション又は実験によりバンドパスフィルターシフトによる輝線スペクトルの半値中心波長が理想的な値からシフトしてしまった際の波面収差変化量(波面収差敏感度)を算出する。
【0015】
ここで使用するバンドパスフィルターは、理想的なフィルターの中心波長に対してどの程度のずれがあるかを測定し、かかるずれ量に応じあらかじめ求めておいた波面収差敏感度より、バンドパスフィルターの中心波長ずれによる波面収差変化量を求めることができる。この値と波面収差測定器より測定されたレンズ自身のもつ波面収差データを足し合わせた収差量が本体搭載時におけるトータル収差量となり、投影レンズを調整する際のターゲット値となる。
【0016】
かかる方法により、像性能焼きをせず投影レンズを調整する際のターゲット値を知ることができるため、像性能焼きに伴った問題を発生することなく、本体搭載時における所望の像性能を得ることが可能となる利点がある。また、従来のように像性能焼きを同時に行うことも可能である。
【0017】
ここで、シミュレーション又は実験に用いて中心波長のずれ量を測定したバンドフィルターとかかるフィルターに合わせて調整を行った投影レンズは本体に搭載する際には一対として使用する。
【0018】
投影露光装置に搭載したバンドパスフィルターを交換する場合には、投影光学系の調整状態に応じて本体搭載時と同様な性能となる中心波長のバンドパスフィルターを選択し使用する。
【0019】
本実施形態では、バンド幅のある光源として水銀ランプを用いた例を挙げて詳述する。しかし、当然のことであるが、本発明は以下に示した実施形態により限定されるものではない。
【0020】
以下にバンドパスフィルターの中心波長が水銀ランプの中心波長と異なる場合の波面収差敏感度の算出法及び投影レンズ性能の把握方法を示す。像性能は様々な要因に依存するが、露光に用いられる照明光の半値中心波長にも依存する。バンドパスフィルターを透過する光線の半値中心波長は、バンドパスフィルターの中心波長と透過率分布によって決まるので半値中心波長の水銀ランプの中心波長からのシフト量は比較的容易に求めることができる。
【0021】
まず、シミュレーションを活用した波面収差敏感度の算出方法及びレンズ性能把握方法及びレンズ調整方法の例を示す。
【0022】
中心波長がi線基準波長のバンドパスフィルターでの波面収差と、バンドパスフィルターの中心波長が基準値(波長)からずれているバンドパスフィルターによる露光光での波面収差の差をシミュレーションにより算出し、半値中心波長シフト量に対する波面収差敏感度を求める(ステップ1002)。
【0023】
波面収差測定により投影レンズの波面収差データを求める(ステップ1004)。
【0024】
露光装置を使用する条件(モード)において、本体に搭載するバンドパスフィルターの中心波長シフト量を測定し、ステップ1002で求めた半値中心波長変化量に対する波面収差敏感度にかけ合わせることで、フィルター中心波長シフトによる収差量が求まる(ステップ1006)。
【0025】
ここで、像面湾曲を例として、レンズの調整による収差の最適化の方法を示す。図1は、像面湾曲を例とした投影レンズの調整量を示すグラフである。ここで、基準値とは中心波長がi線基準波長からずれていないバンドパスフィルター(理想フィルター)であり、この際の像面湾曲はステップ1004で求めた基準は長における波面収差測定器で測定された収差量だけとなり、かかる収差量を補正するようにレンズを調整すればよい(図1(a)参照)。しかし、中心波長がシフトしているバンドパスフィルターを用いる際には、ステップ1004以外にステップ1006のフィルター中心波長シフトによる収差量が発生することになり、レンズの調整量が変わってくることとなる(図1(b)参照)。このような調整を様々な収差に対し、露光装置を使用する条件(モード)やレチクルやデバイスパターンによって行うことで投影レンズを作製することができる(ステップ1008)。
【0026】
次に、シミュレーションによる方法に比べ、多くの時間を必要とし様々な誤差も含む可能性があるが、もう一つの方法である実験による投影レンズ性能の把握方法及びレンズ調整方法の例を示す。
【0027】
あらかじめバンドパスフィルターの中心波長をi線基準波長の前後で数nm程度シフトさせ、露光装置の使用条件における性能を実験で測定し、フィルターシフト量に対する像性能敏感度を調べる(ステップ2002)。
【0028】
その際に条件を決定するパラメーターとして挙げられるものは、各照明モード(NA、σ)、レチクル(バイナリー、ハーフトーン、レベンソン)、デバイスパターンがあり、各条件における性能は、ここでは像高別フォーカス差、左右線幅差、ディストーション、CD変化量などを測定し評価している。
【0029】
使用するバンドパスフィルターのi線基準波長からの中心波長シフト量を測定する(ステップ2004)。
【0030】
以上により使用条件でのバンドパスフィルター中心波長のシフト量あたりの像性能変化量が求まり、これに波面収差測定器によって測定された波面収差データを足し込むことで、バンドパスフィルター中心のずれ量に応じた正確な投影レンズ性能を算出でき、上述したレンズ調整方法と同様に投影レンズを作製することができる(ステップ2006)。
【0031】
以下、上述の方法により作製した投影レンズを用いた露光装置の一例を説明する。図2は、本発明の一側面としての露光装置100の例示的一形態を示す概略断面図である。露光装置100は、ステップ&リピート方式、あるいはステップ&スキャン方式でウェハ10上の複数個の領域にデバイスパターンを露光する露光装置である。
【0032】
また、図2において、1は光源であって、図3に示すような分光出力特性を有する水銀ランプの光束から楕円ミラー2などを用いて、300nm乃至400nmの範囲の光束を抜き出し、i線フィルター3でi線付近の数nm幅の光束を抜き出すようにしている。ここで、図3は、図2に示す光源1である水銀ランプの分光出力を示すグラフである。
【0033】
しかし、ここで図4(a)に示すように、使用している狭帯域i線フィルター中心がi線基準波長からシフトしてしまっている場合、図4(b)に示すように、i線のスペクトル半値中心が所望の値からシフトしてしまう。このように、i線に用いるバンドパスフィルターの中心波長がi線基準波長よりずれていることが、図4(b)に示すように、半値中心波長がずれるという現象を導き、これによって以下に露光手順を示した露光装置における被露光面(ウェハなど)で、i線に用いるバンドパスフィルター半値中心波長がi線基準波長であるときと比べ、像性能に差が生じることとなる。ここで、図4(a)は、露光装置におけるバンドパスフィルター中心がシフトした際のフィルターのカット特性を示すグラフであり、図4(b)は、露光装置におけるバンドパスフィルター中心がシフトした際のi線スペクトルを示すグラフである。
【0034】
よって、ここで必要となるのはあらかじめ、バンドパスフィルターのスペクトル半値中心波長がi線基準波長からシフトする量による像性能変化量をシミュレーション又は実験により算出しておくことで、本体に搭載するバンドパスフィルターの中心波長ずれ量に応じた像性能変化量を波面収差データに足し込むことで、投影レンズを間隔、偏心、回し、非球面加工などの調整により作り込みをすることができる。
【0035】
これによって露光装置100本体に投影レンズを搭載した際に、レンズの作り込みの際に使用したバンドパスフィルターを用いれば、露光光のスペクトル半値中心波長がi線基準波長と異なった際にも、理想的な露光光で得られる像性能と同じ精度の結果を得ることが可能となる。
【0036】
露光装置100本体において、バンドパスフィルターであるi線フィルター3を通過したi線スペクトルは図示しないレンズにより一旦集光し、面内反射部材4に入射し、内面反射部材4の光射出面に形成された均一な光強度分布の光束は、図示しないレンズ系によってハエの目レンズ5の光入射面に投影する。そして、ハエの目レンズ5の光射出面に形成された集光点群は2次光源として利用し照明領域を均一に照明することとなり、絞り6の位置での均一な光強度分布をリレー光学系によりレチクル7の大きさと形状に投影し、レチクル7を照明する。レチクル7上のパターンは投影光学系8によって半導体ウェハ等のレジストが塗布された基板10上に結像される。
【0037】
投影光学系8は公知のものであるが、ここではバンドパスフィルターの中心波長を考慮して作製した投影レンズを搭載したものとする。また、露光装置100に搭載するバンドパスフィルターは投影レンズの調整を行った際に使用したものとする。
【0038】
投影光学系8としては、基本的に屈折系からより成る系、レンズと凹面鏡より成る系、レンズと凹面鏡より成るカタジオプトリック系があり、レチクル7の位置や基板10の位置が光軸方向にずれても、投影倍率が変化しないレチクル7側と基板10側の双方がテレセントリックな系である。
【0039】
また、投影光学系8には、開口径が可変な開口絞り9が設けられ、開口絞り9の開口径を調整することで開口数(NA)を調整して、明るさ、解像度、焦点深度を制御する。
【0040】
本発明では、バンドパスフィルターの中心波長を考慮して調整を行った投影レンズで投影光学系8を構成しているので、バンドパスフィルターの中心波長ずれにより、i線スペクトル半値中心波長が変化した場合でも、結像性能において理想的i線中心波長であるバンドパスフィルターを用いた場合と像性能における差が発生しないという結果が得られる。
【0041】
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれらに限定されずその要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【0042】
【発明の効果】
本発明によれば、バンドパスフィルターの中心波長の違いによる像性能への影響を考慮した像性能変化量をシミュレーション又は実験により算出することで、レンズの収差を最適な状態に調整することが可能となる。また、時間がかかり様々な誤差を含む可能性のある像性能焼きをしなくとも、投影レンズの性能を把握することが可能となる。従って、大幅な製造時間の短縮、誤差を最小限に抑えた投影レンズ作製が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】像面湾曲を例とした投影レンズの調整量を示すグラフである。
【図2】本発明の一側面としての露光装置の例示的一形態を示す概略断面図である。
【図3】図2に示す光源である水銀ランプの分光出力を示すグラフである。
【図4】図4(a)は、露光装置におけるバンドパスフィルター中心がシフトした際のフィルターのカット特性を示すグラフ、図4(b)は、露光装置におけるバンドパスフィルター中心がシフトした際のi線スペクトルを示すグラフである。
【符号の説明】
1        光源
2        楕円ミラー
3        i線フィルター
4        内面反射部材
5        ハエの目レンズ
6        絞り
7        レチクル
8        投影光学系
9        開口絞り
10       基板
100      露光装置
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor and a liquid crystal using a bright line having a bandwidth as exposure light and using a bandpass filter for narrowing the band of the exposure light.
[0002]
[Prior art]
The projection lens of a conventional exposure apparatus uses a wavefront aberration measuring device to measure the wavefront aberration of the lens, and in an experimental apparatus equipped with a projection lens, reduces or equalizes the circuit pattern and prints it on a photosensitive substrate, and transfers the image of the transferred pattern. The imaging performance is evaluated by SEM (hereinafter, this method is referred to as "image performance printing") to grasp the performance of the projection lens and adjust the distance, eccentricity, rotation, etc. of the lens based on the information. Thus, a projection lens was manufactured.
[0003]
However, this method takes a lot of time, and it is difficult to grasp the original performance of the projection lens because it may include a reticle error or a process error in image performance printing. The production of the projection lens using this method is the best method. I couldn't say.
[0004]
In addition, when a bright line used as exposure light has a spectral intensity distribution having a certain width, in order to use this bright line as illumination light, the spectral intensity distribution is narrowed, and an extra amount of light that is considered to deteriorate image performance is made. It is necessary to cut the spectrum through a band pass filter.
[0005]
However, there is a difference in image performance between the case where the center line wavelength is used as a bright line spectrum passing through a band-pass filter different from the desired value and the case where the center line wavelength uses a bright line spectrum passing through a band-pass filter having an ideal center wavelength as illumination light. There is an adverse effect such as that
[0006]
This is because the projection lens is designed and adjusted as an exposure wavelength using a spectrum passed through a band-pass filter (ideal band-pass filter) whose center wavelength does not deviate from the i-line reference wavelength. In the production of the lens, the influence on the image performance due to the wavelength shift at the center of the bandpass filter could be considered only in the image performance printing.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the prior art, the only way to consider the effect on the image performance due to the wavelength shift at the center of the bandpass filter is to burn the image performance. However, it takes a long time. However, there is a problem that it is difficult to accurately grasp the performance of the projection lens because it includes a reticle error, a process error, and the like.
[0008]
Therefore, if an attempt is made to adjust the lens using only the wavefront aberration data without performing image performance printing, the band-pass filter may be incorrect because the filter center wavelength may differ from the desired reference wavelength in the exposure light as a manufacturing error. It has been difficult to predict and predict the lens performance and manufacture and adjust the projection lens.
[0009]
Therefore, the present invention provides a method of manufacturing a projection optical system that adjusts the lens aberration to an optimal state by predicting the image performance of a new projection lens, taking into account the image performance change caused by the center wavelength shift of the bandpass filter, and It is an exemplary object to provide an exposure apparatus using such a method.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a method for manufacturing a projection optical system according to one aspect of the present invention includes: a light source having a plurality of emission spectra; an illumination optical system for illuminating a circuit pattern with light from the light source; An exposure apparatus having a projection optical system for projecting a pattern on a photosensitive substrate, wherein the illumination optical system has a band-pass filter that transmits only one emission line spectrum from the emission spectrum of the light source; Wherein the state of aberration of the projection optical system is changed according to the center wavelength. The aberration change amount of the projection optical system with respect to the center wavelength of the band filter is calculated in advance, and the aberration of the projection optical system measured by a wavefront aberration measuring device and the aberration change amount of the projection optical system based on the aberration change amount. The state of aberration is determined. With respect to the center wavelength of the bandpass filter, the aberration change amount of the projection optical system is calculated in advance from an exposure experiment, and the aberration of the projection optical system measured by a wavefront aberration measuring device, based on the aberration change amount, An aberration state of the projection optical system is determined.
[0011]
An exposure apparatus according to another aspect of the present invention includes a projection optical system manufactured by the above-described manufacturing method.
[0012]
Other objects and other features of the present invention will be made apparent by preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a description will be given of a method of accurately predicting the image performance of a projection lens by considering the center wavelength of a bandpass filter in the present invention, and a method of producing a lens for adjusting a lens aberration to an optimum state.
[0014]
When the projection lens is manufactured, in advance, the half-value center wavelength of the emission line spectrum due to the band-pass filter shift is ideally determined by a simulation or an experiment in consideration of a shift of the center wavelength of the band-pass filter from a desired center reference wavelength in the exposure light. The wavefront aberration change amount (wavefront aberration sensitivity) at the time of shifting from a proper value is calculated.
[0015]
The band-pass filter used here measures the deviation from the center wavelength of the ideal filter, and determines the band-pass filter's sensitivity from the wavefront aberration sensitivity determined in advance according to the amount of the deviation. The change amount of the wavefront aberration due to the center wavelength shift can be obtained. The amount of aberration obtained by adding this value and the wavefront aberration data of the lens itself measured by the wavefront aberration measuring device becomes the total aberration amount when the main body is mounted, and becomes the target value when adjusting the projection lens.
[0016]
With this method, it is possible to know a target value when adjusting the projection lens without performing image performance printing, and to obtain a desired image performance when mounted on the main body without generating a problem associated with image performance printing. There is an advantage that becomes possible. Further, it is possible to simultaneously perform image performance printing as in the related art.
[0017]
Here, the band filter used to measure the shift amount of the center wavelength used in the simulation or the experiment and the projection lens adjusted according to the filter are used as a pair when mounted on the main body.
[0018]
When replacing the bandpass filter mounted on the projection exposure apparatus, a bandpass filter having a center wavelength having the same performance as when mounted on the main body is selected and used according to the adjustment state of the projection optical system.
[0019]
In the present embodiment, an example in which a mercury lamp is used as a light source having a bandwidth will be described in detail. However, needless to say, the present invention is not limited by the embodiments described below.
[0020]
A method of calculating the sensitivity to wavefront aberration and a method of ascertaining the performance of the projection lens when the center wavelength of the bandpass filter is different from the center wavelength of the mercury lamp will be described below. The image performance depends on various factors, but also on the half-value center wavelength of the illumination light used for exposure. Since the center wavelength at half maximum of the light passing through the bandpass filter is determined by the center wavelength of the bandpass filter and the transmittance distribution, the shift amount of the center wavelength at half maximum from the center wavelength of the mercury lamp can be obtained relatively easily.
[0021]
First, an example of a method of calculating wavefront aberration sensitivity, a method of grasping lens performance, and a method of adjusting a lens using simulation will be described.
[0022]
The difference between the wavefront aberration in the bandpass filter having the center wavelength of the i-line reference wavelength and the wavefront aberration in the exposure light by the bandpass filter in which the center wavelength of the bandpass filter deviates from the reference value (wavelength) is calculated by simulation. , The sensitivity of the wavefront aberration to the half value center wavelength shift amount is obtained (step 1002).
[0023]
Wavefront aberration data of the projection lens is obtained by measuring the wavefront aberration (step 1004).
[0024]
Under the condition (mode) in which the exposure apparatus is used, the center wavelength shift amount of the band-pass filter mounted on the main body is measured and multiplied by the wavefront aberration sensitivity with respect to the half-value center wavelength change amount obtained in step 1002 to obtain the filter center wavelength. The amount of aberration due to the shift is obtained (step 1006).
[0025]
Here, a method of optimizing aberration by adjusting a lens will be described by taking the field curvature as an example. FIG. 1 is a graph showing an adjustment amount of a projection lens taking field curvature as an example. Here, the reference value is a band-pass filter (ideal filter) whose center wavelength does not deviate from the i-line reference wavelength, and the field curvature at this time is measured by a wavefront aberration measuring device at the length determined in step 1004. Only the aberration amount is obtained, and the lens may be adjusted so as to correct the aberration amount (see FIG. 1A). However, when a bandpass filter having a shifted center wavelength is used, an aberration amount due to the filter center wavelength shift in step 1006 occurs in addition to step 1004, and the adjustment amount of the lens changes. (See FIG. 1B). A projection lens can be manufactured by performing such adjustment for various aberrations by using conditions (mode) using an exposure apparatus, a reticle, and a device pattern (step 1008).
[0026]
Next, an example of a method of grasping the performance of the projection lens and a method of adjusting the lens by experiments, which is another method, which requires much time and may include various errors as compared with the method by simulation, will be described.
[0027]
The center wavelength of the band-pass filter is shifted by about several nm before and after the reference wavelength of the i-line in advance, and the performance under the use condition of the exposure apparatus is measured by an experiment to check the image performance sensitivity to the filter shift amount (step 2002).
[0028]
The parameters that determine the conditions at this time include each illumination mode (NA, σ), reticle (binary, halftone, Levenson), and device pattern, and the performance under each condition is the focus by image height. The difference, left and right line width difference, distortion, CD change amount, etc. are measured and evaluated.
[0029]
The center wavelength shift amount of the band pass filter to be used from the i-line reference wavelength is measured (step 2004).
[0030]
From the above, the amount of change in image performance per shift amount of the center wavelength of the band-pass filter under the use condition is obtained, and the wavefront aberration data measured by the wavefront aberration measuring device is added to this to obtain the shift amount of the bandpass filter center. The corresponding accurate projection lens performance can be calculated, and the projection lens can be manufactured in the same manner as in the lens adjustment method described above (step 2006).
[0031]
Hereinafter, an example of an exposure apparatus using the projection lens manufactured by the above method will be described. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating an exemplary embodiment of the exposure apparatus 100 according to one aspect of the present invention. The exposure apparatus 100 is an exposure apparatus that exposes device patterns on a plurality of regions on the wafer 10 by a step-and-repeat method or a step-and-scan method.
[0032]
In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a light source, which extracts a light beam in a range of 300 nm to 400 nm from a light beam of a mercury lamp having a spectral output characteristic as shown in FIG. In step 3, a light beam having a width of several nm near the i-line is extracted. Here, FIG. 3 is a graph showing the spectral output of the mercury lamp as the light source 1 shown in FIG.
[0033]
However, when the center of the narrow band i-line filter used is shifted from the reference wavelength of the i-line as shown in FIG. 4A, the i-line is used as shown in FIG. Is shifted from the desired value. As described above, the fact that the center wavelength of the band-pass filter used for the i-line is shifted from the i-line reference wavelength leads to a phenomenon that the half-value center wavelength shifts as shown in FIG. On the surface to be exposed (such as a wafer) in the exposure apparatus showing the exposure procedure, a difference occurs in the image performance as compared with the case where the half-value center wavelength of the band-pass filter used for i-line is the i-line reference wavelength. Here, FIG. 4A is a graph showing the cut characteristics of the filter when the center of the band-pass filter in the exposure apparatus shifts, and FIG. 4B shows the graph when the center of the band-pass filter in the exposure apparatus shifts. 3 is a graph showing an i-line spectrum of the above.
[0034]
Therefore, what is needed here is to calculate in advance by simulation or experiment the amount of change in image performance due to the amount by which the spectral half-value center wavelength of the band-pass filter shifts from the i-line reference wavelength, so that the band mounted on the main body can be calculated. By adding the change amount of image performance according to the shift amount of the center wavelength of the pass filter to the wavefront aberration data, the projection lens can be formed by adjusting the interval, eccentricity, rotation, aspherical processing, and the like.
[0035]
With this, when the projection lens is mounted on the main body of the exposure apparatus 100, if the band-pass filter used at the time of manufacturing the lens is used, even when the spectral half-value center wavelength of the exposure light is different from the i-line reference wavelength, It is possible to obtain a result with the same accuracy as the image performance obtained with ideal exposure light.
[0036]
In the main body of the exposure apparatus 100, the i-ray spectrum that has passed through the i-line filter 3, which is a band-pass filter, is once collected by a lens (not shown), enters the in-plane reflecting member 4, and is formed on the light exit surface of the inner reflecting member 4. The light beam having the uniform light intensity distribution is projected onto the light incident surface of the fly-eye lens 5 by a lens system (not shown). Then, the converging point group formed on the light exit surface of the fly-eye lens 5 is used as a secondary light source to uniformly illuminate the illumination area, and a uniform light intensity distribution at the position of the stop 6 is relayed. The system projects the size and shape of the reticle 7 to illuminate the reticle 7. The pattern on the reticle 7 is imaged by a projection optical system 8 on a substrate 10 coated with a resist such as a semiconductor wafer.
[0037]
Although the projection optical system 8 is a known one, it is assumed here that a projection lens manufactured in consideration of the center wavelength of the bandpass filter is mounted. The band-pass filter mounted on the exposure apparatus 100 is used when adjusting the projection lens.
[0038]
The projection optical system 8 includes a system basically including a refraction system, a system including a lens and a concave mirror, and a catadioptric system including a lens and a concave mirror. The position of the reticle 7 and the position of the substrate 10 are adjusted in the optical axis direction. , Both the reticle 7 side and the substrate 10 side where the projection magnification does not change are telecentric systems.
[0039]
Further, the projection optical system 8 is provided with an aperture stop 9 having a variable aperture diameter, and by adjusting the aperture diameter of the aperture stop 9 to adjust the numerical aperture (NA), the brightness, resolution, and depth of focus are improved. Control.
[0040]
In the present invention, since the projection optical system 8 is configured by the projection lens adjusted in consideration of the center wavelength of the band-pass filter, the center wavelength shift of the i-line spectrum has changed due to the center wavelength shift of the band-pass filter. Even in this case, a result is obtained in which there is no difference in image performance from the case where a bandpass filter having an ideal i-line center wavelength is used in image formation performance.
[0041]
Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist.
[0042]
【The invention's effect】
According to the present invention, the aberration of the lens can be adjusted to an optimum state by calculating the amount of change in image performance in consideration of the influence on the image performance due to the difference in the center wavelength of the bandpass filter by simulation or experiment. It becomes. In addition, it is possible to grasp the performance of the projection lens without performing image performance printing which is time-consuming and may include various errors. Therefore, it is possible to greatly reduce the manufacturing time and to manufacture a projection lens with a minimum error.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a graph showing an adjustment amount of a projection lens taking field curvature as an example.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating an exemplary embodiment of an exposure apparatus according to one aspect of the present invention.
FIG. 3 is a graph showing a spectral output of a mercury lamp as a light source shown in FIG.
FIG. 4A is a graph showing a filter cut characteristic when the center of the band-pass filter in the exposure apparatus shifts, and FIG. 4B is a graph when the center of the band-pass filter in the exposure apparatus shifts. It is a graph which shows an i-line spectrum.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 light source 2 elliptical mirror 3 i-line filter 4 internal reflection member 5 fly-eye lens 6 stop 7 reticle 8 projection optical system 9 aperture stop 10 substrate 100 exposure apparatus

Claims (4)

複数の発光スペクトルを有する光源と、当該光源からの光によって回路パターンを照明する照明光学系と、前記回路パターンを感光基盤上に投影する投影光学系を有する露光装置において、
前記照明光学系は、前記光源の発光スペクトルの中から1つの輝線スペクトルのみを透過するバンドパスフィルターを有し、
前記バンドパスフィルターの中心波長に応じて前記投影光学系の収差状態を変更することを特徴とする投影光学系の作製方法。
A light source having a plurality of emission spectra, an illumination optical system that illuminates a circuit pattern with light from the light source, and an exposure apparatus that includes a projection optical system that projects the circuit pattern onto a photosensitive substrate.
The illumination optical system has a bandpass filter that transmits only one emission line spectrum from the emission spectrum of the light source,
A method of manufacturing a projection optical system, comprising changing an aberration state of the projection optical system according to a center wavelength of the bandpass filter.
前記バンドフィルターの中心波長に対する、前記投影光学系の収差変化量をあらかじめ計算し、波面収差測定器で計測された前記投影光学系の収差と、前記収差変化量を基に、前記投影光学系の収差状態を決定することを特徴とする請求項1記載の投影光学系の作製方法。With respect to the center wavelength of the band filter, the amount of change in aberration of the projection optical system is calculated in advance, and the aberration of the projection optical system measured by a wavefront aberration measuring device, and the amount of change in aberration of the projection optical system is determined based on the amount of change in aberration. 2. The method of manufacturing a projection optical system according to claim 1, wherein an aberration state is determined. 前記バンドパスフィルターの中心波長に対する、前記投影光学系の収差変化量を事前に露光実験から算出し、波面収差測定器で計測された前記投影光学系の収差と、前記収差変化量を基に、前記投影光学系の収差状態を決定することを特徴とする請求項1記載の投影光学系の作製方法。With respect to the center wavelength of the band-pass filter, the aberration change amount of the projection optical system is calculated in advance from an exposure experiment, and the aberration of the projection optical system measured by a wavefront aberration measuring device, based on the aberration change amount, 2. The method according to claim 1, wherein an aberration state of the projection optical system is determined. 請求項1乃至3のうちいずれか一項記載の作製方法で作製された投影光学系を搭載したことを特徴とする露光装置。An exposure apparatus equipped with a projection optical system manufactured by the manufacturing method according to claim 1.
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