JP2004146702A - Method for measuring optical characteristic, exposure method and method for manufacturing device - Google Patents

Method for measuring optical characteristic, exposure method and method for manufacturing device Download PDF

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Kazuyuki Miyashita
宮下 和之
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Nikon Corp
株式会社ニコン
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To measure an optical characteristic of a projection optical system quickly, surely, in high accuracy and reproductivity. <P>SOLUTION: According to a photographed data of an area on an entirely square wafer including a plurality of partitioned areas wherein patterns for measurement are transferred under different conditions, part of a side of an outer frame in the square area is an object to be detected, and a window area is scanned crossing almost orthogonally the side as an detection object, and then the position of the side as an object is detected during the scanning on the basis of a pixel data in the window area (steps 504 to 508). Next, the detection result on the position of the side is used to calculate part of the partitioned area in the outer frame (step 516), and the formation condition of an image in the partitioned area is detected in a short time by using the contrast of an objective and quantitative image. Then, the detected result is used to find out the optical characteristic of a projection optical system. In this case, the optical characteristic can be obtained by using such a mechanism that the exposure condition during transfer of the pattern for measurement varies depending on the partitioned areas. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は、光学特性計測方法、露光方法及びデバイス製造方法に係り、更に詳しくは、投影光学系の光学特性を計測する光学特性計測方法、該光学特性計測方法によって計測された光学特性を考慮して調整された投影光学系を用いて露光を行う露光方法、及び該露光方法を利用したデバイスの製造方法に関する。 The present invention relates to an optical property measuring method, exposure method and device manufacturing method and, more particularly, the optical characteristic measurement method for measuring an optical characteristic of the projection optical system, the optical characteristics measured by the optical property measuring method considering an exposure method for performing exposure using the adjusted projection optical system Te, and a method for manufacturing a device using the exposure method.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
従来より、半導体素子、液晶表示素子等を製造するためのリソグラフィ工程では、マスク又はレチクル(以下、「レチクル」と総称する)に形成されたパターンを投影光学系を介してレジスト等が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の基板(以下、適宜「ウエハ」ともいう)上に転写する露光装置が用いられている。 Conventionally, semiconductor devices, in a lithography process for manufacturing a liquid crystal display element or the like, a mask or reticle (hereinafter generally referred to as "reticle") resist or the like via a projection optical system formed pattern is applied substrate wafer or glass plate (hereinafter, appropriately referred to as "wafer") is coated with a resist on. この種の装置としては、近年では、スループットを重視する観点から、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置(いわゆる「ステッパ」)や、このステッパを改良したステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置などの逐次移動型の露光装置が、比較的多く用いられている。 As this type of apparatus, in recent years, from the viewpoint that emphasizes throughput, reduction projection exposure apparatus by a step-and-repeat method (a so-called "steppers") and scanning of the step-and-scan method that improves the stepper sequential movement type exposure apparatus such as exposure apparatus, are used relatively often.
【0003】 [0003]
また、半導体素子(集積回路)等は年々高集積化しており、これに伴い半導体素子等の製造装置である投影露光装置には、一層の高解像力、すなわちより微細なパターンを精度良く転写できることが要求されるようになってきた。 The semiconductor device (integrated circuit) or the like is increasing year by year high integration, the projection exposure apparatus is a manufacturing apparatus of semiconductor devices along with this, to be able to accurately transfer even higher resolution, i.e., a finer pattern It has come to be required. 投影露光装置の解像力を向上させるためには、投影光学系の光学特性を向上させることが必要であり、従って投影光学系の光学特性(結像特性を含む)を正確に計測し、評価することが重要となっている。 To improve the resolution of the projection exposure apparatus, it is necessary to improve the optical characteristics of the projection optical system, thus precisely measuring the optical characteristic of the projection optical system (including the imaging characteristics), evaluated by It has become important.
【0004】 [0004]
投影光学系の光学特性、例えばパターンの像面の正確な計測は、投影光学系の視野内の各評価点(計測点)における最適なフォーカス位置(最良フォーカス位置)を正確に計測できることが前提となる。 The optical characteristics of the projection optical system, for example, accurate measurement of the image plane of the pattern, and assumptions to be able to accurately measure the optimum focus position (best focus position) at each evaluation point within the field of projection optical system (measurement points) Become.
【0005】 [0005]
従来の投影露光装置における最良フォーカス位置の計測方法としては、主として以下の2つが知られている。 The measuring method of the best focus position in the conventional projection exposure apparatus, which are two following mainly known.
【0006】 [0006]
1つは、いわゆるCD/フォーカス法として知られている計測方法である。 One is a measurement method which is known as a so-called CD / focus method. ここでは、所定のレチクルパターン(例えば、ラインアンドスペースパターン等)をテストパターンとして、このテストパターンを投影光学系の光軸方向に関する複数のウエハ位置でテスト用ウエハに転写する。 Here, a predetermined reticle pattern (e.g., line-and-space pattern, etc.) as a test pattern is transferred to the test wafer the test pattern at a plurality of wafer positions in the optical axis direction of the projection optical system. そして、そのテスト用ウエハを現像して得られるレジスト像(転写されたパターンの像)の線幅値を走査型電子顕微鏡(SEM)等を用いて計測し、その線幅値と投影光学系の光軸方向に関するウエハ位置(以下、適宜「フォーカス位置」ともいう)との相関関係に基づいて最良フォーカス位置を判断する。 Then, measured using the resist image of the test wafer obtained by developing the line width value scanning electron microscope (the image of the transferred pattern) (SEM) or the like, the line width value and the projection optical system wafer position an optical axis direction (hereinafter, appropriately referred to as "focus position") to determine the best focus position based on the correlation between.
【0007】 [0007]
他の1つは、いわゆるSMPフォーカス計測法として知られている計測方法である。 The other is a measuring method known as a so-called SMP focus measurement method. ここでは、複数のフォーカス位置で、くさび形マークのレジスト像をウエハ上に形成し、フォーカス位置の違いによるレジスト像の線幅値の変化を長手方向の寸法変化に増幅させて置き換え、ウエハ上のマークを検出するアライメント系などのマーク検出系を用いてレジスト像の長手方向の長さを計測する。 Here, a plurality of focus positions, the resist image of the wedge-shaped marks formed on the wafer, replaced by amplifying the change in the line width value of the resist image due to a difference in focus positions in the longitudinal direction of the dimensional change, on the wafer measuring the longitudinal length of the resist image by using a mark detection system, such as an alignment system for detecting a mark. そして、フォーカス位置とレジスト像の長さとの相関関係を示す近似曲線の極大値近傍を所定のスライスレベルでスライスし、得られたフォーカス位置の範囲の中点を最良フォーカス位置と判断する。 Then, by slicing a maximum value near the approximate curve indicating the correlation between the length of the focal position and resist image with a predetermined slice level, to determine the midpoint of the range of the obtained focus position and best focus position.
【0008】 [0008]
そして、種々のテストパターンについて、このようにして得られた最良フォーカス位置に基づいて、投影光学系の光学特性である非点収差や像面湾曲等を計測している。 Then, for the various test patterns, based on the best focus position obtained in this way, it measures the astigmatism and field curvature, etc., which are the optical characteristics of the projection optical system.
【0009】 [0009]
しかし、上述したCD/フォーカス法では、例えばレジスト像の線幅値をSEMで計測するために、SEMのフォーカス合わせを厳密に行う必要があり、1点当たりの計測時間が非常に長く、多数点での計測をするためには数時間から数十時間が必要とされていた。 However, in the above-described CD / focus method, for example, the line width value of the resist image to be measured with SEM, it is necessary to perform focusing of the SEM strictly, measurement time per point is very long, many points several tens of hours from several hours has been required to make the measurement in. また、投影光学系の光学特性を計測するためのテスト用パターンも微細化するとともに、投影光学系の視野内での評価点の数も増加することが予想される。 Further, the test pattern for measuring the optical characteristics of the projection optical system also with finer, the number of evaluation points in the field of the projection optical system is also expected to increase. 従って、SEMを用いた従来の計測方法では、計測結果が得られるまでのスループットが大幅に低下するという不都合があった。 Therefore, in the conventional measurement method using the SEM, it was a disadvantage that throughput to the measurement results is greatly reduced. また、測定誤差や測定結果の再現性についても、より高いレベルが要求されるようになり、従来の計測方法ではその対応が困難となってきた。 As for the reproducibility of the measurement error and measurement results become higher level is required, the correspondence has become difficult with conventional measuring methods. さらに、フォーカス位置と線幅値の相関関係を示す近似曲線は、誤差を小さくするために4次以上の近似曲線が用いられており、それには、評価点毎に少なくとも5種類のフォーカス位置に関する線幅値が求められなければならないという制約があった。 Further, the line approximation curve showing the correlation between the focus position and the line width value is used is 4 or higher order approximation curve to reduce the error, to, for at least five focus position for each evaluation point there is a restriction that the width value must be sought. また、最良フォーカス位置からずれたフォーカス位置(投影光学系の光軸方向に関する+方向と−方向との両方を含む)での線幅値と最良フォーカス位置での線幅値との差は、誤差を小さくするために10%以上であることが要求されているが、この条件を満足させることが困難となってきた。 The focus position deviated from the best focus position - the difference between the line width value of a line width value and the best focus position at (a + direction about the optical axis of the projection optical system including both a direction), the error Although it is required that in order to reduce 10% or more, to satisfy this condition has become difficult.
【0010】 [0010]
また、上述したSMPフォーカス計測法では、通常、計測を単色光で行うために、レジスト像の形状の違いにより干渉の影響が異なり、それが計測誤差(寸法オフセット)につながることが考えられる。 Further, the SMP focus measurement method described above, usually, in order to perform measurement with monochromatic light, unlike the influence of interference by the difference in shape of the resist image, it is considered that lead to measurement errors (dimensional offset). さらに、画像処理にてくさび形マークのレジスト像の長さ計測を行うには、レジスト像の最も細くなる長手方向の両端部分までの情報を詳細に取り込む必要が有り、現状の画像取り込み機器(CCDカメラ等)の分解能では未だ十分ではないという問題点がある。 Furthermore, in order to perform the length measurement of the resist image of the wedge-shaped mark in the image processing, it is necessary to take the information to thinnest longitudinal end portions of the resist image in detail, the current state of the image capture device (CCD the resolution of the camera or the like) has a problem that it is not yet sufficient. また、テストパターンが大きいために、投影光学系の視野内での評価点の数を増加させることが困難であった。 Further, due to the test pattern larger, it is difficult to increase the number of evaluation points in the field of the projection optical system.
【0011】 [0011]
この他、主として上述のCD/フォーカス法の欠点を改善するものとして、測定用感応基板(以下、ウエハと呼ぶ)の投影光学系の光軸方向に関する位置又は露光エネルギ量を変化させつつ、測定用パターンをウエハ上に順次転写して測定用パターンの像が転写された複数の区画領域がマトリクス状に配置された矩形の領域を形成し、そのウエハを現像後にウエハ上の矩形の領域に形成される測定用パターンのレジスト像を撮像し、その撮像データを用いて所定のテンプレートとのパターンマッチングを行い、その結果に基づいて最良フォーカス位置などの最良露光条件を決定する発明が、知られている(特許文献1、特許文献2等参照)。 In addition, as mainly to improve the aforementioned drawbacks of the CD / focus method, measuring the sensitive substrate (hereinafter, referred to as wafer) while changing the position or exposure energy amount the direction of the optical axis of the projection optical system, for measurement pattern sequentially plurality of divided areas the image has been transferred in the transfer and measurement pattern forms a rectangular region arranged in a matrix on the wafer, it is formed in a rectangular area on the wafer that wafer after development imaging the resist image of the measurement pattern that performs pattern matching between the predetermined template using the imaging data, the present invention to determine the best exposure conditions such as the best focus position based on the result, it is known (see Patent Document 1, Patent Document 2). これらの特許文献に開示される発明によると、SMP計測法のような現状の画像取り込み機器(CCDカメラ等)の分解能不足や、投影光学系の視野内での評価点の数の増加が困難であるという不都合もない。 According to the invention disclosed in these patent documents, lack resolution and current image capture devices such as SMP measurement method (CCD camera), is difficult increase in the number of evaluation points in the field of the projection optical system there is no disadvantage that there is.
【0012】 [0012]
【特許文献1】 [Patent Document 1]
特開平11−233434号公報【特許文献2】 JP 11-233434 [Patent Document 2]
国際公開第02/29870号パンフレット【0013】 Pamphlet No. WO 02/29870 [0013]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
テンプレートマッチング法を採用して、かつこれを自動化する場合には、そのテンプレートマッチングを容易にするためにパターンとともにマッチングの基準となる枠(パターン)がウエハ上に形成されるのが通常である。 It employs template matching, and if automate this, it is usual frame as a reference for matching with the pattern to facilitate its template matching (pattern) is formed on the wafer.
【0014】 [0014]
しかしながら、上述のようなテンプレートマッチングを用いた最良露光条件の決定方法にあっては、多種多用なプロセス条件の中にはパターンの近傍に形成されるテンプレートマッチングの基準となる枠の存在により、画像処理方式のウエハアライメント系、例えばFIA(field image alignment)系のアライメントセンサなどで画像取り込みを行った場合に、パターン部のコントラストが著しく低下して計測が不可能になる場合があった。 However, in the method for determining the best exposure conditions using a template matching as described above, the presence of the frame as a reference for template matching is formed in the vicinity of the pattern in the various diverse process conditions, image wafer alignment system processing scheme, for example, when the image capturing was performed in such alignment sensor FIA (field image alignment) system, there may become impossible measured by significantly decreased the contrast of the pattern portion.
【0015】 [0015]
かかる不都合を改善するための手法として、テンプレートマッチングによらず、各区画領域の画像データの代表値(例えば、コントラスト値)などに基づいて各区画領域の像の形成状態(例えば像の有無など)を検出することにより、投影光学系の光学特性あるいは最良露光条件などを決定することも考えられる。 As a technique for improving such disadvantages, regardless of the template matching, the representative value of the image data of each divided area (e.g., a contrast value) (presence or absence of for example an image) forming state of the image of the partitioned regions on the basis of such by detecting, it is conceivable to determine such optical characteristics or the best exposure conditions of the projection optical system. この場合、各区画領域の位置を正確に検出することが重要となり、そのための一つの方法として、前述の矩形領域の輪郭を検出し、必要な区画領域の位置をその輪郭の一部を基準として設計値に基づいて算出する方法を採用しても良い。 In this case, it is important to accurately detect the position of each divided area, as one method for this, detecting the contour of the rectangular region described above, the position of the required section area relative to the part of the outline it may be adopted a method of calculating on the basis of the design value. このようにすると、上記の輪郭さえ検出すれば任意の区画領域の位置を求めることが可能となる。 In this way, it is possible to determine the location of any divided area by detecting even the above outline.
【0016】 [0016]
ところで、前述の測定用感応基板としては、ベアシリコンの表面に反射防止膜(ARC:Antireflection Coating)を下地として形成し、その上にレジスト(感光剤)を塗布したウエハが一般的に用いられている。 Incidentally, as the measuring sensitive substrate described above, the anti-reflection film on the surface of bare silicon (ARC: Antireflection Coating) formed as a base, and on the resist wafer (photosensitive agent) is coated is generally used for the there. しかるに、現実には、多種多様なレジストとレジストの下地として形成される反射防止膜(BARK(Bottom ARC);以下、「バーク」と呼ぶ)との組み合わせがあり、これらの組み合わせの全ての場合で、理想的な信号を得て、前述の外枠を正確かつ確実に検出することは容易なことではなく、この結果、レジストとバークとの組み合わせによっては、投影光学系の光学特性を正確に計測できなくなる蓋然性が高くなっている。 However, in reality, a wide variety of resist and resist antireflection film to be formed as a base (BARK (Bottom ARC); hereinafter referred to as "Bark") has a combination of a, in the case of all of these combinations , with the ideal signal, rather than it is easy to detect accurately and reliably the outer frame described above, as a result, depending on the combination of the resist and the Burke, accurately measure the optical characteristics of the projection optical system probability that can not be is high.
【0017】 [0017]
本発明は、かかる事情の下になされたものであり、その第1の目的は、短時間で確実に、かつ精度及び再現性良く投影光学系の光学特性を計測することができる光学特性計測方法を提供することにある。 The present invention has been made under such circumstances, the first object, a short time reliably, and accurately and optical property measurement method in which optical properties of good reproducibility projection optical system can be measured It is to provide a.
【0018】 [0018]
また、本発明の第2の目的は、高精度な露光を実現できる露光方法を提供することにある。 A second object of the present invention is to provide an exposure method capable of realizing a high-precision exposure.
【0019】 [0019]
また、本発明の第3の目的は、高集積度のデバイスの生産性を向上させることができるデバイス製造方法を提供することにある。 A third object of the present invention is to provide a device manufacturing method that can improve the productivity of highly integrated devices.
【0020】 [0020]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
請求項1に記載の発明は、第1面上のパターンを第2面上に投影する投影光学系(PL)の光学特性を計測する光学特性計測方法であって、異なる露光条件下で前記投影光学系を介して物体(W )上に転写された計測用パターンの転写領域から成る複数の区画領域(DA i,j )を含みその輪郭の少なくとも一部が直線部である所定の領域(DB )を撮像する第1工程と;前記撮像により得られた撮像データに基づき、前記所定の領域の輪郭から成る外枠を構成する前記直線部を検出対象とし、所定大きさの窓領域(WD1、WD2等)を前記検出対象の直線部にほぼ直交する走査方向に走査し、該走査中に前記窓領域内のピクセルデータに基づいて前記検出対象の直線部の位置を検出する第2工程と;前記第2工程における前記検 The invention according to claim 1, an optical characteristic measuring method for measuring an optical characteristic of the projection optical system (PL) for projecting a pattern on a first surface on a second surface, the projection with different exposure conditions predetermined region object via an optical system (W T) a plurality of divided areas consisting of transcribed region of the measurement pattern transferred onto (DA i, j) at least a portion of the contour comprises a linear portion ( first step and imaging the DB n); based on the imaging data obtained by the imaging, the a predetermined detection target the straight portion constituting the outer frame consisting of the contour of the area, given the size of the window region ( WD1, and WD2 or the like) is scanned in the scanning direction substantially perpendicular to the linear portion of the detection target, a second step of detecting the position of the straight portion of the detection target based on the pixel data of the window area during the scanning When, the search in the second step 対象の直線部の位置の検出結果を利用し、前記複数の区画領域の少なくとも一部の複数の区画領域における像の形成状態を、前記撮像データを用いて検出する第3工程と;前記第3工程における検出結果に基づいて前記投影光学系の光学特性を求める第4工程と;を含む光学特性計測方法である。 Using the detection result of the position of the linear portion of the subject, the state of formation of an image in at least some of the plurality of divided areas of said plurality of divided areas, a third step of detecting using said imaging data; the third an optical characteristic measuring method comprising; fourth step and on the basis of the detection result in the step obtaining the optical characteristic of the projection optical system.
【0021】 [0021]
本明細書において、「露光条件」とは、照明条件(マスクの種別を含む)、像面上における露光ドーズ量等狭義の露光条件の他、投影光学系の光学特性など露光に関連する全ての構成部分の設定条件を含む広義の露光条件を意味する。 In the present specification, the "exposure conditions" (including the type of mask) lighting conditions, other exposure dose such narrowly defined exposure conditions in the image plane, all related to the exposure, such as an optical characteristic of the projection optical system It means a broad exposure conditions including the setting condition of the components.
【0022】 [0022]
これによれば、異なる露光条件下で前記投影光学系を介して物体上に転写された計測用パターンの転写領域から成る複数の区画領域を含みその輪郭の少なくとも一部が直線部である所定の領域を撮像する(第1工程)。 According to this, at least a portion of the outline includes a plurality of divided areas consisting of the transfer area of ​​the measurement pattern transferred onto the object through a projection optical system with different exposure conditions of prescribed a straight portion imaging a region (first step).
【0023】 [0023]
次いで、撮像により得られた撮像データに基づき、所定の領域の輪郭から成る外枠を構成する前記直線部を検出対象とし、所定大きさの窓領域を検出対象の直線部にほぼ直交する走査方向に走査し、該走査中に窓領域内のピクセルデータに基づいて検出対象の直線部の位置を検出する(第2工程)。 Then, based on the imaging data obtained by the imaging, the straight portion and the detection object constituting an outer frame consisting of the contour of a predetermined region, the predetermined size substantially orthogonal to the scanning direction of the window region to the linear portion of the detection target scanned in, and detects the position of the linear portion of the detection object based on pixel data in the window area in the scanning (the second step).
【0024】 [0024]
ここで、外枠の部分のピクセルデータは、その他の部分のピクセルデータと明らかにピクセル値(画素値)が異なるので、例えば窓領域の走査方向の位置が1画素ずつ変化するのに応じた窓領域内のピクセルデータの変化に基づき、検出対象の直線部(外枠の一部)の位置が確実に検出される。 Here, the pixel data of the portion of the outer frame, because the other portion of the pixel data and clearly pixel values ​​(pixel values) are different, for example, a window the position of the scanning direction of the window region corresponding to changes by 1 pixel based on the change pixel data in the region, the position of the straight portion of the detection target (a part of the outer frame) is reliably detected.
【0025】 [0025]
次に、第2工程における前記検出対象の直線部の位置の検出結果を利用し、前記複数の区画領域の少なくとも一部の複数の区画領域における像の形成状態を、撮像データを用いて検出する(第3工程)。 Then, by using the detection result of detection of the position of the linear portion of the subject in the second step, the formation state of the image at least a portion of the plurality of divided areas of said plurality of divided areas, detected using the imaging data (third step). この場合、外枠を構成する任意の直線部と、像の形成状態を検出すべき複数の区画領域(以下、「検出対象領域」とも記述する)との設計上の位置関係は既知であるから、その位置関係を考慮することにより、検出対象領域を見つけることができ、見つけた検出対象領域のそれぞれについて、撮像データを用いて画像処理を行うことにより、検出対象領域の像の形成状態を検出することができる。 In this case, the arbitrary straight line portion constituting the outer frame, a plurality of divided areas to be detected state of formation of an image (hereinafter referred to as "detection target region") because the positional relation in design between the known by considering the positional relationship, it is possible to find the detection target region, for each of the detection target area found by performing the image processing using the imaging data, detecting the formation state of the image of the detection target area can do.
【0026】 [0026]
ここで、像の形成状態の検出は、物体が感光物体である場合に、その物体を現像することなく物体上に形成された潜像に対して行っても良いし、上記像が形成された物体を現像した後、物体上に形成されたレジスト像、あるいはレジスト像が形成された物体をエッチング処理して得られる像(エッチング像)などに対して行っても良い。 Here, the detection of the state of formation of an image, if the object is a photosensitive object, may be performed with respect to the latent image formed on an object without developing the object, the image is formed after developing the object may be performed resist image formed on an object, or an object that resist image is formed with respect to such an image obtained by an etching process (etching image). ここで、物体上における像の形成状態を検出するための感光層は、フォトレジストに限らず、光(エネルギ)の照射によって像(潜像及び顕像)が形成されるものであれば良い。 Here, the photosensitive layer for detecting the state of formation of an image on an object is not limited to the photoresist, as long as the image (latent image and visible image) is formed by light irradiation (energy). 例えば、感光層は、光記録層、光磁気記録層などであっても良く、従って、感光層が形成される物体もウエハ又はガラスプレート等に限らず、光記録層、光磁気記録層が形成可能な板等であっても良い。 For example, the photosensitive layer, the optical recording layer may be a magneto-optical recording layer, therefore, the object on which the photosensitive layer is formed is not limited to a wafer or a glass plate or the like, an optical recording layer, a magneto-optical recording layer is formed it may be a possible plate or the like.
【0027】 [0027]
例えば、像の形成状態の検出をレジスト像、エッチング像などに対して行う場合には、SEMなどの顕微鏡は勿論、例えば露光装置のアライメント検出系、例えばアライメントマークの像を撮像素子上に結像する画像処理方式のアライメント検出系、いわゆるFIA(Field Image Alignment)系のアライメントセンサを用いることができる。 For example, imaging the detection of the formation state of the image resist image, if performed on an etching image is of course the microscope such as SEM, for example an exposure device of the alignment detection system, for example, the image of the alignment mark on the imaging device alignment detection system of the image processing method that can be used alignment sensor of a so-called FIA (Field image alignment) system. また、像の形成状態の検出を潜像に対して行う場合には、FIA系などを用いることができる。 Further, the detection of the state of formation of an image when performed on the latent image can be used as the FIA ​​system.
【0028】 [0028]
いずれにしても、前述の如く、外枠の少なくとも一部の直線部の位置を確実に検出し、その検出結果を利用して検出対象の複数の区画領域における像の形成状態を画像処理の手法で検出することができ、例えばそれぞれの区画領域における像のコントラストなどを検出することにより、パターン像の形成状態を短時間で検出することが可能になる。 In any case, as described above, the position of at least a portion of the linear portion of the outer frame reliably detected, the image processing state of formation of an image in a plurality of divided areas to be detected by utilizing the detection result technique in can be detected, for example, by detecting the contrast or the like of an image in each divided area, it is possible to detect in a short time formation state of the pattern image.
【0029】 [0029]
そして、その検出結果に基づいて投影光学系の光学特性を求める(第4工程)。 Then, determine the optical characteristics of the projection optical system based on the detection result (step 4). ここでは、客観的かつ定量的な像のコントラストなどを用いた検出結果に基づいて光学特性が求められるために、従来の方法と比較して光学特性を精度及び再現性良く計測することができる。 Here, since the optical characteristics are determined based on the result of detection using a objective and quantitative image contrast, it can be measured accurately and reproducibly optical properties compared to conventional methods.
【0030】 [0030]
また、従来の寸法を計測する方法に比べて、計測用パターンを小さくすることができるため、マスクのパターン領域内に多くの計測用パターンを配置することが可能となる。 Further, as compared with the method of measuring the conventional dimensions, it is possible to reduce the measurement pattern, it is possible to arrange a number of measurement patterns in the pattern region of the mask. 従って、評価点の数を増加させることができるとともに、各評価点間の間隔を狭くすることができ、結果的に光学特性計測の測定精度を向上させることが可能となる。 Therefore, it is possible to increase the number of evaluation points, it is possible to reduce the distance between the evaluation points, it is possible to eventually improve the measurement accuracy of the optical property measurement.
【0031】 [0031]
従って、請求項1に記載の光学特性計測方法によれば、短時間で、確実にかつ精度及び再現性良く投影光学系の光学特性を計測することができる。 Therefore, according to the optical characteristics measuring method according to claim 1, it is possible in a short time, measured reliably and optical properties of accuracy and good reproducibility projection optical system.
【0032】 [0032]
上記請求項1に記載の光学特性計測方法において、請求項2に記載の光学特性計測方法の如く、前記走査方向は、前記外枠の内側から外側に向かう方向であることとすることができる。 In the optical property measurement method according to the claim 1, as optical characteristics measuring method according to claim 2, wherein the scanning direction can be that from the inside of the outer frame is a direction toward the outside. かかる場合には、最初に前述の窓領域内のピクセルデータに対応するピクセル値のピークが求められたとき、その位置が外枠の位置に確実に一致するので、外枠検出をより確実に行うことができる。 In such a case, when first peak of pixel values ​​corresponding to the pixel data in the above-mentioned window regions have been determined, since its position coincides reliably the position of the outer frame, performing outer frame detection more reliably be able to.
【0033】 [0033]
上記請求項1に記載の光学特性計測方法において、請求項3に記載の光学特性計測方法の如く、前記所定の領域は、その輪郭に少なくとも一組の相互に平行な直線部を含む場合、前記第2工程では、前記撮像データに基づき、前記外枠の設計値に応じた所定距離だけ離れて配置された一組の所定大きさの窓領域を、前記外枠を構成する相互に平行な組の直線部のそれぞれを検出対象として該検出対象の直線部にほぼ直交する走査方向に同時に走査し、該走査中に前記一組の窓領域内のピクセルデータに基づいて前記検出対象の直線部の位置を検出することとすることができる。 In the optical property measurement method according to the claim 1, when as the optical characteristics measuring method according to claim 3, wherein the predetermined region including at least straight portions parallel to a set of mutually the outline, the in the second step, based on the imaging data, the outer frame set of window area of ​​a predetermined size, which are spaced apart by a predetermined distance corresponding to the design value of, parallel to each other which constitutes the outer frame pairs the scanned simultaneously substantially perpendicular to the scanning direction to the linear portion of the detection object as a detection target of each of the straight portions, said during the scanning on the basis of the pixel data in a set of window region of the straight portion of the detection target it can be to detect the position.
【0034】 [0034]
上記請求項1〜3に記載の各光学特性計測方法において、請求項4に記載の光学特性計測方法の如く、前記第2工程では、前記窓領域内のピクセルデータの代表値が最大又は最小となる位置を、前記検出対象の辺の位置として検出することとすることができる。 In each of the optical characteristics measuring method according to the claims 1 to 3, as optical characteristics measuring method according to claim 4, in the second step, and the representative value is the maximum or minimum pixel data of the window area the a position, can be detected as the position of the detection target side.
【0035】 [0035]
この場合において、請求項5に記載の光学特性計測方法の如く、前記窓領域のサイズは、前記ピクセルデータの代表値が検出対象である外枠上と前記所定の領域内とで、その差が所定値以上となるようなサイズに設定されていることとすることができる。 In this case, as the optical characteristic measurement method according to claim 5, the size of the window region, said representative value of the pixel data is detected by the upper outer frame and said predetermined area, is the difference it can be that it is set to the size such that more than a predetermined value. 例えば、ピクセルデータの代表値として、窓領域内のピクセルデータに対応するピクセル値の分散を用いる場合、外枠上で十分分散が大きくなり、パターン部で分散が小さくなるように窓領域のサイズを設定しても良い。 For example, as the representative value of the pixel data, when using the variance of pixel values ​​corresponding to the pixel data in the window area, well dispersed on the outer frame is increased, the size of the window region so that the variance in the pattern portion is reduced it may be set.
【0036】 [0036]
上記請求項4及び5に記載の各光学特性計測方法において、ピクセルデータの代表値としては、種々の値を用いることができ、例えば請求項6に記載の光学特性計測方法の如く、前記ピクセルデータの代表値は前記窓領域内の中心を含む少なくとも一部の領域内のピクセルデータに対応するピクセル値の分散、標準偏差、加算値、及び微分総和値のいずれかであることとすることができる。 In each of the optical characteristics measuring method according to the claims 4 and 5, as the representative value of the pixel data, it is possible to use various values, for example, as optical characteristics measuring method according to claim 6, wherein the pixel data it can be the representative value and said variance of pixel values ​​corresponding to the pixel data of at least a portion of the region including the center of the window area, standard deviation, sum value, and is either a differential aggregate value .
【0037】 [0037]
上記請求項1〜6に記載の各光学特性計測方法において、請求項7に記載の光学特性計測方法の如く、前記撮像データは、2より大きい複数ビットのデータであり、前記第2工程では、前記複数ビットのデータから最上位2ビットを含む上位複数ビット以外の下位ビットのデータを0又は1にしたデータを前記ピクセルデータとして用いることとすることができる。 In each of the optical characteristics measuring method according to the claims 1 to 6, as the optical characteristics measuring method according to claim 7, wherein the imaging data is second data of a larger plurality of bits, and in the second step, it can be the use of data obtained by the data of the lower bits except the upper plurality of bits including the most significant 2 bits to 0 or 1 from the data of the plurality of bits as the pixel data.
【0038】 [0038]
請求項1〜7に記載の各光学特性計測方法において、請求項8に記載の光学特性計測方法の如く、前記第1工程に先立って、少なくとも1つの露光条件を変更しながら、矩形枠状のパターンと該矩形枠状のパターンの内部に位置する前記計測用パターンとを含む対象パターンを前記第1面上に配置し、かつ前記投影光学系の第2面側に配置された物体を所定のステップピッチで順次移動して前記対象パターンを前記物体上に順次転写することにより、マトリックス状配置の複数の区画領域を前記物体上に形成する工程を含む、転写工程を、更に含むこととすることができる。 In each of the optical characteristics measuring method according to claims 1-7, as optical characteristics measuring method according to claim 8, prior to the first step, while changing at least one of exposure conditions, a rectangular frame-shaped pattern and the target pattern comprising said measurement pattern positioned inside the 該矩 form frame-shaped pattern disposed on the first surface, and wherein disposed on the second surface side of the projection optical system the object of the predetermined by sequentially moving in step pitch sequentially transferring the target pattern on the object, comprising the step of forming a plurality of divided areas of the matrix-like arrangement on the object, the transfer process, it is assumed that further comprises can.
【0039】 [0039]
ここで、「矩形枠状のパターン」は、文字通りの矩形の枠のような形状をしたパターンのみならず、外形線が矩形の枠となるパターン、例えば外縁の形状が矩形状と成る遮光パターン、内縁の形状が矩形状となる遮光パターンの内部に形成された開口パターンなどを含む概念である。 Here, "rectangular frame-shaped pattern" includes not only the pattern shaped like a literal rectangular frame light-shielding pattern pattern outline is rectangular frame, for example, the shape of the outer edge becomes a rectangular shape, is a concept including an opening pattern formed in the interior of the light-shielding pattern shape of the inner edge is rectangular.
【0040】 [0040]
この場合において、請求項9に記載の光学特性計測方法の如く、前記ステップピッチは、前記矩形枠状のパターンのサイズに対応する距離以下に設定されていることとすることができる。 In this case, as the optical characteristics measuring method according to claim 9, wherein the step pitch may be assumed that it is set to less than a distance corresponding to the size of the rectangular frame-shaped pattern. かかる場合には、物体上には、区画領域相互間の境界に従来のような枠線が存在しない複数のマトリックス状配置の複数の区画領域(計測用パターンの像が投影された領域)が形成される。 In such a case, on the object, a plurality of plurality of divided areas of the matrix-like arrangement that does not exist as in the prior art border boundary between divided areas mutually (region image is projected measurement pattern) is formed It is. また、この場合、前記所定の領域を構成する複数の区画領域の少なくとも一部の複数の区画領域における像の形成状態を画像処理の手法により検出する際に、隣接する区画領域間に枠線が存在しない。 In this case, the formation state of the image at least a portion of the plurality of divided areas of a plurality of divided areas constituting the predetermined area when the detection by a method of image processing, the border between divided areas adjacent not exist. このため、検出対象領域(主として計測用パターンの像の残存する区画領域)において、計測用パターンの像のコントラストが枠線の存在により低下することがない。 Therefore, in the detection target area (mainly divided area remaining in the image of the measurement pattern), the contrast of the image of the measurement pattern is not to be reduced by the presence of borders. このため、それらの複数の検出対象領域の撮像データとしてパターン部と非パターン部のS/N比の良好なデータを得ることができ、これらのデータを用いてコントラスト検出法あるいはテンプレートマッチング法などの画像処理の手法により、像の形成状態を精度良く検出することができる。 Therefore, it is possible to obtain good data of the pattern portion and the non-patterned portion of the S / N ratio as the imaging data of the plurality of detection subject regions, such as contrast detection method or template matching method using these data the method of image processing, it is possible to accurately detect the state of formation of an image.
【0041】 [0041]
請求項8に記載の光学特性計測方法において、請求項10に記載の光学特性計測方法の如く、前記所定の領域は、前記複数の区画領域のみから成る場合、前記転写工程では、前記所定の領域内の最外周部に位置する複数の区画領域の少なくとも一部の特定の複数の区画領域が過露光の領域となるように前記露光条件の一部として前記物体上に照射されるエネルギビームのエネルギ量を変更することとすることができる。 In the optical property measurement method according to claim 8, as optical characteristics measuring method according to claim 10, wherein the predetermined area, when composed of only the plurality of divided areas, in the transfer step, the predetermined region energy of the energy beam at least part of a particular plurality of divided areas of a plurality of divided areas positioned at the outermost peripheral portion is irradiated on the object as part of the exposure condition such that the area of ​​the overexposure of the inner it can be to change the amount. かかる場合には、前述の外枠の検出に際してのS/N比が向上し、外枠の検出を高精度に行うことが可能となる。 In such a case, to improve the S / N ratio of the time the detection of the outer frame of the above, it is possible to detect the outer frame with high accuracy.
【0042】 [0042]
上記請求項1〜10に記載の各光学特性計測方法において、請求項11に記載の光学特性計測方法の如く、前記計測用パターンは、マルチバーパターンを含み、前記複数の区画領域のそれぞれに転写された前記マルチバーパターンとこれに隣接するパターンとが、前記マルチバーパターンの像のコントラストが前記隣接するパターンによる影響を受けない距離L以上離れていることとすることができる。 In each of the optical characteristics measuring method according to the claims 1 to 10, as the optical characteristics measuring method according to claim 11, wherein the measurement pattern comprises a multi-bar pattern, transferred to each of the plurality of divided areas a pattern adjacent thereto and the multi-bar patterns that can contrast of the image of the multi-bar pattern and that at a distance L or more unaffected by the adjacent patterns.
【0043】 [0043]
ここで、マルチバーパターンは、複数本のバーパターン(ラインパターン)が所定間隔で配置されたパターンを意味する。 Here, the multi-bar pattern means a pattern in which a plurality of bar pattern (line pattern) are arranged at predetermined intervals. また、マルチバーパターンに隣接するパターンは、該マルチバーパターンが形成された区画領域の境界に存在する枠パターン、及び隣接する区画領域のマルチバーパターンのいずれをも含む。 The pattern adjacent to the multi-bar pattern, includes any multi-bar pattern of the frame pattern multibar pattern is present at the boundary of the formed divided areas, and the adjacent divided area.
【0044】 [0044]
かかる場合には、各区画領域に転写されたマルチバーパターンとこれに隣接するパターンとが、マルチバーパターンの像のコントラストが隣接するパターンによる影響を受けない距離L以上離れているので、それぞれの区画領域に転写されたマルチバーパターンの像のS/N比が良好な撮像信号を得ることができ、この撮像信号に基づいて、コントラスト検出、あるいはテンプレートマッチングなどの画像処理手法により各区画領域に形成されたマルチバーパターンの像の形成状態を精度良く検出することができる。 In such a case, the multi-bar pattern transferred to each partition area and the patterns adjacent thereto, the contrast of the image of the multi-bar patterns are separated by more than a distance L that is not affected by the adjacent patterns, respectively can the S / N ratio of the image of the multi-bar pattern transferred to the divided area to obtain a good image signal, based on the imaging signals, in respective defined areas by image processing techniques such as contrast detection, or template matching the formation state of the image of the multi-bar pattern formed can be detected accurately.
【0045】 [0045]
例えば、テンプレートマッチングによる場合には、客観的、定量的な相関値の情報が区画領域毎に得られ、コントラスト検出の場合には、客観的、定量的なコントラスト値の情報が区画領域毎に得られるので、いずれにしても、得られた情報を、それぞれの閾値と比較することにより、マルチバーパターンの像の形成状態を二値化情報(像の有無情報)に変換することにより、各区画領域毎のマルチバーパターンの形成状態を精度、再現性良く検出することが可能となる。 For example, in the case of template matching may be objective, information quantitative correlation value is obtained for each divided region, in the case of contrast detection, objective, give information of quantitative contrast value for each divided area since it is, in any event, the information obtained by comparing the respective threshold, by converting the formation state of the image of the multi-bar pattern binary information (presence information of the image), each compartment precision formation state of the multi-bar pattern for each area, it is possible to detect with good reproducibility.
【0046】 [0046]
上記請求項1〜11に記載の各光学特性計測方法において、請求項12に記載の光学特性計測方法の如く、前記第3工程は、前記検出対象の直線部の位置の検出結果に基づいて、その検出された外枠部分を基準として前記所定の領域を構成する少なくとも一部の複数の区画領域それぞれの位置を算出する工程を含むこととすることができる。 In each of the optical characteristics measuring method according to the claims 1 to 11, as the optical characteristics measuring method according to claim 12, wherein the third step, based on a detection result of the position of the linear portion of the detection target, It may be to include a step of calculating the detected at least some of the plurality of divided areas of each location forming the predetermined region an outer frame portion as a reference.
【0047】 [0047]
上記請求項1〜12に記載の各光学特性計測方法において、請求項13に記載の光学特性計測方法の如く、前記所定の領域は、その輪郭が直線部のみから成る領域であることとすることができる。 In each of the optical characteristics measuring method according to the claims 1 to 12, as the optical characteristics measuring method according to claim 13, wherein the predetermined region, it is assumed that the contour is a region composed of only the linear portion can.
【0048】 [0048]
上記請求項12に記載の光学特性計測方法において、この場合において、請求項14に記載の光学特性計測方法の如く、前記所定の領域は、その輪郭が4つの直線部から成る矩形領域であり、前記第3工程は、前記算出する工程に先立って、前記検出対象の直線部である辺の位置の検出結果に基づいて、前記矩形の外枠を構成する第1辺から第4辺の各辺上でそれぞれ少なくとも2点を求め、前記求めた少なくとも8点に基づいて前記外枠を算出する外枠算出工程を更に含み、前記算出する工程では、既知の区画領域の配列情報を用いて前記外枠の内部領域を等分割して、前記所定の領域を構成する複数の区画領域それぞれの位置を算出することとすることができる。 In the optical property measurement method according to the claim 12, in this case, as the optical characteristics measuring method according to claim 14, wherein the predetermined area is a rectangular area that contour consists of four straight portions, the third step, prior to said step of calculating, on the basis of the detection result of the position of a straight portion of the detected edges, each side of the fourth side from the first side which constitutes the outer frame of the rectangular obtains at least two points respectively above, wherein further comprising an outer frame calculation step of calculating the outer frame based on at least 8 points was determined, in the step of the calculation, the outer using the sequence information of known defined areas by equally dividing the interior region of the frame, it can be to calculate a plurality of divided areas of each location constituting the predetermined region.
【0049】 [0049]
この場合において、請求項15に記載の光学特性計測方法の如く、前記外枠算出工程では、前記求めた第1ないし第4辺上の各2点の点に基づいて定まる4本の直線同士の交点として矩形領域である前記所定の領域の4頂点を求め、前記求めた4頂点に基づいて最小二乗法による長方形近似を行い、回転を含めた前記所定の領域の矩形の外枠を算出することとすることができる。 In this case, as the optical characteristics measuring method according to claim 15, in the outer frame calculation step, the four straight lines of determined based on a point of the two points on the first to fourth side determined the intersection seeking four vertices of the predetermined region is a rectangular region as performs rectangular fit according to the least square method on the basis of the obtained four vertexes, calculates the rectangular outer frame of the predetermined region including the rotation that it can be.
【0050】 [0050]
上記請求項1〜15に記載の各光学特性計測方法において、請求項16に記載の光学特性計測方法の如く、前記第3工程における、前記少なくとも一部の複数の区画領域における像の形成状態の検出は、各区画領域のピクセルデータに関する代表値を判定値として行われることとすることができる。 In each of the optical characteristics measuring method according to the claims 1 to 15, wherein as the optical characteristics measuring method according to claim 16, in the third step, the formation state of the image at least a portion of the plurality of divided areas detection may be that performed the representative value for the pixel data of each divided area as the determination value.
【0051】 [0051]
この場合において、各区画領域のピクセルデータに関する代表値は種々考えられ、例えば請求項17に記載の光学特性計測方法の如く、前記代表値は、各区画領域内の少なくとも一部の範囲内におけるピクセルデータに対応するピクセル値の加算値、微分総和値、分散及び標準偏差のいずれかであることとすることができる。 In this case, the representative value for the pixel data of each divided area has been variously considered, for example, as optical characteristics measuring method according to claim 17, wherein the representative value, the pixel in the at least a portion of the range of each segment area sum of pixel values ​​corresponding to the data, can be that the differential aggregate value is either variance and standard deviation. あるいは、請求項18に記載の光学特性計測方法の如く、前記代表値は、平均値として前記計測用パターンの像が残存しないと予想される任意の区画領域内におけるピクセル値の平均値を用いて求められた、前記各区画領域内の少なくとも一部の範囲内におけるピクセルデータに対応するピクセル値の分散及び標準偏差のいずれかであることとすることができる。 Alternatively, as optical characteristics measuring method according to claim 18, wherein the representative value, using the average value of pixel values ​​in an arbitrary segment area where the image of the measurement pattern is not expected to remain as the mean value the obtained, can be said either of variance and standard deviation of the pixel values ​​corresponding to the pixel data within at least a portion of the range of each segment area.
【0052】 [0052]
なお、本明細書において、上記の代表値として用いられるピクセル値の加算値微分総和値、分散あるいは標準偏差などを、適宜、「スコア」あるいは「コントラストの指標値」などとも呼ぶものとする。 In this specification, the addition value differential aggregate value of the pixel values ​​to be used as the representative value, distributed or standard deviation, as appropriate, shall be referred to as "score" or "index value of contrast".
【0053】 [0053]
上記請求項1〜15に記載の各光学特性計測方法において、請求項19に記載の光学特性計測方法の如く、前記第3工程における、前記少なくとも一部の複数の区画領域における像の形成状態の検出は、テンプレートマッチングの手法により行われることとすることができる。 In each of the optical characteristics measuring method according to the claims 1 to 15, wherein as the optical characteristics measuring method according to claim 19, in the third step, the formation state of the image at least a portion of the plurality of divided areas detection may be that performed by the template matching method.
【0054】 [0054]
上記請求項1〜19に記載の各光学特性計測方法において、請求項20に記載の光学特性計測方法の如く、前記露光条件は、前記投影光学系の光軸方向に関する前記物体の位置及び前記物体上に照射されるエネルギビームのエネルギ量の少なくとも一方を含むこととすることができる。 In each of the optical characteristics measuring method according to the claim 1 to 19, as the optical characteristics measuring method according to claim 20, wherein the exposure conditions, position and the object of the object relative to the optical axis of the projection optical system may be to include at least one of the energy content of the energy beam irradiated on.
【0055】 [0055]
上記請求項1〜20に記載の各光学特性計測方法において、請求項21に記載の光学特性計測方法の如く、前記露光条件は、前記投影光学系の光軸方向に関する前記物体の位置と前記物体上に照射されるエネルギビームのエネルギ量とを含み、前記物体上に形成されたマトリックス状配置の複数の区画領域は、前記露光条件を変更しながら前記投影光学系を介して前記物体上に順次転写された計測用パターンの転写領域から成り、前記第3工程における、像の形成状態の検出は、前記検出対象の区画領域における前記計測用パターンの像の有無の検出であり、前記第4工程では、その像が検出された複数の区画領域に対応する前記エネルギビームのエネルギ量と前記投影光学系の光軸方向に関する前記物体の位置との相関関係により最良フォ In each of the optical characteristics measuring method according to the claims 1 to 20, as the optical characteristics measuring method according to claim 21, wherein the exposure conditions, the the position of the object relative to the optical axis of the projection optical system object and a energy amount of the energy beam irradiated on a plurality of divided areas of the matrix-like arrangement formed on the object, sequentially on the object through said projection optical system while changing the exposure condition It consists transfer area of ​​the transferred measurement pattern, in the third step, the detection of the state of formation of an image is the detection of the presence or absence of the image of the measurement pattern in the divided area of ​​the detection target, the fourth step in the best follower by correlation between the position of the object relative to the optical axis of the projection optical system and the energy amount of the energy beams corresponding to the plurality of divided areas that image is detected カス位置を決定することとすることができる。 It may be able to determine the scum position.
【0056】 [0056]
かかる場合には、計測用パターンの転写に際しては、2つの露光条件、すなわち投影光学系の光軸方向に関する物体の位置と物体上に照射されるエネルギビームのエネルギ量を変更しながら計測用パターンの像を物体上の複数の領域に順次転写する。 In such a case, upon transfer of the pattern for measurement, two exposure conditions, i.e. the measurement pattern while changing the amount of energy of the energy beam irradiated on the position and the object of the object relative to the optical axis of the projection optical system sequentially transferring an image into a plurality of areas on the object. この結果、物体上の各領域には、それぞれ転写時の投影光学系の光軸方向に関する物体の位置及び物体上に照射されるエネルギビームのエネルギ量が異なる計測用パターンの像が転写される。 As a result, in each region on the object, the image of the measurement pattern energy amount of the energy beam is different irradiated on the object position and the object relative to the optical axis direction of the projection optical system at the time of the transfer, respectively, are transferred. そして、像の形成状態の検出に際しては、物体上の前記少なくとも一部の複数の区画領域について、例えば投影光学系の光軸方向に関する位置毎に計測用パターンの像の有無を検出する。 Then, upon detection of the state of formation of the image, for at least a portion of the plurality of divided areas on an object, to detect the presence or absence of the image of the measurement pattern, for example, every position about the optical axis of the projection optical system. この結果、投影光学系の光軸方向に関する位置毎に、その像が検出されたエネルギビームのエネルギ量を求めることができる。 As a result, for each position the direction of the optical axis of the projection optical system, it is possible to determine the amount of energy of the energy beam the image is detected.
【0057】 [0057]
そこで、前記光学特性を求めるに際しては、その像が検出されたエネルギビームのエネルギ量と投影光学系の光軸方向に関する位置との相関関係を示す近似曲線を求め、例えば、その近似曲線の極値から最良フォーカス位置を求めることができる。 Therefore, the time of obtaining the optical characteristics, determined an approximate curve indicating the correlation between the positions in the optical axis direction of the energy amount and the projection optical system of an energy beam that image is detected, for example, extremes of the approximate curve it is possible to obtain the best focus position from.
【0058】 [0058]
請求項22に記載の発明は、第1面上のパターンを第2面上に投影する投影光学系の光学特性を計測する光学特性計測方法であって、少なくとも1つの露光条件を変更しながら、前記第1面上に配置された計測用パターンを前記投影光学系の第2面側に配置された物体上の複数の領域に順次転写する第1工程と;前記計測用パターンが異なる露光条件で転写された前記物体上の複数の区画領域のうちの少なくとも一部の複数の区画領域から成る所定形状の領域を含む領域を撮像し、その撮像データ中の前記所定形状の領域の所定方向のピクセル列毎のピクセルデータの加算値の分布状況を検出する第2工程と;前記検出結果に基づいて前記投影光学系の光学特性を求める第3工程と;を含む光学特性計測方法である。 Invention according to claim 22, an optical characteristic measuring method for measuring an optical characteristic of a projection optical system for projecting a pattern on a first surface on a second surface, while changing at least one of exposure conditions, in the pattern for measurement is different exposure conditions; first step and sequentially transferring the measurement pattern disposed on the first surface into a plurality of regions on the object placed on the second surface side of the projection optical system At least a portion of imaging a region including a region of a predetermined shape comprising a plurality of divided areas in a given direction of pixels in the region of the predetermined shape in the captured data of the plurality of divided areas on an object that has been transferred an optical characteristic measuring method comprising: second step and detecting the distribution of the sum of the pixel data for each row; third step and obtaining the optical characteristics of the projection optical system based on the detection result.
【0059】 [0059]
これによれば、少なくとも1つの露光条件を変更しながら、第1面上に配置された計測用パターンを投影光学系の第2面側に配置された物体上の複数の領域に順次転写する(第1工程)。 According to this, while varying at least one of the exposure conditions are sequentially transferred to a plurality of areas on an object placed the placed measurement pattern on the first surface to the second surface side of the projection optical system ( the first step). この結果、物体上には、計測用パターンが異なる露光条件で転写された複数の区画領域が形成される。 As a result, on the object, a plurality of divided areas measurement pattern is transferred under different exposure conditions are formed.
【0060】 [0060]
次に、計測用パターンが異なる露光条件で転写された物体上の複数の区画領域のうちの少なくとも一部の複数の区画領域から成る所定形状の領域を含む領域を撮像し、その撮像データ中の前記所定形状の領域の所定方向のピクセル列毎のピクセルデータの加算値の分布状況を検出する(第2工程)。 Then, by imaging a region including a region of a predetermined shape comprising at least a portion of the plurality of divided areas of the plurality of divided areas on an object for measurement pattern is transferred under different exposure conditions, in the imaging data detecting the distribution of the sum of the pixel data for each predetermined direction pixel row area of ​​the predetermined shape (second step). ここで、所定方向は、所定形状の領域を構成する一部の区画領域の配列方向などに定められ、例えば、分布状況に基づいて、分布曲線のデータが得られる。 Here, the predetermined direction is defined like the arrangement direction of a part of the divided areas constituting the region having a predetermined shape, for example, based on the distribution data of the distribution curve is obtained. この場合、所定方向のピクセル列毎のピクセルデータの加算値の分布状況を算出するという簡単な画像処理により、前述の区画領域毎の像の形成状態(例えば有無検出)の検出結果と実質的に等価な分布状況のデータを得ることができる。 In this case, the simple image processing for calculating the distribution of the sum of the pixel data for each predetermined direction pixel row, the detection result substantially the formation state of the image of each divided area above (e.g., presence detection) data equivalent distribution can be obtained. 従って、客観的かつ定量的な撮像データを用いて、前述の区画領域毎の像の形成状態(例えば有無検出)の検出結果を得る場合と同程度の検出精度及び再現性で、より簡易な手法により像の形成状態を検出することができる。 Therefore, objective and using quantitative imaging data, the detection accuracy and repeatability comparable to the case of obtaining the detection results of the forming state of the image of each divided area above (e.g., presence detection), more simplified method it is possible to detect the state of formation of an image by.
【0061】 [0061]
そして、上記の分布状況のデータに基づいて投影光学系の光学特性を求める(第3工程)。 Then, based on the data of the above distribution obtaining the optical characteristics of the projection optical system (third step). ここでは、客観的かつ定量的な撮像データを用いた検出結果に基づいて光学特性が求められるため、従来の方法と比較して光学特性を精度及び再現性良く計測することができる。 Here, since the optical characteristics are determined based on the detection results using the objective and quantitative imaging data, it can be measured accurately and reproducibly optical properties compared to conventional methods.
【0062】 [0062]
請求項23に記載の発明は、露光用のエネルギビームをマスクに照射し、前記マスクに形成されたパターンを投影光学系を介して物体上に転写する露光方法であって、請求項1〜22のいずれか一項に記載の光学特性計測方法によって計測された前記光学特性を考慮して前記投影光学系を調整する工程と;前記調整された投影光学系を介して前記マスクに形成されたパターンを前記物体上に転写する工程と;を含む露光方法である。 The invention according to claim 23, irradiating an energy beam for exposure mask, there is provided an exposure method for transferring onto an object through a projection optical system a pattern formed on the mask, according to claim 1 to 22 the formed through said adjusting projection optical system mask pattern; step and adjusting the projection optical system in consideration of the optical characteristics measured by the optical characteristic measuring method according to any one of it is an exposure method comprising: a step of transferring on the object.
【0063】 [0063]
これによれば、請求項1〜22に記載の各光学特性計測方法によって計測された投影光学系の光学特性を考慮して最適な転写が行えるように投影光学系が調整され、その調整された投影光学系を介してマスクに形成されたパターンを物体上に転写するので、微細パターンを物体上に高精度に転写することができる。 According to this, it is adjusted each optical characteristic measuring the projection optical system to allow optimal transfer in consideration of the optical characteristics of the projection optical system measured by the method of claim 1 to 22, which is the adjustment because the pattern formed on a mask through a projection optical system for transferring onto the object can be transferred with high accuracy onto the object a fine pattern.
【0064】 [0064]
請求項24に記載の発明は、リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、前記リソグラフィ工程では、請求項23に記載の露光方法を用いることを特徴とするデバイス製造方法である。 The invention according to claim 24, there is provided a device manufacturing method including a lithographic process, in said lithographic process, a device manufacturing method comprising using the exposure method according to claim 23.
【0065】 [0065]
これによれば、リソグラフィ工程で、請求項23に記載の露光方法により微細パターンを物体上に精度良く転写することができるので、結果的に高集積度のデバイスの生産性(歩留まりを含む)を向上させることが可能となる。 According to this, in a lithography process, since a fine pattern by an exposure method according to claim 23 can be accurately transferred onto the object, as a result, the highly integrated devices productivity (including the yield) it is possible to improve.
【0066】 [0066]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
以下、本発明の一実施形態を図1〜図23に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 23.
【0067】 [0067]
図1には、本発明に係る光学特性計測方法及び露光方法を実施するのに好適な一実施形態に係る露光装置100の概略的な構成が示されている。 Figure 1 shows a schematic configuration of an exposure apparatus 100 according to a preferred embodiment for carrying out the optical property measurement method and an exposure method according to the present invention is shown. この露光装置100は、ステップ・アンド・スキャン方式の縮小投影露光装置(いわゆるスキャニング・ステッパ(スキャナーとも呼ばれる))である。 The exposure apparatus 100 is a reduction projection exposure apparatus by a step-and-scan method (a so-called scanning stepper (also called a scanner)).
【0068】 [0068]
この露光装置100は、照明系IOP、マスクとしてのレチクルRを保持するレチクルステージRST、レチクルRに形成されたパターンの像を感光剤(フォトレジスト)が塗布された物体としてのウエハW上に投影する投影光学系PL、ウエハWを保持して2次元平面(XY平面内)を移動するXYステージ20、XYステージ20を駆動する駆動系22、及びこれらの制御系等を備えている。 The exposure apparatus 100 is a projection illumination system IOP, a reticle stage RST that holds a reticle R as a mask, an image of the photosensitive agent of a pattern formed on reticle R onto a wafer W as an object (photoresist) is applied projection optical system PL, which includes a drive system 22 for driving the XY stage 20, the XY stage 20 for moving the two-dimensional plane holding the wafer W (the XY plane), and a control system thereof, and the like. この制御系は装置全体を統括制御するマイクロコンピュータ(あるいはワークステーション)などから成る主制御装置28を中心として構成されている。 The control system is mainly configured of main controller 28 composed of a microcomputer that controls the whole apparatus (or a workstation).
【0069】 [0069]
前記照明系IOPは、図2に示されるように、光源1、ビーム整形光学系2、エネルギ粗調器3、オプティカルインテグレータ(ホモジナイザ)4、照明系開口絞り板5、ビームスプリッタ6、第1リレーレンズ7A、第2リレーレンズ7B、視野絞りとしてのレチクルブラインド8(本実施形態では固定レチクルブラインド8Aと可動レチクルブラインド8Bとを含む)、及び光路折り曲げ用のミラーM等を備えている。 The illumination system IOP, as shown in FIG. 2, the light source 1, a beam shaping optical system 2, rough energy adjuster 3, an optical integrator (homogenizer) 4, an illumination system aperture stop plate 5, the beam splitter 6, the first relay lens 7A, the second relay lens 7B, (including a fixed reticle blind 8A and a movable reticle blind 8B in this embodiment) reticle blind 8 as field stop, and a mirror M or the like for bending the optical path. なお、オプティカルインテグレータ4としては、フライアイレンズ、ロッド型(内面反射型)インテグレータ、あるいは回折光学素子などを用いることができる。 Incidentally, as the optical integrator 4 may be used a fly-eye lens, a rod type (inner surface reflection type) integrator, or the like diffractive optical element. 本実施形態では、オプティカルインテグレータ4としてフライアイレンズが用いられているので、以下では、フライアイレンズ4とも呼ぶ。 In the present embodiment, since the fly's eye lens is used as an optical integrator 4, in the following, also referred to as a fly-eye lens 4.
【0070】 [0070]
ここで、この照明系IOPの上記構成各部について説明する。 Here will be described the construction each section of the illumination system IOP. 光源1としては、KrFエキシマレーザ(発振波長248nm)やArFエキシマレーザ(発振波長193nm)等が使用される。 As the light source 1, KrF excimer laser (oscillation wavelength 248 nm) or an ArF excimer laser (oscillation wavelength 193 nm) or the like is used. 光源1は、実際には、露光装置本体が設置されるクリーンルーム内の床面、あるいは該クリーンルームとは別のクリーン度の低い部屋(サービスルーム)等に設置され、不図示の引き回し光学系を介してビーム整形光学系2の入射端に接続されている。 The light source 1 is, in fact, the floor in a clean room where the exposure apparatus main body is installed, or is installed in a lower room (service room) or the like having a different degree of cleanness and the clean room, through the routing optical system (not shown) It is connected to the entrance end of the beam shaping optical system 2 Te.
【0071】 [0071]
前記ビーム整形光学系2は、光源1からパルス発光されたレーザビームLBの断面形状を、該レーザビームLBの光路後方に設けられたフライアイレンズ4に効率よく入射するように整形するもので、例えばシリンダレンズやビームエキスパンダ(いずれも図示省略)等で構成される。 The beam shaping optical system 2, the pulsed light laser beam LB cross-sectional shape from the light source 1, intended to shape to efficiently incident on fly-eye lens 4 provided in the optical path behind the laser beam LB, for example, a cylindrical lens or a beam expander (all not shown) the like.
【0072】 [0072]
前記エネルギ粗調器3は、ビーム整形光学系2後方のレーザビームLBの光路上に配置され、ここでは、回転板31の周囲に透過率(=1−減光率)の異なる複数個(例えば6個)のNDフィルタ(図2ではその内の2個のNDフィルタ32A、32Dのみが示されている)を配置し、その回転板31を駆動モータ33で回転することにより、入射するレーザビームLBに対する透過率を100%から等比級数的に複数段階で切り換えることができるようになっている。 The rough energy adjuster 3 is disposed on the optical path of the laser beam LB 2 rear beam shaping optical system, wherein the transmittance around the rotating plate 31 (= 1 extinction ratio) different plurality (e.g. the two ND filters 32A of the ND filter (in FIG. 2 among its six) disposed 32D only are shown), by rotating the rotating plate 31 by a drive motor 33, the laser beam incident the transmittance for LB and is capable of switching in geometric progression plurality of steps from 100%. 駆動モータ33は、主制御装置28によって制御される。 Drive motor 33 is controlled by the main controller 28.
【0073】 [0073]
前記フライアイレンズ4は、エネルギ粗調器3後方のレーザビームLBの光路上に配置され、レチクルRを均一な照度分布で照明するためにその射出側焦点面に多数の点光源(光源像)から成る面光源、すなわち2次光源を形成する。 The fly-eye lens 4 is disposed on the optical path of the laser beam LB rough energy adjuster 3 rear, a large number of point light sources in the exit-side focal plane to illuminate the reticle R with a uniform illuminance distribution (light source image) a surface light source composed of, ie to form a secondary light source. この2次光源から射出されるレーザビームを以下においては、「照明光IL」と呼ぶものとする。 The laser beam emitted from the secondary light source in the following, is referred to as "illumination light IL."
【0074】 [0074]
前記フライアイレンズ4の射出側焦点面の近傍に、円板状部材から成る照明系開口絞り板5が配置されている。 In the vicinity of the exit-side focal plane of the fly's eye lens 4, the illumination system aperture stop plate 5 made of a disc-shaped member is disposed. この照明系開口絞り板5には、ほぼ等角度間隔で、例えば通常の円形開口より成る開口絞り、小さな円形開口より成りコヒーレンスファクタであるσ値を小さくするための開口絞り(小σ絞り)、輪帯照明用の輪帯状の開口絞り(輪帯絞り)、及び変形光源法用に複数の開口を偏心させて配置して成る変形開口絞り(図2ではこのうちの2種類の開口絞りのみが図示されている)等が配置されている。 This illumination system aperture stop plate 5, at equal angular intervals about, for example, an aperture stop made of an ordinary circular opening, smaller consists circular aperture openings for reducing the σ value is coherence factor (small σ diaphragm), diaphragm annular opening for annular illumination (diaphragm annular), and modified by decentering a plurality of openings for the light source method comprising arranged deformed aperture stop (in FIG. 2 only two of the aperture stop of this is are shown) are arranged. この照明系開口絞り板5は、主制御装置28により制御されるモータ等の駆動装置51により回転されるようになっており、これによりいずれかの開口絞りが照明光ILの光路上に選択的に設定される。 Selective for the illumination system aperture stop plate 5 is adapted to be rotated by the driving device 51 such as a motor which is controlled by main controller 28, thereby either the aperture stop is a light path of the illumination light IL It is set to. なお、開口絞り板5の代わりに、あるいはそれと組み合わせて、例えば照明光学系内に交換して配置される複数の回折光学素子、照明光学系の光軸に沿って可動なプリズム(円錐プリズム、多面体プリズムなど)、及びズーム光学系の少なくとも1つを含む光学ユニットを、光源1(具体的にはエネルギ粗調器3)とオプティカルインテグレータ4との間に配置し、オプティカルインテグレータ4がフライアイレンズであるときはその入射面上での照明光ILの強度分布、オプティカルインテグレータ4が内面反射型インテグレータであるときはその入射面に対する照明光ILの入射角度範囲などを可変とすることで、照明光学系の瞳面上での照明光ILの光量分布(2次光源の大きさや形状)、すなわち照明条件の変更に伴なう光量損失を Instead of the aperture stop plate 5, or in combination with, for example, a plurality of diffractive optical elements arranged to replace in the illumination optical system, an illumination optical system movable prism along the optical axis of the (conical prism, polyhedron prism, etc.), and an optical unit comprising at least one of the zoom optical system, the light source 1 (specifically arranged between the rough energy adjuster 3) and the optical integrator 4, an optical integrator 4 in the fly-eye lens sometimes the intensity distribution of the illumination light IL on the incident surface, when the optical integrator 4 is an internal reflection type integrator by varying the like incident angle range of the illumination light IL with respect to the incident surface, the illumination optical system of the light amount distribution of the illumination light IL on the pupil plane (the size and shape of the secondary light source), i.e. the accompanying loss of light to change the lighting conditions えることが望ましい。 Obtaining it is desirable.
【0075】 [0075]
照明系開口絞り板5後方の照明光ILの光路上に、反射率が小さく透過率の大きなビームスプリッタ6が配置され、更にこの後方の光路上に、前述のレチクルブラインド8を介在させて第1リレーレンズ7A及び第2リレーレンズ7Bから成るリレー光学系が配置されている。 The illumination system aperture stop plate 5 behind the optical path of illumination light IL, large beam splitter 6 in reflectance is small transmittance is disposed, the further to the rear of the optical path, is interposed reticle blind 8 described above 1 a relay optical system consisting of the relay lens 7A and the second relay lens 7B is disposed.
【0076】 [0076]
前記レチクルブラインド8を構成する固定レチクルブラインド8Aは、レチクルRのパターン面に対する共役面から僅かにデフォーカスした面に配置され、レチクルR上で照明領域を規定する矩形開口が形成されている。 Fixed reticle blind 8A constituting the reticle blind 8 is disposed on a surface slightly defocused from the conjugate plane with respect to the pattern surface of the reticle R, a rectangular aperture for defining an illumination region on the reticle R is formed. また、この固定レチクルブラインド8Aの近傍に走査方向(本実施形態では、図1及び図2における紙面内左右方向であるY軸方向とする)に対応する方向の位置及び幅が可変の開口部を有する可動レチクルブラインド8Bが配置され、走査露光の開始時及び終了時にその可動レチクルブラインド8Bを介して照明領域を更に制限することによって、不要な部分の露光が防止されるようになっている。 Furthermore, (in the present embodiment, the Y-axis direction is the lateral direction of the page surface in FIG. 1 and FIG. 2) near the scanning direction of the fixed reticle blind 8A opening position and width of the corresponding variable direction of the movable reticle blind 8B are arranged to have, by further limiting the illumination area via the movable reticle blind 8B at the beginning and end of scanning exposure, the exposure of unnecessary portions is adapted to be prevented. さらに、可動レチクルブラインド8Bは走査方向と直交する非走査方向に対応する方向に関しても開口部の幅が可変であり、ウエハ上に転写すべきレチクルRのパターンに応じて照明領域の非走査方向の幅を調整できるようになっている。 Further, the movable reticle blind 8B width of the opening also in the direction corresponding to the non-scanning direction perpendicular to the scanning direction is variable, in the non-scanning direction of the illumination area in accordance with the pattern of the reticle R to be transferred onto a wafer and to be able to adjust the width.
【0077】 [0077]
リレー光学系を構成する第2リレーレンズ7B後方の照明光ILの光路上には、当該第2リレーレンズ7Bを通過した照明光ILをレチクルRに向けて反射する折り曲げミラーMが配置されている。 The second relay lens 7B behind the optical path of illumination light IL that constitute the relay optical system, the mirror M bent for reflecting the illumination light IL that has passed through the second relay lens 7B reticle R is arranged .
【0078】 [0078]
一方、ビームスプリッタ6による反射光路上には、集光レンズ52を介して光電変換素子よりなるインテグレータセンサ53が配置されている。 On the other hand, the reflected light path by the beam splitter 6, an integrator sensor 53 consisting of a photoelectric conversion element through the condenser lens 52 is disposed. このインテグレータセンサ53としては、例えば遠紫外域で感度があり、且つ光源ユニット1のパルス発光を検出するために高い応答周波数を有するPIN型のフォトダイオード等が使用できる。 As the integrator sensor 53, for example, it is sensitive in the far ultraviolet region, and PIN type photodiode or the like having a high response frequency for detecting the pulsed light emission of the light source unit 1 can be used. このインテグレータセンサ53の出力DPと、ウエハW表面上での照明光ILの照度(強度)との相関係数(又は相関関数)は予め求められて、主制御装置28内部のメモリ内に記憶されている。 An output DP of the integrator sensor 53, the correlation coefficient between the intensity values ​​(intensity) of illumination light IL on the wafer W surface (or correlation function) is obtained in advance, stored in the main controller 28 in the internal memory ing.
【0079】 [0079]
このようにして構成された照明系IOPの作用を簡単に説明すると、光源1からパルス発光されたレーザビームLBは、ビーム整形光学系2に入射して、ここで後方のフライアイレンズ4に効率よく入射するようにその断面形状が整形された後、エネルギ粗調器3に入射する。 Thus briefly explaining the operation of the illumination system IOP constructed, the laser beam LB pulsed light from the light source 1 is incident on the beam shaping optical system 2, wherein the rear of the fly-eye lens 4 Efficiency after its sectional shape is shaped to better incident, incident on the rough energy adjuster 3. そして、このエネルギ粗調器3のいずれかのNDフィルタを透過したレーザビームLBは、フライアイレンズ4に入射する。 Then, the laser beam LB that has passed through one of the ND filter of the rough energy adjuster 3 is incident on the fly-eye lens 4. これにより、フライアイレンズ4の射出側焦点面に前述の2次光源が形成される。 Thus, the aforementioned secondary light sources formed on the exit-side focal plane of the fly-eye lens 4. この2次光源から射出された照明光ILは、照明系開口絞り板5上のいずれかの開口絞りを通過した後、透過率が大きく反射率が小さなビームスプリッタ6に至る。 Illumination light IL emitted from the secondary light source is passed through one of the aperture stops on illumination system aperture stop plate 5, the transmittance increases reflectance reaches a small beam splitter 6. このビームスプリッタ6を透過した照明光ILは、第1リレーレンズ7Aを経てレチクルブラインド8の開口部を通過した後、第2リレーレンズ7Bを通過してミラーMによって光路が垂直下方に折り曲げられた後、レチクルステージRST上に保持されたレチクルR上の矩形の照明領域を均一な照度分布で照明する。 Illumination light IL that has been transmitted through the beam splitter 6 passes through the opening of the reticle blind 8 via the first relay lens 7A, the optical path is bent vertically downward by the mirror M and passes through the second relay lens 7B after illuminates the rectangular illumination area on the reticle R held on reticle stage RST with a uniform illuminance distribution.
【0080】 [0080]
一方、ビームスプリッタ6で反射された照明光ILは、集光レンズ52を介してインテグレータセンサ53で受光され、インテグレータセンサ53の光電変換信号が、不図示のピークホールド回路及びA/D変換器を介して出力DP(digit/pulse)として主制御装置28に供給される。 On the other hand, illumination light IL reflected by the beam splitter 6 is received by the integrator sensor 53 through the condenser lens 52, a photoelectric conversion signal of the integrator sensor 53, a peak hold circuit and an A / D converter (not shown) It is supplied to the output DP (digit / pulse) as the main controller 28 through.
【0081】 [0081]
図1に戻り、前記レチクルステージRSTは、照明系IOPの図1における下方に配置されている。 Returning to Figure 1, the reticle stage RST is placed below in Figure 1 of the illumination system IOP. このレチクルステージRST上にレチクルRが載置され、不図示のバキュームチャック等を介して吸着保持されている。 The reticle R on the reticle stage RST is mounted, and held by suction via a vacuum chuck (not shown) or the like. レチクルステージRSTは、不図示のレチクルステージ駆動部によって、水平面(XY平面)内で微小駆動可能であるとともに、走査方向(ここでは図1の紙面左右方向であるY軸方向とする)に所定ストローク範囲で走査されるようになっている。 The reticle stage RST by a reticle stage drive section (not shown), the horizontal plane as well as a possible fine driving in (XY plane) in the scanning direction (in this case the Y-axis direction is a left-right direction in FIG. 1) in a predetermined stroke It is adapted to be scanned in a range. この走査中のレチクルステージRSTの位置は、レチクルステージRST上に固定された移動鏡12を介して外部のレーザ干渉計14によって計測され、このレーザ干渉計14の計測値が主制御装置28に供給されるようになっている。 Position of the reticle stage RST in the scanning is measured by an external laser interferometer 14 via the movable mirror 12 fixed on the reticle stage RST, the supply measurement values ​​of laser interferometer 14 to the main controller 28 It is adapted to be. なお、レチクルステージRSTの端面を鏡面加工してレーザ干渉計14の反射面(前述の移動鏡12の反射面に相当)を形成しても良い。 The laser interferometer 14 reflective surface of mirror-finishing an end surface of reticle stage RST may be formed (corresponding to the reflection surface of movable mirror 12 above).
【0082】 [0082]
前記投影光学系PLは、レチクルステージRSTの図1における下方に、その光軸AXpの方向がXY面に直交するZ軸方向となるように配置されている。 The projection optical system PL is, downward in FIG. 1 of the reticle stage RST, the direction of the optical axis AXp is arranged such that the Z-axis direction orthogonal to the XY plane. この投影光学系PLとしては、ここでは両側テレセントリックな縮小系であって、Z軸方向の共通の光軸AXpを有する複数枚のレンズエレメント(図示省略)から成る屈折光学系が用いられている。 The As projection optical system PL, where a both-side telecentric reduction system, a dioptric system that is composed of a plurality of lens elements (not shown) having a common optical axis AXp the Z-axis direction is used. レンズエレメントのうちの特定の複数枚は、主制御装置28からの指令に基づいて、図示しない結像特性補正コントローラによって制御され、投影光学系PLの光学特性(結像特性を含む)、例えば倍率、ディストーション、コマ収差、及び像面湾曲などを調整できるようになっている。 Specific plurality of lens elements, based on a command from the main controller 28 is controlled by the imaging characteristic correction controller (not shown), (including the imaging characteristics) the optical characteristics of the projection optical system PL, for example, magnification , distortion, and to be able to adjust the coma aberration, and the like curvature of field.
【0083】 [0083]
この投影光学系PLの投影倍率は、例えば1/4(あるいは1/5)などとされている。 The projection magnification of the projection optical system PL is, for example, a like 1/4 (or 1/5). このため、前述の如く照明光ILによりレチクルRが均一な照度で照明されると、レチクルRのパターンが投影光学系PLにより縮小されて、フォトレジストが塗布されたウエハW上に投影され、ウエハW上の被露光領域(照明領域に共役な領域)にパターンの縮小像が形成される。 Therefore, when the reticle R is illuminated with uniform illuminance by the illumination light IL as described above, the pattern of reticle R is reduced by the projection optical system PL, it is projected onto the wafer W coated with a photoresist, the wafer reduced image of the pattern is formed on the exposed area on the W (an area conjugate to the illumination area).
【0084】 [0084]
前記XYステージ20は、実際には不図示のベース上をY軸方向に移動するYステージと、このYステージ上をX軸方向に移動するXステージとで構成されているが、図1ではこれらが代表的にXYステージ20として示されている。 The XY stage 20 is actually the Y stage that moves on the base (not shown) in the Y-axis direction, are constituted by the X stage moves on the Y stage in the X-axis direction, these in Figure 1 There is shown as representatively XY stage 20. このXYステージ20上にウエハテーブル18が搭載され、このウエハテーブル18上に不図示のウエハホルダを介してウエハWが真空吸着等によって保持されている。 The wafer table 18 on the XY stage 20 is mounted, the wafer W via a wafer holder (not shown) on the wafer table 18 is held by vacuum suction or the like.
【0085】 [0085]
前記ウエハテーブル18は、ウエハWを保持するウエハホルダをZ軸方向及びXY面に対する傾斜方向に微小駆動するもので、Z・チルトステージとも称される。 The wafer table 18, a wafer holder for holding the wafer W in which finely drives the inclination direction with respect to the Z-axis direction and the XY plane, also called Z · tilt stage. このウエハテーブル18の上面には、移動鏡24が設けられており、この移動鏡24にレーザビームを投射して、その反射光を受光することにより、ウエハテーブル18のXY面内の位置を計測するレーザ干渉計26が移動鏡24の反射面に対向して設けられている。 The upper surface of the wafer table 18, the movable mirror 24 is provided, by projecting a laser beam to the moving mirror 24, by receiving the reflected light, measures the position in the XY plane of wafer table 18 laser interferometer 26 is provided opposite to the reflection surface of movable mirror 24. なお、実際には、移動鏡はX軸に直交する反射面を有するX移動鏡と、Y軸に直交する反射面を有するY移動鏡とが設けられ、これに対応してレーザ干渉計もX方向位置計測用のXレーザ干渉計とY方向位置計測用のYレーザ干渉計とが設けられているが、図1ではこれらが代表して移動鏡24、レーザ干渉計26として図示されている。 In reality, the moving mirror and X movable mirror having a reflection surface orthogonal to the X-axis, a Y movable mirror having a reflection surface orthogonal to the Y axis is provided, even a laser interferometer Correspondingly X Although a Y laser interferometer X laser interferometer for direction position measurement and the Y direction position for measurement is provided, the movable mirror 24 in FIG. 1 these on behalf, is illustrated as a laser interferometer 26. なお、Xレーザ干渉計及びYレーザ干渉計は測長軸を複数有する多軸干渉計であり、ウエハテーブル18のX、Y位置の他、回転(ヨーイング(Z軸回りの回転であるθz回転)、ピッチング(X軸回りの回転であるθx回転)、ローリング(Y軸回りの回転であるθy回転))も計測可能となっている。 Incidentally, X laser interferometer and Y laser interferometer are multiaxial interferometer having a plurality of measurement axes, X of wafer table 18, other Y position, rotation (yawing ([theta] z rotation, which is rotation around the Z-axis) , pitching ([theta] x rotation, which is rotation around the X-axis), rolling ([theta] y rotation, which is rotation around the Y-axis)) can also be measured. 従って、以下の説明ではレーザ干渉計26によって、ウエハテーブル18のX、Y、θz、θy、θxの5自由度方向の位置が計測されるものとする。 Therefore, the laser interferometer 26 in the following description, X of the wafer table 18, Y, [theta] z, [theta] y, it is assumed that 5 degrees of freedom of the position of θx is measured. また、移動鏡24の代わりにウエハテーブル18の端面を鏡面加工して反射面として用いても良い。 Further, it the end surface of wafer table 18 in place of the movable mirror 24 and mirror processing may be used as a reflective surface.
【0086】 [0086]
レーザ干渉計26の計測値は主制御装置28に供給され、主制御装置28はこのレーザ干渉計26の計測値に基づいて駆動系22を介してXYステージ20を制御することにより、ウエハテーブル18のXY面内の位置(θz回転を含む)を制御する。 Measurement values ​​of laser interferometer 26 are supplied to main controller 28, the main controller 28 by controlling the XY stage 20 via drive system 22 based on the measurement values ​​of the laser interferometer 26, the wafer table 18 It controls the position within the XY plane (including the θz rotation).
【0087】 [0087]
また、ウエハW表面のZ軸方向の位置及び傾斜量は、例えば特開平6−283403号公報等に開示される送光系50a及び受光系50bを有する斜入射方式の多点焦点位置検出系から成るフォーカスセンサAFSによって計測されるようになっている。 The position and inclination of the Z-axis direction of the wafer W surface, for example, from multiple point focal point position detection system oblique incidence type having a light transmitting system 50a and photodetection system 50b, which is disclosed in JP-A 6-283403 Patent Publication It is adapted to be measured by the focus sensor AFS made. このフォーカスセンサAFSの計測値も主制御装置28に供給されており、主制御装置28は、フォーカスセンサAFSの計測値に基づいて駆動系22を介してウエハテーブル18をZ方向、θx方向及びθy方向に駆動して、投影光学系PLの光軸方向に関するウエハWの位置及び傾きを制御するようになっている。 Measurement values ​​of focus sensor AFS are also supplied to main controller 28, the main controller 28, the wafer table 18 via drive system 22 based on the measurement values ​​of focus sensor AFS Z direction, [theta] x direction and θy and driven in the direction, so as to control the position and inclination of the wafer W about the optical axis of the projection optical system PL.
【0088】 [0088]
このようにしてウエハテーブル18を介してウエハWがX、Y、Z、θx、θyの5自由度方向の位置及び姿勢制御がなされるようになっている。 Thus the wafer W through the wafer table 18 in the the X, Y, Z, θx, so that the position and attitude control of the five degrees of freedom directions of θy is made. なお、残りのθz(ヨーイング)の誤差については、レーザ干渉計26で計測されたウエハテーブル18のヨーイング情報に基づいてレチクルステージRSTとウエハテーブル18との少なくとも一方を回転させることによって補正される。 Note that the error of the remaining [theta] z (yaw) is corrected by rotating at least one of the reticle stage RST and wafer table 18 on the basis of the yawing information of wafer table 18 measured by the laser interferometer 26.
【0089】 [0089]
また、ウエハテーブル18上には、その表面がウエハWの表面と同じ高さになるような基準板FPが固定されている。 Further, on wafer table 18, the reference plate FP, such as its surface is flush with the surface of the wafer W is fixed. この基準板FPの表面には、後述するアライメント検出系のいわゆるベースライン計測等に用いられる基準マークを含む各種の基準マークが形成されている。 On the surface of this fiducial plate FP, fiducial marks various including the reference marks used for the so-called baseline measurement, such as the alignment detection system (to be described later) is formed.
【0090】 [0090]
更に、本実施形態では、投影光学系PLの側面に、ウエハWに形成されたアライメントマークを検出するマーク検出系としてのオフ・アクシス方式のアライメント検出系ASが設けられている。 Further, in the present embodiment, the side surface of the projection optical system PL, and alignment detection system AS of off-axis type as a mark detection system for detecting an alignment mark formed on the wafer W is provided. このアライメント検出系ASとしては、一例としてハロゲンランプ等のブロードバンド(広帯域)光でマークを照明し、このマーク画像を画像処理することによってマーク位置を計測する画像処理方式の結像式アライメントセンサの一種であるFIA(Field Image Alignment)系が用いられており、基準板FP上の基準マーク及びウエハ上のアライメントマークのX、Y2次元方向の位置計測を行なうことが可能である。 As the alignment detection system AS, illuminating the mark with a broadband (wideband) light such as a halogen lamp as an example, one type of imaging type alignment sensor of an image processing method that measures a mark position by performing image processing on the mark image in a FIA (Field Image alignment) system is used and it is possible to perform the reference mark and the position measurement of X, Y2-dimensional direction of the alignment marks on the wafer on the reference plate FP.
【0091】 [0091]
アライメント制御装置16は、アライメント検出系ASからの情報DSをA/D変換し、このデジタル化された波形信号を演算処理してマーク位置を検出する。 Alignment controller 16, the information DS from alignment detection system AS converted A / D, to detect the mark position the digitized waveform signal and arithmetic processing. この結果は、アライメント制御装置16から主制御装置28に供給されるようになっている。 The results are supplied from the alignment controller 16 to the main controller 28.
【0092】 [0092]
なお、アライメント検出系ASは、上述のFIA系の他、コヒーレントな検出光を対象に照射し、その対象から発生する散乱光又は回折光を検出するアライメントセンサや、その対象から発生する2つの回折光(例えば同次数)を干渉させて検出するアライメントセンサなどの各種のアライメントセンサを、単独で、あるいは適宜組み合わせて用いることもできる。 The alignment detection system AS is another FIA system described above, irradiating the target coherent detection light, and an alignment sensor for detecting the scattered light or diffracted light generated from the subject, the two generated from the subject diffraction various alignment sensor such as alignment and detects an interference light (e.g., the same order) may be used alone or in appropriate combination.
【0093】 [0093]
さらに、本実施形態の露光装置100では、図示が省略されているが、レチクルRの上方に、例えば特開平7−176468号公報等に開示される、投影光学系PLを介してレチクルR上のレチクルマーク又はレチクルステージRST上の基準マーク(共に図示省略)と基準板FP上のマークとを同時に観察するための露光波長の光を用いたTTR(Through The Reticle)アライメント系から成る一対のレチクルアライメント検出系が設けられている。 Further, in exposure apparatus 100 of the present embodiment, are not shown, above the reticle R, it is disclosed, for example, in JP-A 7-176468 Patent Publication, on the reticle R through the projection optical system PL reticle mark or reticle stage RST on the reference mark (both not shown) TTR using light of exposure wavelength to observe the the mark on the reference plate FP simultaneously (Through the reticle) a pair of reticle alignment consisting alignment system detection system is provided. これらのレチクルアライメント検出系の検出信号は、アライメント制御装置16を介して主制御装置28に供給されるようになっている。 Detection signals of reticle alignment detection systems, are supplied to main controller 28 via an alignment control unit 16.
【0094】 [0094]
次に、本発明に係る投影光学系の光学特性を計測するのに用いられるレチクルの一例について説明する。 Next, an example of a reticle used to measure the optical characteristics of the projection optical system according to the present invention.
【0095】 [0095]
図3には、投影光学系の光学特性を計測するのに用いられるレチクルR の一例が示されている。 Figure 3 shows an example of a reticle R T that is used to measure the optical characteristics of the projection optical system is shown. この図3は、レチクルR をパターン面側(図1における下面側)から見た平面図である。 FIG 3 is a plan view of a reticle R T pattern surface side (lower surface side in FIG. 1). この図3に示されるように、レチクルR は、ほぼ長方形のマスク基板としてのガラス基板42の中央に、クロム等の遮光部材から成るパターン領域PAが形成されている。 As shown in this Figure 3, the reticle R T is the center of the glass substrate 42 as a substantially rectangular mask substrate, the pattern area PA consisting of the light shielding member such as chromium is formed. このパターン領域PAの中心(すなわちレチクルR の中心(レチクルセンタ)に一致)及びパターン領域PAのY軸方向の中央部に位置する仮想の矩形領域IAR'内部の4隅の部分の合計5箇所に、例えば20μm角の開口パターン(透過領域)AP 〜AP が形成され、当該各開口パターンの中央部にラインアンドスペースパターン(L/Sパターン)から成る計測用パターンMP 〜MP がそれぞれ形成されている。 Total 5 points of the center (that is, the center (reticle center) to match the reticle R T) and the rectangular area IAR '4 corners of the portion of the interior of the virtual positioned at the center of the Y-axis direction of the pattern area PA of the pattern area PA to, for example, 20μm square opening patterns (transparent regions) AP 1 ~AP 5 is formed of, measurement patterns MP 1 to MP 5 made in the central portion of the respective opening patterns from the line and space pattern (L / S pattern) They are formed. なお、矩形領域IAR'は、前述の照明領域IARにほぼ一致する大きさ及び形状となっている。 Incidentally, the rectangular area IAR 'is sized and shaped to substantially match the illumination area IAR previously described.
【0096】 [0096]
計測用パターンMP (n=1〜5)のそれぞれは、一例としてX軸方向を周期方向とし、線幅約1.3μm、長さ約12μm程度の5本のラインパターンが、ピッチ約2.6μmで配列されたマルチバーパターンによって構成されている。 Each of measurement patterns MP n (n = 1~5), an X-axis direction and a periodic direction as an example, a line width of about 1.3 .mu.m, five line patterns having a length of about about 12 [mu] m, a pitch of about 2. It is constituted by a multi-bar patterns arranged with 6 [mu] m. このため、本実施形態では、開口パターンAP と中心を同じくする、該各開口パターンAP の約60%の縮小領域部分に計測用パターンMP がそれぞれ配置されている。 Therefore, in the present embodiment, similarly the aperture pattern AP n and the center, measurement patterns MP n are respectively disposed about 60% of the reduction area portions of the respective opening patterns AP n.
【0097】 [0097]
また、前述のレチクルセンタを通るパターン領域PAのX軸方向の両側には、一対のレチクルアライメントマークRM1,RM2が形成されている。 On both sides of the X-axis direction of the pattern area PA through the reticle center described above, a pair of reticle alignment marks RM1, RM2 is formed.
【0098】 [0098]
次に、本実施形態の露光装置100における投影光学系PLの光学特性の計測方法について、主制御装置28内のCPUの処理アルゴリズムを簡略化して示す図4及び図5のフローチャートに沿って、かつ適宜他の図面を用いて説明する。 Next, method of measuring optical characteristics of the projection optical system PL in the exposure apparatus 100 of the present embodiment, in accordance with the flowchart of FIG. 4 and FIG. 5 shows a simplified processing algorithm of the CPU of the main control unit 28, and appropriately be described with reference to other drawings.
【0099】 [0099]
先ず、図4のステップ402において、不図示のレチクルローダを介してレチクルステージRST上にレチクルR をロードするとともに、不図示のウエハローダを介してウエハW をウエハテーブル18上にロードする。 First, in step 402 of FIG. 4, as well as loading the reticle R T on the reticle stage RST via a reticle loader (not shown), to load the wafer W T on the wafer table 18 via a wafer loader (not shown).
【0100】 [0100]
次のステップ404において、レチクルR の投影光学系PLに対する位置合わせ、レチクルブラインドの設定などの所定の準備作業を行う。 In the next step 404, aligning with respect to the projection optical system PL the reticle R T, performs predetermined preparatory operations such as setting of the reticle blind. 具体的には、まず、ウエハテーブル18上に設けられた基準板FPの表面に形成されている一対の基準マーク(不図示)の中点が投影光学系PLの光軸とほぼ一致するように、レーザ干渉計26の計測結果をモニタしつつ駆動系22を介してXYステージ20を移動する。 Specifically, first, as the midpoint of the pair of reference marks formed on the surface of the reference plate FP provided on the wafer table 18 (not shown) substantially coincides with the optical axis of the projection optical system PL moves the XY stage 20 via drive system 22 while monitoring the measurement results of the laser interferometer 26. 次いで、レチクルR の中心(レチクルセンタ)が投影光学系PLの光軸とほぼ一致するように、レーザ干渉計14の計測値に基づいて、レチクルステージRSTの位置を不図示のレチクルステージ駆動部を介して調整する。 Then, as the center of the reticle R T (reticle center) substantially coincides with the optical axis of the projection optical system PL, based on the measurement values of laser interferometer 14, the reticle stage drive section (not shown) the position of the reticle stage RST It is adjusted via the. このとき、例えば、前述のレチクルアライメント検出系(不図示)により投影光学系PLを介してレチクルアライメントマークRM1,RM2と対応する前記基準マークとの相対位置を検出する。 In this case, for example, to detect the relative position of the reference marks and the corresponding reticle alignment marks RM1, RM2 via the projection optical system PL by the above-mentioned reticle alignment detection system (not shown). そして、レチクルアライメント検出系によって検出された前記相対位置の検出結果に基づいてレチクルアライメントマークRM1,RM2と対応する前記基準マークとの相対位置誤差がともに最小となるように不図示のレチクルステージ駆動部を介してレチクルステージRSTのXY面内の位置を調整する。 Then, the reticle alignment marks RM1, RM2 and said corresponding reference mark relative position error between both smallest As reticle stage drive section (not shown) on the basis of the detection result of the relative position detected by the reticle alignment detection system through adjusting the position in the XY plane of the reticle stage RST. これにより、レチクルR の中心(レチクルセンタ)が投影光学系PLの光軸と正確にほぼ一致するとともにレチクルR の回転角もレーザ干渉計26の測長軸で規定される直交座標系の座標軸に正確に一致する。 Thus, the reticle R T center (reticle center) of an orthogonal coordinate system defined by the reticle R T rotational angle even laser interferometer 26 measurement axes of with exact match substantially with the optical axis of the projection optical system PL exact match to the coordinate axes.
【0101】 [0101]
また、例えば照明光ILの照射領域が非走査方向に関してレチクルR のパターン領域PAにほぼ一致するように、照明系IOP内の可動レチクルブラインド8Bの非走査方向の開口幅を調整する。 Further, for example, the irradiation area of illumination light IL is to match substantially the pattern area PA of the reticle R T with respect to the non-scanning direction, to adjust the non-scanning direction of the opening width of the movable reticle blind 8B the illumination system in IOP.
【0102】 [0102]
このようにして、所定の準備作業が終了すると、次のステップ406に移行して、後述する第1領域の露光終了判定用のフラグFを立てる(F←1)。 Thus, when the predetermined preparatory operations are completed, the process proceeds to the next step 406, a flag F for exposure termination judgment of the first region to be described later (F ← 1).
【0103】 [0103]
次のステップ408では、露光エネルギ量の目標値を初期化する。 In the next step 408, it initializes the target value of the exposure energy amount. すなわち、カウンタjに初期値「1」を設定して露光エネルギ量の目標値P をP に設定する(j←1)。 That is, by setting the initial value "1" to the counter j for setting a target value P j of the exposure energy amount P 1 (j ← 1). 本実施形態では、カウンタjは、露光エネルギ量の目標値の設定とともに、露光の際のウエハW の行方向の移動目標位置の設定にも用いられる。 In the present embodiment, the counter j, together with the setting of the target value of the exposure energy amount is also used to set the movement target position in the row direction of the wafer W T during exposure. なお、本実施形態では、ウエハW の表面にポジ型レジストが塗布され、例えばポジ型レジストに関する既知の最適露光量を中心として、露光エネルギ量をP からΔP刻みでP (一例としてN=23)まで変化させる(P =P 〜P 23 )。 In the present embodiment, a surface in the positive resist of the wafer W T is applied, for example, around the known optimum exposure relates to a positive resist, the exposure energy amount as P N (an example in ΔP increments from P 1 N = 23) until changing (P j = P 1 ~P 23 ).
【0104】 [0104]
次のステップ410では、ウエハW のフォーカス位置(Z軸方向の位置)の目標値を初期化する。 In the next step 410, it initializes the target value of the focus position of the wafer W T (Z-axis direction position). すなわち、カウンタiに初期値「1」を設定してウエハW のフォーカス位置の目標値Z をZ に設定する(i←1)。 That is, by setting the initial value "1" to the counter i sets the target value Z i of the focus position of wafer W T to Z 1 (i ← 1). 本実施形態では、カウンタiは、ウエハW のフォーカス位置の目標値の設定とともに、露光の際のウエハW の列方向の移動目標位置の設定にも用いられる。 In the present embodiment, the counter i, together with the setting of the target value of the focus position of wafer W T, is also used to set the movement target position in the column direction of the wafer W T during exposure. なお、本実施形態では、例えば投影光学系PLに関する既知の最良フォーカス位置(設計値など)を中心として、ウエハW のフォーカス位置をZ からΔZ刻みでZ (一例としてM=13)まで変化させる(Z =Z 〜Z 13 )。 In the present embodiment, for example, around the best known focus position for the projection optical system PL (including design value), the focus position of the wafer W T from Z 1 in ΔZ increments until Z M (M = 13 as an example) changing (Z i = Z 1 ~Z 13 ).
【0105】 [0105]
従って、本実施形態では、投影光学系PLの光軸方向に関するウエハW の位置とウエハW 上に照射される照明光ILのエネルギ量をそれぞれ変更しながら、計測用パターンMP (n=1〜5)をウエハW 上に順次転写するための、N×M(一例として23×13=299)回の露光が行われることになる。 Accordingly, in the present embodiment, while changing the amount of energy of illumination light IL irradiated on the position and on the wafer W T in the optical axis direction about the wafer W T of the projection optical system PL respectively, measurement patterns MP n (n = for sequentially transferring the 1-5) on the wafer W T, so that the exposure of the 23 × 13 = 299) times as N × M (an example is performed. 投影光学系PLの視野内の各評価点に対応するウエハW 上の領域(以下「評価点対応領域」という)DB 〜DB の内の後述する第1領域DC 〜DC (図7及び図8参照)には、N×M個の計測用パターンMP が転写されることとなる。 The first area DC 1 to DC 5 (Fig described later of the wafer W T on a region (hereinafter referred to as "evaluation point corresponding region") DB 1 to DB 5 corresponding to each evaluation point within the field of projection optical system PL 7 and FIG. 8) becomes the n × M pieces of measurement patterns MP n is transferred.
【0106】 [0106]
ここで、評価点対応領域DB (n=1〜5)内の第1領域DC としているのは、本実施形態では、各評価点対応領域DB は、上記のN×M個の計測用パターンMP が転写される矩形の第1領域DC と、該第1領域を囲む矩形枠状の第2領域DD とによって構成されるからである(図8参照)。 Here, is the first region DC n of the evaluation point corresponding area DB n (n = 1~5), in the present embodiment, the evaluation point corresponding area DB n, the above N × M pieces of measurement a first region DC n rectangular use pattern MP n is transferred is from constituted by a second region DD n of the rectangular frame shape surrounding the first region (see FIG. 8).
【0107】 [0107]
なお、この評価点対応領域DB (すなわち第1領域DC )は、投影光学系PLの視野内でその光学特性を検出すべき複数の評価点に対応している。 Incidentally, the evaluation point corresponding area DB n (i.e. the first area DC n) correspond to a plurality of evaluation points to be detected and the optical characteristics in the field of view of the projection optical system PL.
【0108】 [0108]
ここで、説明は前後するが、便宜上、後述する露光によって、計測用パターンMP が転写されるウエハW 上の各第1領域DC について、図6を用いて説明する。 Here, description will be back and forth, for convenience, the exposure that will be described later, for each first region DC n on wafer W T that measurement pattern MP n is transferred will be described with reference to FIG. この図6に示されるように、本実施形態では、M行N列(13行23列)のマトリックス状に配置されたM×N(=13×23=299)個の仮想の区画領域DA i,j (i=1〜M、j=1〜N)に計測用パターンMP がそれぞれ転写され、これら計測用パターンMP がそれぞれ転写されたM×N個の区画領域DA i,jから成る第1領域DC がウエハW 上に形成される。 As shown in FIG. 6, in the present embodiment, M rows and N columns are arranged in a matrix (13 rows 23 columns) were M × N (= 13 × 23 = 299) pieces of virtual divided area DA i , j (i = 1~M, j = 1~N) in measurement patterns MP n are respectively transferred, M × these measurement patterns MP n is transferred each of the n divided areas DA i, consisting j first region DC n are formed on the wafer W T. なお、仮想の区画領域DA i,jは、図6に示されるように、+X方向が行方向(jの増加方向)となり、+Y方向が列方向(iの増加方向)となるように配列されている。 Note that divided area DA i, j of virtual, as shown in FIG. 6, + X direction row direction becomes (j increasing direction), + Y direction are arranged such that the column (i increasing direction) ing. また、以下の説明において用いられる添え字i,j、及びM,Nは、上述と同じ意味を有するものとする。 Also, subscript i is used in the following description, j, and M, N is assumed to have the same meaning as above.
【0109】 [0109]
図4に戻り、次のステップ412では、ウエハW 上の各評価点対応領域DB 内の仮想の区画領域DA i,j (ここではDA 1,1 (図7参照))に計測用パターンMP の像がそれぞれ転写される位置に、レーザ干渉計26の計測値をモニタしつつ駆動系22を介してXYステージ20(ウエハW )を移動する。 Returning to FIG. 4, in the next step 412, the wafer W T on the virtual divided area DA i in each evaluation point corresponding area DB n, j measurement pattern in (here DA 1, 1 (see FIG. 7)) a position where the image of the MP n are respectively transferred to move the XY stage 20 (wafer W T) through the drive system 22 while monitoring the measurement values of laser interferometer 26.
【0110】 [0110]
次のステップ414では、ウエハW のフォーカス位置が設定された目標値Z (この場合Z )と一致するように、フォーカスセンサAFSからの計測値をモニタしながらウエハテーブル18をZ軸方向及び傾斜方向に微少駆動する。 In the next step 414, as the focus position of the wafer W T coincides with the set target value Z i (in this case Z 1), Z-axis direction of the wafer table 18 while monitoring the measurement values from the focus sensor AFS and finely driven in the tilt direction.
【0111】 [0111]
次のステップ416では、露光を実行する。 In the next step 416, to perform the exposure. このとき、ウエハW 上の一点における露光エネルギ量(積算露光量)が設定された目標値(この場合P )となるように、露光量制御を行う。 At this time, the exposure energy amount at a point on the wafer W T (integrated exposure amount) set target value so that the (in this case P 1), performs the exposure control. この露光エネルギ量の制御方法としては、例えば、次の第1〜第3の方法を、単独で、あるいは適宜組み合わせて用いることができる。 This as a control method for an exposure energy amount, for example, the following first to third methods may be used alone or in appropriate combination.
【0112】 [0112]
すなわち、第1の方法として、パルスの繰り返し周波数を一定に維持し、エネルギ粗調器3を用いてレーザビームLBの透過率を変化させ像面(ウエハ面)に与えられる照明光ILのエネルギ量を調整する。 That is, a first method, to maintain the repetition frequency of the pulses constant, the laser beam changes are allowed image plane transmittance of LB with rough energy adjuster 3 energy amount of the illumination light IL given to (wafer surface) to adjust. 第2の方法として、パルスの繰り返し周波数を一定に維持し、光源1に指示を与えてレーザビームLBの1パルス当たりのエネルギを変化させることにより像面(ウエハ面)に与えられる照明光ILのエネルギ量を調整する。 As a second method, maintaining the repetition frequency of the pulses constant, the image plane by varying the energy per pulse of the laser beam LB instruction is given to the light source 1 of the illumination light IL given to (wafer surface) to adjust the amount of energy. 第3の方法として、レーザビームLBの透過率及びレーザビームLBの1パルス当たりのエネルギを一定に維持し、パルスの繰り返し周波数を変更することによって、像面(ウエハ面)に与えられる照明光ILのエネルギ量を調整する。 As a third method, the laser beam energy per pulse of the transmittance and the laser beam LB LB was kept constant, by changing the repetition frequency of the pulse, the illumination light IL to be supplied to the image plane (wafer plane) to adjust the amount of energy.
【0113】 [0113]
これにより、図7に示されるように、ウエハW 上の各第1領域DC の区画領域DA 1,1にそれぞれ計測用パターンMP 及び開口パターンAP の像が転写される。 Thus, as shown in FIG. 7, the image of the divided areas DA 1, 1 each measurement pattern MP n and aperture pattern AP n of the first area DC n on wafer W T is transferred.
【0114】 [0114]
図4に戻り、上記ステップ416の露光が終了すると、ステップ418において、前述のフラグFが立っているか、すなわちF=1であるか否かを判断する。 Returning to FIG. 4, the exposure of step 416 is completed, in step 418, whether the flagged F described above, i.e., it is determined whether F = 1. この場合、前述したステップ406でフラグFが立てられているので、ここでの判断は肯定され、次のステップ420に移行する。 In this case, since the flag F is raised at step 406 as described above, this determination is affirmative, the process proceeds to the next step 420.
【0115】 [0115]
ステップ420では、ウエハW のフォーカス位置の目標値がZ 以上であるか否かを判断することにより、所定のZ範囲での露光が終了したか否かを判断する。 In step 420, the target value of the focus position of wafer W T is by determining whether a higher Z M, exposure of a predetermined Z range to termination decision. ここでは、最初の目標値Z での露光が終了しただけなので、ステップ422に移行し、カウンタiを1インクリメントする(i←i+1)とともに、ウエハW のフォーカス位置の目標値にΔZを加算する(Z ←Z+ΔZ)。 Here, since only the exposure of the first target value Z 1 is completed, the process proceeds to step 422, the counter i is incremented by one with (i ← i + 1), adds ΔZ to the target value of the focus position of the wafer W T to (Z i ← Z + ΔZ) . ここでは、フォーカス位置の目標値をZ (=Z +ΔZ)に変更した後、ステップ412に戻る。 Here, after changing the target value of the focus position Z 2 (= Z 1 + ΔZ ), the flow returns to step 412. このステップ412において、ウエハW 上の各第1領域DC の区画領域DA 2,1に計測用パターンMP の像がそれぞれ転写される位置にウエハW が位置決めされるように、XYステージ20を所定のステップピッチSPだけXY面内で所定方向(この場合−Y方向)に移動する。 In this step 412, as the wafer W T to a position where the image of the measurement pattern MP n the divided area DA 2,1 of each first region DC n are respectively transferred on the wafer W T is positioned, XY stage 20 by a predetermined step pitch SP is moved in a predetermined direction in the XY plane (in this case the -Y direction). ここで、本実施形態では、上記のステップピッチSPが、各開口パターンAP のウエハW 上の投影像の寸法とほぼ一致する約5μmに設定されている。 In the present embodiment, the above steps pitch SP is set to about 5μm to substantially match the dimensions of the projected image on the wafer W T of each aperture pattern AP n. なお、ステップピッチSPは、約5μmに限らないが、5μmすなわち各開口パターンAP のウエハW 上の投影像の寸法以下であることが望ましい。 Incidentally, the step pitch SP is not limited to about 5 [mu] m, it is preferable 5 [mu] m that is less than the size of the projected image on the wafer W T of each aperture pattern AP n. この理由については後述する。 The reason for this will be described later.
【0116】 [0116]
次のステップ414では、ウエハW のフォーカス位置が目標値(この場合Z )と一致するように、ウエハテーブル18をΔZだけ光軸AXpの方向にステップ移動し、ステップ416において前述と同様にして露光を行い、ウエハW 上の各第1領域DC の区画領域DA 2,1に計測用パターンMP 及び開口パターンAP をそれぞれ転写する。 In the next step 414, as the focus position of the wafer W T coincides with the target value (in this case Z 2), the wafer table 18 by step moved in the direction of the optical axis AXp [Delta] Z, in the same manner as described above in step 416 subjected to exposure Te, the measurement patterns MP n and aperture pattern AP n the divided area DA 2,1 of each first region DC n on wafer W T is transferred, respectively. 但し、ステップピッチSPが開口パターンAP のウエハW 上の投影像の寸法以下となっているので、各第1領域DC の区画領域DA 2,1と区画領域DA 2,1との境界部分に開口パターンAP の像の一部によって形成される枠線は存在しない。 However, since the step pitch SP is less than or equal to the size of the projected image on the wafer W T of the aperture pattern AP n, the boundary between the divided area DA 2,1 and divided area DA 2,1 of each first region DC n border formed by the part of the image of the aperture pattern AP n the part is not present.
【0117】 [0117]
以後、ステップ420における判断が肯定されるまで、すなわちそのとき設定されているウエハW のフォーカス位置の目標値がZ であると判断されるまで、ステップ418→420→422→412→414→416のループの処理(判断を含む)を繰り返す。 Thereafter, until the determination in step 420 is affirmative, that is, until the target value of the focus position of wafer W T that is set at that time is determined to be Z M, Step 418 → 420 → 422 → 412 → 414 → processing loop 416 is repeated (including determination). これにより、ウエハW 上の各第1領域DC の区画領域DA i,1 (i=3〜M)に計測用パターンMP 及び開口パターンAP がそれぞれ転写される。 Thus, the wafer W divided area of each first region DC n on T DA i, 1 (i = 3~M) in measurement patterns MP n and aperture pattern AP n are respectively transferred. 但し、この場合も、隣接する区画領域間の境界には、前述と同様の理由により枠線が存在しない。 However, even in this case, the boundary between the adjacent divided areas, there is no border for the same reason as described above.
【0118】 [0118]
一方、区画領域DA M,1に対する露光が終了し、上記ステップ420における判断が肯定されると、ステップ424に移行し、そのとき設定されている露光エネルギ量の目標値がP 以上であるか否かを判断する。 On the other hand, ends the exposure on the segmented region DA M, 1, when the determination at step 420 is affirmative, the process proceeds to step 424, whether the target value at that time have been set exposure energy amount is greater than or equal to P N to determine whether or not. ここでは、そのとき設定されている露光エネルギ量の目標値はP であるため、このステップ424における判断は、否定され、ステップ426に移行する。 Here, since then the target value of the exposure energy amount is set is P 1, the determination in step 424 is negative, the process proceeds to step 426.
【0119】 [0119]
ステップ426では、カウンタjを1インクリメントする(j←j+1)とともに、露光エネルギ量の目標値にΔPを加算する(P ←P +ΔP)。 In step 426, the counter j is incremented by one (j ← j + 1) with, adds the [Delta] P to the target value of the exposure energy amount (P j ← P j + ΔP ). ここでは、露光エネルギ量の目標値をP (=P +ΔP)に変更した後、ステップ410に戻る。 Here, the target value of the exposure energy amount was changed to P 2 (= P 1 + ΔP ), the flow returns to step 410.
【0120】 [0120]
その後、ステップ410においてウエハW のフォーカス位置の目標値が初期化された後、ステップ412→414→416→418→420→422のループの処理(判断を含む)を繰り返す。 Then, after the target value of the focus position of wafer W T is initialized at step 410, and repeats the processing loop of steps 412 → 414 → 416 → 418 → 420 → 422 (including determination). このループの処理は、ステップ420における判断が肯定されるまで、すなわち露光エネルギ量の目標値P での、所定のウエハW のフォーカス位置範囲(Z 〜Z )についての露光が終了するまで、繰り返される。 Processing of this loop, until the determination in step 420 is affirmative, i.e., the target value P 2 of the exposure energy amount, the exposure of the focus position range of a predetermined wafer W T (Z 1 ~Z M) ends to be repeated. これにより、ウエハW 上の各第1領域DC の区画領域DA i,2 (i=1〜M)に計測用パターンMP 及び開口パターンAP がそれぞれ転写される。 Thus, the wafer W divided area of each first region DC n on T DA i, 2 (i = 1~M) in measurement patterns MP n and aperture pattern AP n are respectively transferred. 但し、この場合も、隣接する区画領域間の境界には、前述と同様の理由により枠線が存在しない。 However, even in this case, the boundary between the adjacent divided areas, there is no border for the same reason as described above.
【0121】 [0121]
一方、露光エネルギ量の目標値P での、所定のウエハW のフォーカス位置範囲(Z 〜Z )についての露光が終了すると、ステップ420における判断が肯定され、ステップ424に移行し、設定されている露光エネルギ量の目標値がP 以上であるか否かを判断する。 On the other hand, at the target value P 2 of the exposure energy amount, the exposure of the focus position range of a predetermined wafer W T (Z 1 ~Z M) is completed, the determination in step 420 is affirmative, the process proceeds to step 424, target value of the exposure energy amount that is set is equal to or greater than or equal P N. この場合、露光エネルギ量の目標値はP であるため、このステップ424における判断は、否定され、ステップ426に移行する。 In this case, since the target value of the exposure energy amount is P 2, the determination in step 424 is negative, the process proceeds to step 426. ステップ426において、カウンタjを1インクリメントするとともに、露光エネルギ量の目標値にΔPを加算する(P ←P +ΔP)。 In step 426, the counter j while incrementing adds [Delta] P to the target value of the exposure energy amount (P j ← P j + ΔP ). ここでは、露光エネルギ量の目標値をP に変更した後、ステップ410に戻る。 Here, the target value of the exposure energy amount was changed to P 3, the flow returns to step 410. 以後、上記と同様の処理(判断を含む)を繰り返す。 Thereafter, it repeated the same processing (including judgment).
【0122】 [0122]
このようにして、所定の露光エネルギ量の範囲(P 〜P )についての露光が終了すると、ステップ424における判断が肯定され、図5のステップ428に移行する。 In this manner, when the exposure for a predetermined exposure energy amount in the range (P 1 ~P N) is completed, the determination in step 424 is affirmative, the process proceeds to step 428 of FIG. これにより、ウエハW 上の各第1領域DC には、図7に示されるように、それぞれ露光条件が異なるN×M(一例として23×13=299)個の計測用パターンMP の転写像(潜像)が形成される。 Thus, each first region DC n on wafer W T, as shown in FIG. 7, (23 × 13 = 299 as an example) N × M exposure conditions are different pieces of the measurement pattern MP n transfer image (latent image) is formed. なお、実際には、上述のようにして、ウエハW 上に計測用パターンMP の転写像(潜像)が形成されたN×M(一例として23×13=299)個の区画領域が形成された段階で、各第1領域DC が形成されるのであるが、上記の説明では、説明を分かり易くするために、第1領域DC が予めウエハW 上にあるかのような説明方法を採用したものである。 In practice, as described above, pieces of divided areas (23 × 13 = 299 as an example) N × M which transferred image of measurement pattern MP n (latent image) is formed on the wafer W T is in the formed step, but than the first area DC n are formed, in the above description, for ease of explanation, as if the first area DC n is on the advance wafer W T It explains how it is that the adopted.
【0123】 [0123]
図5のステップ428では、前述のフラグFが降ろされているか、すなわちF=0であるか否かを判断する。 In step 428 of FIG. 5, if it were lowered flag F described above, i.e., it is determined whether F = 0. ここでは、前記ステップ406においてフラグFが立てられているので、このステップ428における判断は否定され、ステップ430に移行して、カウンタi、jをそれぞれ1インクリメントする(i←i+1、j←j+1)。 Here, since the flagged F at step 406, the determination in step 428 is negative, the process proceeds to step 430, counter i, respectively incremented by 1 j (i ← i + 1, j ← j + 1) . これにより、カウンタi=M+1、J=N+1となり、露光対象の領域が、図8に示される区画領域DA M+1、N+1 =DA 14,24となる。 Accordingly, the counter i = M + 1, J = N + 1 , and the range subject to exposure, the divided area DA M + 1, N + 1 = DA 14,24 shown in Figure 8.
【0124】 [0124]
次のステップ432では、フラグFを降ろし(F←0)、図4のステップ412に戻る。 In the next step 432, down the flag F (F ← 0), the flow returns to step 412 of FIG. 4. ステップ412では、ウエハW 上の各第1領域DC の区画領域DA M+1、N+1 =DA 14,24に計測用パターンMP の像がそれぞれ転写される位置にウエハW を位置決めし、次のステップ414に進む。 In step 412, the wafer W T is positioned at a position where an image of the wafer W divided area of each first region DC n on T DA M + 1, N + 1 = DA 14,24 to measurement patterns MP n are respectively transferred, following the process proceeds to step 414. 但し、このとき、ウエハW のフォーカス位置の目標値はZ のままなので、特に動作を行うことなく、ステップ416に進んで、区画領域DA 14,24に対する露光を行う。 However, this time, the target value of the focus position of wafer W T is so remains a Z M, without particularly performing the operation, the process proceeds to step 416, performs the exposure on the segmented region DA 14, 24. このとき露光エネルギ量Pは、最大露光量P で露光が行われる。 In this case the exposure energy amount P is exposed with the maximum exposure amount P N is performed.
【0125】 [0125]
次のステップ418では、フラグF=0となっているので、ステップ420、424をスキップして、ステップ428に移行する。 In the next step 418, since a flag F = 0, skips step 420 and 424, the process proceeds to step 428. このステップ428では、フラグFが降ろされているか否かを判断するが、ここでは、F=0であるので、この判断は肯定され、ステップ434に移行する。 In step 428, it is judged whether the flag F is lowered, Here, since F = 0, the determination is affirmative, the process proceeds to step 434.
【0126】 [0126]
ステップ434では、カウンタi=M+1、かつカウンタj>0を満足するか否かが判断されるが、このとき、i=M+1、j=N+1であるので、ここでの判断は肯定され、ステップ436に移行して、カウンタjを1デクリメントし(j←j−1)、ステップ412に戻る。 In step 434, the counter i = M + 1, and although whether satisfies counter j> 0 is determined, at this time, since it is i = M + 1, j = N + 1, this determination is positive, step 436 the process proceeds to the counter j 1 decremented (j ← j-1), the flow returns to step 412. 以後、ステップ412→414→416→418→428→434→436のループの処理(判断を含む)を、ステップ434における判断が否定されるまで、繰り返し行う。 Thereafter, the process loop of steps 412 → 414 → 416 → 418 → 428 → 434 → 436 (including decision), until the judgment in step 434 is negative, repeated. これにより、図8に示される区画領域DA 14,23からDA 14,0まで前述の最大露光量での露光が順次行われる。 Thus, exposure of the maximum exposure amount described above from divided area DA 14, 23 shown in FIG. 8 to DA 14,0 are sequentially performed.
【0127】 [0127]
そして、区画領域DA 14,0に対する露光が終了すると、i=M+1(=14)、j=0となるので、ステップ434における判断が否定され、ステップ438に移行する。 When the exposure on the segmented region DA 14,0 ends, i = M + 1 (= 14), since the j = 0, the determination in step 434 is negative, the process proceeds to step 438. このステップ438では、カウンタi>0、かつカウンタj=0を満足するか否かを判断するが、このとき、i=M+1、j=0であるので、ここでの判断は肯定され、ステップ440に移行して、カウンタiを1デクリメントし(i←i−1)、ステップ412に戻る。 In step 438, the counter i> 0, and it is judged whether satisfy the counter j = 0, this time, since it is i = M + 1, j = 0, this determination is positive, step 440 the process proceeds to the counter i 1 decremented (i ← i-1), the flow returns to step 412. 以後、ステップ412→414→416→418→428→434→438→440のループの処理(判断を含む)を、ステップ438における判断が否定されるまで、繰り返し行う。 Thereafter, the process loop of steps 412 → 414 → 416 → 418 → 428 → 434 → 438 → 440 (including decision), until the judgment in step 438 is negative, repeated. これにより、図8の区画領域DA 13,0からDA 0,0まで前述の最大露光量で露光が順次行われる。 Thus, the exposure in the maximum exposure amount described above from divided area DA 13, 0 8 until DA 0,0 are sequentially performed.
【0128】 [0128]
そして、区画領域DA 0,0に対する露光が終了すると、i=0、j=0となるので、ステップ438における判断が否定され、ステップ442に移行する。 When the exposure on the segmented region DA 0,0 is completed, since a i = 0, j = 0, the determination in step 438 is negative, the process proceeds to step 442. このステップ442では、カウンタj=N+1であるか否かが判断されるが、このとき、j=0であるので、ここでの判断は否定され、ステップ444に移行して、カウンタjをインクリメントし(j←j+1)、ステップ412に戻る。 In step 442, but whether the counter j = N + 1 is determined, at this time, because it is j = 0, the determination is negative, the process proceeds to step 444, it increments the counter j (j ← j + 1), the flow returns to step 412. 以後、ステップ412→414→416→418→428→434→438→442→444のループの処理(判断を含む)を、ステップ442における判断が肯定されるまで、繰り返し行う。 Thereafter, the process loop of steps 412 → 414 → 416 → 418 → 428 → 434 → 438 → 442 → 444 (including decision), until the judgment in step 442 is affirmative, repeated. これにより、図8の区画領域DA 0,1からDA 0,24まで前述の最大露光量で露光が順次行われる。 Thus, the exposure in the maximum exposure amount described above from divided area DA 0, 1 in FIG. 8 to DA 0, 24 are sequentially performed.
【0129】 [0129]
そして、区画領域DA 0,24に対する露光が終了すると、j=N+1(=24)となるので、ステップ442における判断が肯定され、ステップ446に移行する。 When the exposure on the segmented region DA 0, 24 is completed, since a j = N + 1 (= 24 ), the determination in step 442 is affirmative, the process proceeds to step 446. このステップ446では、カウンタi=Mであるか否かが判断されるが、このとき、i=0であるので、ここでの判断は否定され、ステップ448に移行して、カウンタiを1インクリメントし(i←i+1)、ステップ412に戻る。 In step 446, but whether the counter i = M is determined, at this time, since it is i = 0, the determination is negative, the process proceeds to step 448, it increments the counter i and (i ← i + 1), the flow returns to step 412. 以後、ステップ412→414→416→418→428→434→438→442→446→448のループの処理(判断を含む)を、ステップ446における判断が肯定されるまで、繰り返し行う。 Thereafter, the process loop of steps 412 → 414 → 416 → 418 → 428 → 434 → 438 → 442 → 446 → 448 (including decision), until the judgment in step 446 is affirmative, repeated. これにより、図8の区画領域DA 1,24からDA 13,24まで前述の最大露光量で露光が順次行われる。 Thus, the exposure in the maximum exposure amount described above from divided area DA 1, 24 in FIG. 8 to DA 13, 24 are sequentially performed.
【0130】 [0130]
そして、区画領域DA 13,24に対する露光が終了すると、i=M(=23)となるので、ステップ446における判断が肯定され、これにより、ウエハW に対する露光が終了する。 When the exposure on the segmented region DA 13, 24 is completed, since a i = M (= 23), the determination in step 446 is affirmative, thereby, exposure to wafer W T is completed. これにより、ウエハW 上には、図8に示されるような矩形(長方形)の第1領域DC と、これを取り囲む矩形枠状の第2領域DD とから成る、評価点対応領域DB (n=1〜5)の潜像が形成される。 Accordingly, on wafer W T, comprised of a first region DC n rectangular (rectangle) as shown in FIG. 8, the second region DD n of the rectangular frame shape surrounding this evaluation point corresponding area DB latent image of n (n = 1~5) are formed. この場合、第2領域DD を構成する各区画領域は、明らかに過露光(オーバードーズ)状態となっている。 In this case, the partitioned regions constituting the second region DD n is clearly the over exposure (overdose) state.
【0131】 [0131]
このようにしてウエハW に対する露光が終了すると、図5のステップ450に移行する。 When exposure to wafer W T is completed in this manner, the process proceeds to step 450 of FIG. このステップ450では、不図示のウエハアンローダを介してウエハW をウエハテーブル18上からアンロードするとともに不図示のウエハ搬送系を用いてウエハW を露光装置100にインラインにて接続されている不図示のコータ・デベロッパに搬送する。 In the step 450, it is connected to the wafer W T by using the wafer transfer system (not shown) as well as unload the wafer W T over the wafer table 18 in line in the exposure apparatus 100 via a wafer unloader (not shown) It conveyed to the coater developer (not shown).
【0132】 [0132]
上記のコータ・デベロッパに対するウエハW の搬送後に、ステップ452に進んでウエハW の現像が終了するのを待つ。 After transfer of the wafer W T to the above coater developer, development of wafer W T waits for the end proceeds to step 452. このステップ452における待ち時間の間に、コータ・デベロッパによってウエハW の現像が行われる。 During the waiting time in step 452, development of the wafer W T is performed by the coater developer. この現像の終了により、ウエハW 上には、図8に示されるような矩形(長方形)の第1領域DC と、これを取り囲む矩形枠状の第2領域DD とから成る、評価点対応領域DB (n=1〜5)のレジスト像が形成され、このレジスト像が形成されたウエハW が投影光学系PLの光学特性を計測するための試料となる。 By the end of this development, on wafer W T, comprised of a first region DC n rectangular (rectangle) as shown in FIG. 8, the second region DD n of the rectangular frame shape surrounding this, evaluation points corresponding area DB resist image of n (n = 1~5) are formed, the resist image wafer W T that has been formed becomes a sample for measuring the optical characteristics of the projection optical system PL. 図9には、ウエハW 上に形成された評価点対応領域DB のレジスト像の一例が示されている。 Figure 9 shows an example of a resist image of evaluation point formed on the wafer W T corresponding area DB 1 is shown.
【0133】 [0133]
この図9では、評価点対応領域DB は、(N+2)×(M+2)=25×15=375個の区画領域DA i,j (i=0〜M+1、j=0〜N+1)によって構成され、隣接する区画領域相互間に仕切りの枠のレジスト像が存在するかのように図示されているが、これは個々の区画領域を分かり易くするためにこのようにしたものである。 In FIG. 9, the evaluation point corresponding area DB 1 is constituted by (N + 2) × (M + 2) = 25 × 15 = 375 pieces of divided area DA i, j (i = 0~M + 1, j = 0~N + 1) , are illustrated as if a resist image of the partition frame between adjacent partitioned regions each other is present, which is obtained by such in order to facilitate understanding of the individual divided areas. しかし、実際には、隣接する区画領域相互間に仕切りの枠のレジスト像は存在しない。 However, in practice, the resist image of the partition frame between adjacent divided areas mutually absent. このように枠を無くすことにより、従来問題となっていた、FIA系のアライメントセンサなどによる画像取り込みに際して、枠による干渉に起因してパターン部のコントラスト低下が生じるのを防止できる。 By thus eliminating the frame, it has conventionally been a problem, when such as by image capture FIA ​​system alignment sensor, it is possible to prevent the contrast deterioration of a pattern portion is caused by the interference due to frame. このため、本実施形態では、前述のステップピッチSPを、各開口パターンAP のウエハW 上の投影像の寸法以下となるように設定したのである。 Therefore, in the present embodiment, it is of the step pitch SP described above, was set to be less than the size of the projected image on the wafer W T of each aperture pattern AP n.
【0134】 [0134]
また、この場合、隣接する区画領域間のマルチバーパターンから成る計測用パターンMP のレジスト像同士の距離をLとすると、この距離Lは、一方の計測用パターンMP の像のコントラストに他方の計測用パターンMP の像の存在が影響を与えない程度の距離とされている。 The other in this case, when the distance of the resist image between the measurement pattern MP n consisting of the multi-bar pattern between divided areas adjacent to the L, the distance L is, the contrast of the image of one of the measurement pattern MP n the presence of the image of the measurement pattern MP n is a distance of the order of magnitude not to affect. この距離Lは、区画領域を撮像する撮像装置(本実施形態の場合、アライメント検出系AS(FIA系のアライメントセンサ))の解像度をR 、計測用パターンの像のコントラストをC 、レジストの反射率、屈折率などを含むプロセスによって定まるプロセスファクタをP 、アライメント検出系AS(FIA系のアライメントセンサ)の検出波長をλ とした場合に、一例として、L=f(C 、R 、P 、λ )なる関数で表すことができる。 The distance L (in the present embodiment, the alignment detection system AS (FIA system alignment sensor)) imaging apparatus for imaging the divided area resolution R f, the contrast of the image of the measurement pattern C f, of the resist reflectance, a process factor P f which is determined by a process including refractive index, a detection wavelength of the alignment detection system aS (FIA system alignment sensor) in case of the lambda f, as an example, L = f (C f, R f, can be represented by P f, λ f) becomes function.
【0135】 [0135]
なお、プロセスファクタP は、像のコントラストに影響を与えるので、プロセスファクタを含まない関数L'=f'(C 、R 、λ )なる関数によって距離Lを規定しても良い。 Incidentally, the process factor P f, so affects the contrast of the image, the function does not include the process factor L '= f' (C f , R f, λ f) may be defined distance L by comprising function.
【0136】 [0136]
また、図9からもわかるように、矩形(長方形)の第1領域DC を取り囲む矩形枠状の第2領域DD には、パターン残存領域が見当たらない。 Moreover, as can be seen from Figure 9, the second region DD 1 a rectangular frame shape surrounding the first area DC 1 of rectangular (oblong), I do not see the pattern remaining region. これは、前述の如く、第2領域DD を構成する各区画領域の露光の際に過露光となる露光エネルギを設定したためである。 This is as described above, is because setting the exposure energy to be overexposure during exposure of each divided area included in the second region DD 1. このようにしたのは、後述する外枠検出の際にその外枠部のコントラストを向上させ、検出信号のS/N比を高くするためである。 The in this way, to improve the contrast of the outer frame portion when the outer frame detection to be described later, in order to increase the S / N ratio of the detection signal.
【0137】 [0137]
上記ステップ452の待ち状態で、不図示のコータ・デベロッパの制御系からの通知によりウエハW の現像が終了したことを確認すると、ステップ454に移行し、不図示のウエハローダに指示を出して、前述のステップ402と同様にしてウエハW をウエハテーブル18上に再度ロードした後、ステップ456の投影光学系の光学特性を算出するサブルーチン(以下、「光学特性計測ルーチン」とも呼ぶ)に移行する。 In the wait state of step 452, when confirming that the development of wafer W T is completed by a notice from the control system of the coater developer (not shown), the process proceeds to step 454, instructs the wafer loader (not shown) after re-loading the wafer W T on the wafer table 18 in the same manner as in step 402 described above, the subroutine for calculating the optical characteristics of the projection optical system in step 456 (hereinafter, also referred to as "optical property measuring routine") proceeds to .
【0138】 [0138]
この光学特性計測ルーチンでは、まず、図10のステップ502において、カウンタnを参照して、ウエハW 上の評価点対応領域DB のレジスト像がアライメント検出系ASで検出可能となる位置にウエハW を移動する。 In this optical property measurement routine, first, the wafer in step 502 of FIG. 10, with reference to the counter n, the position where the resist image of evaluation point corresponding area DB n on wafer W T can be detected with alignment detection system AS to move the W T. この移動、すなわち位置決めは、レーザ干渉計26の計測値をモニタしつつ、駆動系22を介してXYステージ20を制御することにより行う。 This movement, i.e. positioning, while monitoring the measurement values ​​of laser interferometer 26 is performed by controlling XY stage 20 via drive system 22. ここで、カウンタnは、n=1に初期化されているものとする。 Here, the counter n is assumed to be initialized to n = 1. 従って、ここでは、図9に示されるウエハW 上の評価点対応領域DB のレジスト像がアライメント検出系ASで検出可能となる位置にウエハW が位置決めされる。 Accordingly, here, the wafer W T is positioned at a position evaluation point on wafer W T resist image of a corresponding region DB 1 is detectable by the alignment detection system AS shown in FIG. なお、以下の光学特性計測ルーチンの説明では、評価点対応領域DB のレジスト像を、適宜「評価点対応領域DB 」と略述するものとする。 In the following description of the optical property measurement routine, a resist image of evaluation point corresponding area DB n, it shall be shortly referred to as "evaluation point corresponding area DB n".
【0139】 [0139]
次のステップ504では、ウエハW 上の評価点対応領域DB (ここでは、DB )のレジスト像をアライメント検出系ASを用いて撮像し、その撮像データを取り込む。 In the next step 504, (here, DB 1) evaluation point on wafer W T corresponding area DB n imaged using alignment detection system AS resist image, captures the captured data. なお、アライメント検出系ASは、レジスト像を自身の有する撮像素子(CCD等)のピクセル単位に分割し、ピクセル毎に対応するレジスト像の濃淡を8ビットのデジタルデータ(ピクセルデータ)として主制御装置28に供給するようになっている。 The alignment detection system AS is divided into pixels of the imaging device (CCD, etc.) with a resist image of itself, the main controller the contrast of the resist image as an 8-bit digital data (pixel data) corresponding to each pixel and supplies it to the 28. すなわち、前記撮像データは、複数のピクセルデータで構成されている。 That is, the imaging data is constituted by a plurality of pixel data. なお、ここでは、レジスト像の濃度が高くなる(黒に近くなる)につれてピクセルデータの値は大きくなるものとする。 Here, the value of the pixel data As the concentration of the resist image is high (closer to black) is assumed to be large.
【0140】 [0140]
次のステップ506では、アライメント検出系ASからの評価点対応領域DB (ここでは、DB )に形成されたレジスト像の撮像データを整理し、撮像データファイルを作成する。 In the next step 506, the evaluation point from the alignment detection system AS corresponding area DB n (here, DB 1) Organize the imaging data of resist image formed, to create the imaging data file.
【0141】 [0141]
次のステップ508〜ステップ516では、以下に説明するようにして、評価点対応領域DB (ここでは、DB )の外縁である長方形(矩形)の外枠を検出する。 In the next step 508~ step 516, in a manner described below, evaluation point corresponding area DB n (here, DB 1) to detect the outer frame of the rectangle (square) is the outer edge of the. 図14(A)〜図14(C)及び図15(A)、図15(B)には、外枠検出の様子が順番に示されている。 Figure 14 (A) ~ FIG 14 (C) and FIG. 15 (A), the in FIG. 15 (B) is state of the outer frame detection is shown in order. これらの図において、符号DB が付された矩形領域が、外枠検出の対象となる評価点対応領域DB に相当する。 In these figures, the rectangular region coding DB n is attached corresponds to the evaluation point corresponding area DB n to be the outer frame detection.
【0142】 [0142]
まず、ステップ508において、次のようにして、評価点対応領域DB の上辺及び下辺の大まかな位置を検出する。 First, in step 508, as follows, for detecting the rough position of the upper and lower sides of the evaluation point corresponding area DB n.
【0143】 [0143]
すなわち、このステップ508では、図14(A)に示されるように、評価点対応領域DB (ここでは、DB )の設計値に基づいて、該評価点対応領域DB (ここでは、DB )の上辺及び下辺の設計上の位置をそれぞれ含むY軸方向の長さSL(SLは例えば20μm)かつX軸方向の長さB(Bは例えば10μm)の検出領域を設定し、一組の窓領域WD1,WD2を、矢印A1、A2でそれぞれ示されるように−Y方向(外枠の上辺、下辺とほぼ直交する方向)にスキャン(走査)する。 That is, in step 508, as shown in FIG. 14 (A), evaluation point corresponding area DB n (here, DB 1) based on the design value of the said evaluation point corresponding area DB n (here, DB upper and lower sides of the length SL (SL Y-axis direction including each position on the design, for example 20 [mu] m) and the X-axis direction length B of 1) (B sets the detection area, for example 10 [mu] m), a set the window region WD1, the WD2, arrows A1, -Y direction as indicated respectively by A2 (upper side of the outer frame, a direction substantially perpendicular to the lower side) scan (scan). 窓領域WD1,WD2は、スキャン方向の長さT(Tは例えば3μm)かつ非スキャン方向の長さBとなっている。 Window region WD1, WD2, the length T in the scanning direction (T, for example 3 [mu] m) and has a and the non-scanning direction length B. また、窓領域WD1,WD2相互の間隔LLは、評価点対応領域DB 上辺、下辺間の設計上の距離に等しく定められている。 Further, the window area WD1, WD2 mutual spacing LL, the evaluation point corresponding area DB n upper, is defined equal to a distance on the design between the lower side.
【0144】 [0144]
そして、上記の窓領域WD1,WD2のスキャン中に、窓領域WD1,WD2内のピクセルデータの代表値、例えばそれぞれの窓領域WD1、WD2内のピクセル値の分散(又は標準偏差)の加算値を、所定のサンプリング間隔、例えば窓領域WD1、WD2のスキャン方向の位置が1ピクセル変化する毎に、順次算出し、各算出結果を、窓領域WD1、WD2のスキャン方向の位置と対応させてメモリに記憶する。 Then, during a scan of said window regions WD1, WD2, the representative value of the pixel data in the window area WD1, WD2, for example the sum of the variance (or standard deviation) of each window area WD1, pixel values ​​in the WD2 , predetermined sampling intervals, for example every time the scanning direction of the position of the window area WD1, WD2 is changed by one pixel, sequentially calculates, each calculation result in the memory in correspondence with the scanning direction of the position of the window area WD1, WD2 Remember. そして、スキャン終了後に、前記の算出結果が最大となる窓領域WD1、WD2のスキャン方向の位置(Y軸方向の位置)を、評価点対応領域DB (この場合評価点対応領域DB )の上辺、下辺の概略位置として検出する。 Then, after scanning is completed, the calculation result is the position in the scanning direction of the window regions WD1, WD2 which maximizes the (Y-axis direction position) of the evaluation point corresponding area DB n (in this case evaluation point corresponding area DB 1) upper, is detected as the approximate position of the lower side. これは、外枠部分が窓領域WD1、WD2内に完全に含まれたときに、各窓領域内のピクセル値の分散及び標準偏差が最も大きくなり、かつ、一方の窓領域WD1は外枠の外側から内側に向かってスキャンされ、他方の窓領域WD2は外枠の内側から外側に向かってスキャンされるので、窓領域WD1、WD2内のピクセル値の分散(又は標準偏差)の加算値が最大となる窓領域WD1、WD2のスキャン方向の位置は、外枠の上辺、下辺の位置の近傍であることは間違いないからである。 This means that when the outer frame portion is completely contained in the window region WD1, the WD2, variance and standard deviation of the pixel values ​​in each window region becomes the largest, and one of the window regions WD1 is the outer frame maximum scanned from the outside to the inside, the other window area WD2 because from the inside of the outer frame is scanned outward, the additional value of variance (or standard deviation) of the window area WD1, pixel values ​​in the WD2 are the scanning direction of the position of the window area WD1, WD2 serving as the upper side of the outer frame, it is near the position of the lower side is because no doubt.
【0145】 [0145]
但し、窓領域は、2つ同時にスキャンさせる必要は必ずしもなく、図14(A)と同様の検出領域を個別に設定して、窓領域WD1、WD2を別々にスキャンしても良い。 However, the window area, is necessary to two simultaneously scan not necessarily, the detection region similar to that of FIG. 14 (A) and set individually, may scan the window region WD1, WD2 separately. この場合には、窓領域WD1、WD2それぞれについて、領域内のピクセル値の分散(又は標準偏差)がそれぞれ最大となる窓領域WD1、WD2のスキャン方向の位置(Y軸方向の位置)を、評価点対応領域DB (この場合評価点対応領域DB )の上辺、下辺の概略位置として検出すれば良い。 In this case, the window region WD1, WD2 for each, the variance of pixel values ​​in the region (or standard deviation) becomes maximum window region WD1, the scanning direction of the position of WD2 respectively (Y-axis direction position), evaluation point the upper side of the corresponding area DB n (in this case evaluation point corresponding area DB 1), may be detected as the approximate position of the lower side. この場合において、本実施形態では、前述の如く評価点対応領域DB の最外周に過露光の第2領域DD (すなわち、パターンの残存しない領域)が存在していることを考慮すれば、窓領域WD1、WD2の両者を、図16に簡略化して示されるように、評価点対応領域DB (この場合評価点対応領域DB )の外枠に対して内側から外側にスキャンすることとしても良い。 In this case, in the present embodiment, considering that the second region DD n of overexposure (i.e., the region does not remain in the pattern) is present on the outermost periphery of the evaluation point corresponding area DB n as described above, both the window area WD1, WD2, as shown in simplified form in FIG. 16, as to scan from the inside to the outside relative to the outer frame of the evaluation point corresponding area DB n (in this case evaluation point corresponding area DB 1) it may be. このようにすると、スキャンの途中で、ピクセル値の分散(又は標準偏差)のピークが最初に検出された位置を、外枠の上辺、下辺の概略位置として検出することができる。 In this way, in the middle of the scan, it is possible to detect the position where the peak of the dispersion (or standard deviation) of the pixel value is first detected, the upper side of the outer frame, as a rough position of the lower side. その理由は、窓領域WD1、WD2ともに、スキャンの開始直後には、窓領域が過露光の第2領域DD に完全に含まれているので、窓領域内のピクセル値の分散(又は標準偏差)はほぼ零であり、その後窓領域が外枠に掛かるまでその状態が続く。 This is because the window region WD1, WD2 both immediately after the start of the scan, since the window region is completely contained in the second region DD n of overexposure, the variance of pixel values in the window region (or standard deviation ) is approximately zero, the state continues thereafter window region until applied to the outer frame. そして、窓領域が外枠に掛かった時点で分散(又は標準偏差)が大きくなり、窓領域内に外枠が完全に含まれた時点で分散(又は標準偏差)がピークになるからである。 Then, since the window region dispersion when applied to the outer frame (or standard deviation) is increased, the dispersion at the time when the outer frame is completely contained within the window region (or standard deviation) is peak. このようにすることにより、外枠の位置検出に要する時間を短縮することができる。 In this way, it is possible to shorten the time required for position detection of the outer frame.
【0146】 [0146]
さらに、図16に示されるように、窓領域WD1、WD2と同一サイズで90°回転させたような窓領域WD3を、矢印A3で示されるように図16中の左から右に向かって走査することにより、評価点対応領域DB の外枠の右辺の概略位置を前述と同様にして検出しても良い。 Furthermore, as shown in FIG. 16, the window region WD3 as rotated 90 ° in the window region WD1, WD2 the same size, to scan from left to right in FIG. 16 as indicated by arrow A3 it allows the approximate position of the right side of the outer frame of the evaluation point corresponding area DB 1 may be detected in the same manner as described above. また、この外枠の上辺、下辺、及び右辺のうちの少なくとも1辺の概略位置検出に際し、その辺上の複数箇所で窓領域を前述と同様にスキャンして、同一辺上の複数の点の概略位置を検出することも勿論可能である。 Further, the outer frame upper side, lower side, and upon at least one side of the rough position detection of the right-hand side, the window region at a plurality of positions on its sides by scanning in the same manner as described above, a plurality of points on the same side it is of course possible to detect the approximate position.
【0147】 [0147]
いずれにしても、窓領域WD1、WD2などの大きさは、スキャン中に窓領域内のピクセル値の分散(又は標準偏差)が、評価点対応領域DB の外枠上とそれ以外の場所とで、差が所定値以上となるように、シミュレーション又は実験等に基づいて定めることが重要である。 In any case, the size of such a window area WD1, WD2 is distributed (or standard deviation) of the pixel values within the window area during scanning, on the outer frame of the evaluation point corresponding area DB 1 and the other places in, so that the difference is equal to or greater than a predetermined value, it is important to define on the basis of the simulation or experiments. 本実施形態では、このようにして、前述のサイズを定めている。 In the present embodiment, in this way, it defines the size of the above. なお、本実施形態では外枠の各辺とほぼ平行な方向を長手方向とする窓領域WD1〜WD3を設定するものとしたが、これらの窓領域WD1〜WD3は各辺とほぼ直交する方向を長手方向とする矩形領域としても良い。 Incidentally, the direction in the present embodiment was used to set the window region WD1~WD3 to a direction substantially parallel to the respective sides of the outer frame and the longitudinal direction, these window regions WD1~WD3 is substantially perpendicular to the respective sides it may be a rectangular region whose longitudinal direction.
【0148】 [0148]
図17(A)〜図18(D)には、発明者が行った実験結果の一例が示されている。 Figure 17 (A) ~ FIG 18 (D), the inventor is an example of the experimental results are shown which were performed. 図17(A)には、1つの評価点対応領域DB の外枠の4辺を検出するためにそれぞれ設定された4つの検出領域が示されている。 In FIG. 17 (A), four detection areas set respectively to detect the four sides of the outer frame of one evaluation point corresponding area DB k are shown.
【0149】 [0149]
図17(B)には、一組の窓領域を図17(A)中の右から左に(+X側から−X側に)同時に設定された検出領域内でスキャンした際に得られたピクセル値の分散信号の和信号が横軸をX位置として示されている。 The FIG. 17 (B), the obtained upon scanning a set of window region (the -X side from the + X side) right to left in FIG. 17 (A) simultaneously with the set detection area pixels the sum signal of the dispersion signal values ​​are shown on the horizontal axis as the X position. また、図17(C)には、本実施形態と同様に、一組の窓領域を図17(A)中の上から下に(+Y側から−Y側に)同時に設定された検出領域内でスキャンした際に得られたピクセル値の分散信号の和信号が横軸をY位置として示されている。 Further, in FIG. 17 (C), similar to the present embodiment, under a set of window region from the top in FIG. 17 (A) (+ from Y side on the -Y side) at the same time set the detection area the sum signal of the distributed signals resulting pixel values ​​upon scanning in is shown on the horizontal axis as the Y position.
【0150】 [0150]
また、図18(A)には、外枠の上辺を検出対象として、窓領域を図17(A)中の下から上に(−Y側から+Y側に)、設定された検出領域内でスキャンした際に得られたピクセル値の分散信号が横軸をY位置として示されている。 Further, in FIG. 18 (A) as a detection target upper side of the outer frame, the window region (the + Y side from the -Y side) FIG. 17 (A) from bottom to top in, in a detection area set distributed signal obtained pixel values ​​upon scanning is shown on the horizontal axis as the Y position. 同様に、図18(B)には、外枠の下辺を検出対象として、窓領域を図17(A)中の下から上に(−Y側から+Y側に)、設定された検出領域内でスキャンした際に得られたピクセル値の分散信号が横軸をY位置として示されている。 Similarly, in FIG. 18 (B) as a detection target lower side of the outer frame, the window region from the bottom to the top in FIG. 17 (A) (from -Y side in the + Y side), the set detection area distributed signal obtained pixel values ​​upon scanning in is shown on the horizontal axis as the Y position.
【0151】 [0151]
また、図18(C)には、外枠の右辺を検出対象として、窓領域を図17(A)中の右から左に(+X側から−X側に)、設定された検出領域内でスキャンした際に得られたピクセル値の分散信号が横軸をX位置として示されている。 Further, in FIG. 18 (C) is, as the detection target right side of the outer frame, the window region (the -X side from the + X side) right to left in FIG. 17 (A), in a detection area set distributed signal obtained pixel values ​​upon scanning is shown on the horizontal axis as the X position. 同様に、図18(D)には、外枠の左辺を検出対象として、窓領域を図17(A)中の左から右に(−X側から+X側に)、設定された検出領域内でスキャンした際に得られたピクセル値の分散信号が横軸をX位置として示されている。 Similarly, in FIG. 18 (D), as a detection target to the left side of the outer frame, the window region (the + X side from the -X side) FIG. 17 (A) left-to-right in, set detection area distributed signal obtained pixel values ​​upon scanning in is shown on the horizontal axis as the X position.
【0152】 [0152]
例えば、図18(A)の場合には、スキャン方向が、窓領域が外枠の内側から外側に向かって移動する方向に定められていることから、分散信号の最初のピークの位置が、外枠の位置にほぼ一致しているので、この位置を外枠の概略位置として検出できる。 For example, in the case of FIG. 18 (A) scanning direction, since it is defined in the direction in which the window region is moved from the inside of the outer frame toward the outside, the position of the first peak of the distributed signal, outside since substantially coincides with the position of the frame, can detect the position as an approximate position of the outer frame. これに対して、図18(B)の場合には、スキャン方向が、窓領域が外枠の外側から内側に向かって移動する方向に定められていることから、分散信号の最初のピークの位置が外枠の概略位置と一致していないので、その位置を外枠の概略位置として検出することができない。 In contrast, in the case of FIG. 18 (B) is the scanning direction, since it is defined in the direction in which the window region is moved from outside the outer frame toward the inside, the position of the first peak of the distributed signal since but not coincident with the approximate position of the outer frame, it is impossible to detect the position as approximate position of the outer frame. このように、実際の実験結果からも、前述したように、窓領域WD1、WD2の両者を、評価点対応領域DB の外枠に対して内側から外側にスキャンする方が、外枠の概略位置をより短時間で検出できることが裏付けられている。 Thus, the actual experimental results, as described above, both the window area WD1, WD2, is better to scan from the inside to the outside relative to the outer frame of the evaluation point corresponding area DB n, outline of the outer frame it has been confirmed to be able to detect the position more quickly.
【0153】 [0153]
発明者は、ウエハ上に下地として形成されたバークと、その上に塗布されたレジストとの組み合わせが異なる種々のウエハについて、上述と同様の手順で、評価点対応領域を形成後、上述した窓領域のスキャン方法により評価点対応領域の外枠の概略位置検出(ラフ検出)の実験を行った所、殆ど全ての場合に、支障なく評価点対応領域の外枠の概略位置を検出できることが確認された。 Inventors, and Burke formed on the wafer as a base for various wafers different combinations of the upper resist coated thereon in the same procedure as described above, after forming the evaluation point corresponding area, the above-described window where experiments were conducted in the region of the scanning methods by evaluation point corresponding area outer frame of the rough position detection of (rough detection), almost all of the cases, verify that it is possible to detect the approximate position of the outer frame of the trouble without evaluation point corresponding area It has been.
【0154】 [0154]
上述の如くして、評価点対応領域DB (この場合評価点対応領域DB )の上辺、下辺の概略位置を検出すると、図10のステップ510に戻る。 And as described above, the upper side of the evaluation point corresponding area DB n (in this case evaluation point corresponding area DB 1), upon detecting the approximate position of the lower side, the flow returns to step 510 of FIG. 10. このステップ510では、図14(B)に示されるように、上記ステップ508で求めた上辺より少し下側の横方向(X軸方向にほぼ平行な方向)の直線LH1上のピクセル列、及び、求めた下辺より少し上側の横方向の直線LH2上のピクセル列を用いて、境界検出を行い、評価点対応領域DB の左辺及び右辺上の点を各2点、合計4点求めるサブルーチンの処理を行う。 In step 510, FIG. 14 as shown (B), the pixel column on the line LH1 of (a direction substantially parallel to the X-axis direction) transverse slightly below the upper edge obtained in step 508 and, obtained by using a bit lines of pixels on the horizontal direction of the straight line LH2 upper than the lower side, performs boundary detection, evaluation point corresponding areas each two points the points on the left and right sides of the DB n, the processing of the subroutine for obtaining a total of 4 points I do. なお、図14(B)中には、このステップ510で境界検出に用いられる、上記直線LH1上のピクセル列データのピクセル値に対応する波形データPD1、上記直線LH2上のピクセル列データのピクセル値に対応する波形データPD2がそれぞれ示されている。 Note that in FIG. 14 (B), the the used boundary detected in step 510, the straight line LH1 on waveform data PD1 corresponding to the pixel value of the pixel string data, the pixel string data on the straight line LH2 pixel value waveform data PD2 corresponding respectively shown in.
【0155】 [0155]
サブルーチン510では、まず、図12のステップ701において、上記ステップ508で求めた上辺の概略位置に基づいて、その位置より僅かに下側のピクセル列、例えば図14(B)に示される直線LH1に沿う直線状のピクセル列を、第1番目の境界検出用のピクセル列として決定した後、ステップ702の閾値tを決定する処理を行うサブルーチンに移行する。 In subroutine 510, first, in step 701 of FIG. 12, on the basis of the approximate position of the upper side determined in step 508, slightly below the pixel column from its position, for example a straight line LH1 to shown in FIG. 14 (B) the linear pixel column along, after determining as the first pixel row for detecting the boundary, the process proceeds to the subroutine for performing the process of determining the threshold value t in step 702.
【0156】 [0156]
このサブルーチン702では、まず、図13のステップ802において、上記ステップ701で決定された、直線LH1に沿う直線状のピクセル列のデータ(ピクセル列データ)を前述の撮像データファイルの中から抽出する。 In this subroutine 702, first, in step 802 of FIG. 13, as determined in step 701, it extracts the data of the linear pixel column along a straight line LH1 (pixel string data) from the imaging data file described above. これにより、例えば図14(B)中の波形データPD1に対応するピクセル値を有するピクセル列データが得られたものとする。 Thus, for example, it is assumed that the pixel column data is obtained with pixel values ​​corresponding to waveform data PD1 of FIG. 14 in (B).
【0157】 [0157]
次のステップ804では、そのピクセル列のピクセル値(ピクセルデータの値)の平均値と標準偏差(又は分散)を求める。 In the next step 804, an average value and the standard deviation of the pixel values ​​of the pixel column (the value of the pixel data) (or dispersion).
【0158】 [0158]
次のステップ806では、求めた平均値と標準偏差とに基づいて閾値(スレッショルドレベルライン)SLの振り幅を設定する。 In the next step 806, it sets the swing width of the threshold (threshold level line) SL based on the average calculated values ​​and the standard deviation.
【0159】 [0159]
次のステップ808では、図19に示されるように、上で設定した振り幅で閾値(スレッショルドレベルライン)SLを所定ピッチで変化させ、変化位置毎に波形データPD1と閾値(スレッショルドレベルライン)SLとの交点数を求め、その処理結果の情報(各閾値の値と交点数)を不図示の記憶装置に記憶する。 In the next step 808, as shown in Figure 19, the threshold value (threshold level line) SL in swing width set above is varied at a predetermined pitch, each change position waveform data PD1 and a threshold (threshold level line) SL obtain the intersection number of the stores of the processing result information (value and number of intersections of the threshold value) in a storage device (not shown).
【0160】 [0160]
次のステップ810では、上記ステップ808で記憶した上記処理結果の情報に基づいて、求めた交点数が、対象パターン(この場合は、評価点対応領域DB )によって定まる交点数に一致する閾値(仮閾値と呼ぶ)t を求める。 In the next step 810, based on the processing result of the information stored in step 808, the number of intersections required, the pattern threshold (in this case, the evaluation point corresponding area DB n) matches the number of intersections defined by ( called a temporary threshold) is obtained t 0.
【0161】 [0161]
次のステップ812では、上記仮閾値t を含み、交点数が同じである閾値範囲を求める。 In the next step 812, it includes the temporary threshold t 0, the intersection number calculate a threshold range is the same.
【0162】 [0162]
次のステップ814では、上記ステップ812で求めた閾値範囲の所定値(本実施形態では、例えば中心とする)を最適な閾値tとして決定した後、図12のステップ704にリターンする。 In the next step 814, a predetermined value of the threshold range obtained in step 812 (in this embodiment, for example, the center) was determined as the optimal threshold t, the process returns to step 704 of FIG. 12.
【0163】 [0163]
なお、ここでは、高速化を目的としてピクセル列のピクセル値の平均値と標準偏差(又は分散)を基に、離散的に(所定ステップピッチで)閾値を変化させているが、閾値の変化方法は、これに限定されるものではなく、例えば連続的に変化させるなどしても良いことは勿論である。 Here, based on the average value and the standard deviation of the pixel value of the pixel columns purposes (or dispersing) the speed, discretely but by changing the (predetermined in step pitch) threshold, the threshold changing method is not limited to this, for example, that may be like continuously varied as a matter of course.
【0164】 [0164]
図12のステップ704では、上で決定した閾値(スレッショルドレベルライン)tと、前述の波形データPD1との交点(すなわち、閾値tが波形データPD1を横切る点)を求める。 In step 704 of FIG. 12, obtains a threshold (threshold level line) t determined above, the intersection of the waveform data PD1 described above (i.e., that the threshold t crosses waveform data PD1). なお、この交点の検出は、図19中に矢印A、A'で示されるように、実際にはピクセル列を外側から内側に走査することによって行われる。 The detection of the intersection, as indicated by arrows A, A 'in FIG. 19, are actually performed by scanning the inside of the pixel columns from the outside. 従って、交点は、少なくとも2点検出される。 Therefore, the intersection point is issued at least 2 inspections.
【0165】 [0165]
図12に戻り、次のステップ706では、求めた各交点の位置からそれぞれ双方向にピクセル列を走査し、各交点の近傍のピクセル値の極大値及び極小値を、それぞれ求める。 Returning to Figure 12, the next step 706, respectively obtained by scanning the pixel columns in the two-way from the position of the intersection with the maximum and minimum values ​​of the pixel values ​​in the vicinity of each intersection is obtained, respectively.
【0166】 [0166]
次のステップ708では、求めた極大値及び極小値の平均値を算出し、これを新たな閾値t'とする。 In the next step 708, calculates the average value of the maximum and minimum values ​​determined, this is the new threshold t '. この場合、交点が少なくとも2点あるので、新たな閾値t'も交点毎に求められることになる。 In this case, since the intersection is at least two points, a new threshold t 'is also determined for each intersection.
【0167】 [0167]
次のステップ710では、上記ステップ708で求めた交点毎の、極大値と極小値との間で、閾値t'と波形データPD1との交点(すなわち、閾値t'が波形データPD1を横切る点)をそれぞれ求め、その求めた2点(ピクセル)の位置をそれぞれ境界点とする。 In the next step 710, for each intersection point determined at step 708, between a maximum value and a minimum value, the threshold value t 'intersections of the waveform data PD1 (i.e., the threshold t' that crosses the waveform data PD1) respectively calculated, and each boundary point positions of the determined two points (pixels). すなわち、このようにして境界点(この場合、評価点対応領域DB の左辺及び右辺上の点)を算出した後、ステップ712に進んで境界点を4点検出したか否かを判断する。 That is, the boundary point in this manner (in this case, a point on the left and right sides of the evaluation point corresponding area DB n) After calculating, determining whether issued 4 inspected boundary point proceeds to step 712. ここでは、境界点は、2点検出したのみなので、ここでの判断は否定され、ステップ718に移行し、上記ステップ508で求めた下辺の概略位置に基づいて、その位置より僅かに上側のピクセル列、例えば14(B)に示される直線LH2に沿う直線状のピクセル列を、第2番目の境界検出用のピクセル列として決定した後、ステップ702のサブルーチンに戻る。 Here, the boundary point, since only issued 2 inspection, this determination is negative, the process proceeds to step 718, based on the approximate position of the lower side determined in step 508, slightly above the pixel from its position column, for example 14 straight row of pixels along a straight line LH2 shown in (B), after determining as the second pixel columns for detecting the boundary, the flow returns to the subroutine of step 702. このサブルーチン702では、まず、図13の802において、上記ステップ718で決定された、直線LH2に沿う直線状のピクセル列のデータ(ピクセル列データ)を前述の撮像データファイルの中から抽出する。 In this subroutine 702, first, in 802 of FIG. 13, as determined in step 718, extracts the data of the linear pixel column along a straight line LH2 (pixel string data) from the imaging data file described above. これにより、例えば図14(B)中の波形データPD2に対応するピクセル値を有するピクセル列データが得られたものとする。 Thus, for example, it is assumed that the pixel column data is obtained with pixel values ​​corresponding to waveform data PD2 of FIG. 14 in (B). その後、波形データPD2に対応するピクセル値を有するピクセル列データを用いて、前述したステップ804〜814の処理を行い、最適な閾値tを決定した後、ステップ704にリターンする。 Then, by using the pixel column data having a pixel value corresponding to the waveform data PD2, it performs steps 804 to 814 described above, after determining the optimum threshold t, the process returns to step 704. その後、ステップ704〜ステップ710の処理を前述と同様にして行い、閾値t'と波形データPD1との2点の交点(すなわち、閾値t'が波形データPD2を横切る点)をそれぞれ求め、その求めた2点(ピクセル)の位置をそれぞれ境界点とする。 Thereafter, by the processing of step 704~ step 710 in the same manner as described above, determined threshold t 'intersection of two points and the waveform data PD1 (i.e., the threshold t' that crosses the waveform data PD2), respectively, the calculated 2 points the position of (pixels), respectively, and boundary points were.
【0168】 [0168]
次のステップ712で、境界点を4点検出したか否かを再度判断するが、ここでは、境界点を4点検出しているので、ここでの判断は肯定され、図10のステップ510にリターンする。 In the next step 712, it is judged whether issued 4 inspected boundary points again, here, since the boundary points 4 out inspection, this determination is affirmative, the process returns to step 510 of FIG. 10 . 図14(B)中には、上記ステップ510で求められた4点の境界点Q 〜Q が併せて示されている。 During FIG. 14 (B), the boundary point Q 1 to Q 4 of the four points obtained in step 510 are shown together.
【0169】 [0169]
図10に戻り、次のステップ512では、図14(C)に示されるように、上記ステップ510で求めた左辺上の2点Q 、Q より少し右側の縦方向の直線LV1上のピクセル列、及び、求めた右辺上の2点Q 、Q より少し左側の縦方向の直線LV2上のピクセル列を用いて、前述のステップ508と同様の手法で境界検出を行い、評価点対応領域DB の上辺及び下辺上の境界点を各2点、合計4点求める。 Returning to FIG. 10, the next step 512, as shown in FIG. 14 (C), on the vertical direction of the straight line LV1 little right of the two points Q 1, Q 2 on the left side obtained in step 510 pixel column, and, by using the pixel columns on the two points Q 3, Q 4 slightly to the left of the vertical straight lines LV2 on the obtained right side performs boundary detection in the same manner as step 508 described above, the evaluation point corresponding each 2-point boundary points on the upper side and the lower side of the area DB n, obtains a total of 4 points. 図14(C)中には、このステップ512における境界検出に用いられる、上記直線LV1上のピクセル列データのピクセル値に対応する波形データPD3、上記直線LV2上のピクセル列データのピクセル値に対応する波形データPD4がそれぞれ示されている。 The 14 in (C), used for boundary detection in step 512, the waveform data PD3 corresponding to the pixel value of the pixel string data on the straight line LV1, corresponding to the pixel value of the pixel string data on the straight line LV2 waveform data PD4 to are shown. また、この図14(C)中には、ステップ512で求められた境界点Q 〜Q も併せて示されている。 Moreover, this figure 14 in (C), are shown also to boundary point Q 5 to Q 8 obtained in step 512.
【0170】 [0170]
ところで、評価点対応領域DB (この場合DB )の低ドーズ(低露光量)側の境界点、例えば境界点Q 、Q の検出に際して、ウエハW 上のバークとレジストとの組み合わせによっては、境界点Q 、Q の候補点がそれぞれ複数点検出される場合が起こり得る。 However, the combination of low dose (low exposure) side of the boundary points of the evaluation point corresponding area DB n (in this case DB 1), for example, in detecting the boundary point Q 5, Q 7, and Burke and resist on the wafer W T some may occur if candidate points of the boundary point Q 5, Q 7 is detected a plurality points. このような場合、本実施形態では、前述のステップ508において、評価点対応領域DB (この場合DB )の外枠の上辺、下辺の概略位置(ピクセル単位)を、前述の窓領域WD1、WD2のスキャンにより検出しているので、この値に最も近い点を、候補点の中から択一的に選択することにより、境界点Q 、Q を確実に検出することができる。 In this case, in the present embodiment, in step 508 described above, evaluation point corresponding area DB n the upper side of the outer frame (in this case DB 1), the approximate position of the lower side (in pixels), the above-mentioned window regions WD1, since detected by scanning WD2, the point closest to this value, by alternatively be selected from among the candidate points, it is possible to reliably detect the boundary point Q 5, Q 7. この意味では、ステップ508において、外枠の左辺及び右辺の少なくとも一方、例えば評価点対応領域DB (この場合DB )の低ドーズ側に相当する左辺の概略位置(ピクセル単位)を、前述と同様に、窓領域のスキャンにより求めておくこととしても良い。 In this sense, in step 508, at least one of the left and right sides of the outer frame, for example, evaluation point corresponding area DB n left approximate position corresponding to a low dose side (in this case DB 1) (in pixels), as described above Similarly, it is also possible to previously obtained by the scanning of the window region. このようにすると、レジスト像においてパターンが残存し、場合によってはその候補点が複数出現することが予想される、境界点Q 、Q についても、前述と同様にして確実に検出することが可能となる。 In this way, the pattern may remain in the resist image, in some cases the candidate point is expected to occur more than once, for the boundary point Q 1, Q 2, to be reliably detected in the same manner as described above It can become.
【0171】 [0171]
図10に戻り、次のステップ514では、図15(A)に示されるように、上記ステップ510、512においてそれぞれ求めた、評価点対応領域DB の左辺、右辺、上辺及び下辺上の各2点(Q ,Q )、(Q ,Q )、(Q ,Q )、(Q ,Q )に基づいて、各辺上の2点で決まる直線同士の交点として、矩形領域(長方形領域)である評価点対応領域DB の外枠の4頂点p '、p '、p '、p 'を求める。 Figure 10 returns to, the next step 514, FIG. 15 as (A), the respectively determined in step 510, 512 evaluation points left side of the corresponding area DB n, the right side, the 2 on the upper and lower sides point (Q 1, Q 2), as (Q 3, Q 4), (Q 5, Q 6), based on the (Q 7, Q 8), the intersection of straight lines determined by two points on each side, rectangular area 4 vertices p 0 of the outer frame of the evaluation point corresponding area DB n is (rectangular area) ', p 1', p 2 ', p 3' seek. ここで、この頂点の算出方法について、頂点p 'を算出する場合を例にとって、図20に基づいて詳述する。 Here, the method of calculating the vertex, taking the case of calculating the vertex p 0 ', will be described in detail with reference to FIG. 20.
【0172】 [0172]
図17に示されるように、頂点p 'が、境界位置Q からQ へ向かうベクトルK1のα倍(α>0)の位置にあり、同時にQ からQ へ向かうベクトルK2のβ倍(β<0)の位置にあるとするとき、次の連立方程式(1)が成り立つ。 As shown in FIG. 17, the vertex p 0 'is in the position of alpha times the vector K1 directed from the boundary position Q 2 to Q 1 (α> 0), β vector K2 simultaneously directed from Q 5 to Q 6 when to be in position twice (beta <0), the following simultaneous equations (1) holds. (ここで、添え字x,yは、それぞれ各点のx座標、y座標を表す。) (Here, the subscript x, y is, x-coordinate of each point, respectively represent the y-coordinate.)
【0173】 [0173]
【数1】 [Number 1]
【0174】 [0174]
上記の連立方程式(1)を解けば、頂点p 'の位置(p 0x ',p 0y ')が求められる。 Solving the simultaneous equations (1) above, 'the position of the (p 0x' vertex p 0, p 0y ') is obtained.
【0175】 [0175]
残りの頂点p '、p '、p 'についても、同様の連立方程式を立て、それを解くことにより、それぞれの位置を求めることができる。 Remaining vertices p 1 ', p 2', for even p 3 ', made a similar simultaneous equations, by solving it, it is possible to determine the respective positions.
【0176】 [0176]
図10に戻り、次のステップ516では、図15(B)に示されるように、上で求めた4頂点p '〜p 'の座標値に基づいて、最小二乗法による長方形近似を行い、回転を含めた評価点対応領域DB の外枠DBFを算出する。 Returning to FIG. 10, the next step 516, as shown in FIG. 15 (B), based on the coordinate values of the calculated above 4 vertices p 0 '~p 3', performs rectangular fit according to the least square method calculates the outer frame DBF of including the rotation evaluation point corresponding area DB n.
【0177】 [0177]
ここで、このステップ516における処理を、図21に基づいて詳述する。 Here, the processing in step 516 will be described in detail with reference to FIG. 21. すなわち、このステップ516では、4頂点p 〜p の座標値を用いて、最小二乗法による長方形近似を行い、評価点対応領域DB の外枠DBFの幅w、高さh、及び回転量θを求めている。 That is, in step 516, 4 using the coordinate values of the vertices p 0 ~p 3, performs rectangular approximation by the least square method, the width w of the outer frame DBF evaluation point corresponding area DB n, a height h, and rotation and determine the amount θ. なお、図21において、y軸は紙面の下側が正となっている。 Incidentally, in FIG. 21, the y-axis has lower side of the sheet is positive.
【0178】 [0178]
中心p の座標を(p cx ,p cy )とすると、長方形の4頂点(p ,p ,p ,p )はそれぞれ次式(2)〜(5)のように表せる。 Center p coordinates (p cx, p cy) of c When, four vertices of a rectangle (p 0, p l, p 2, p 3) can be expressed respectively by the following equation (2) to (5).
【0179】 [0179]
【数2】 [Number 2]
【0180】 [0180]
上記ステップ514で求めた4頂点p ',p ',p ',p 'の各点とそれぞれ対応する上式(2)〜(5)でそれぞれ表される頂点p ,p ,p ,p との距離の総和を誤差E とする。 4 vertices p 0 obtained in step 514 ', p l', p 2 ', p 3' vertices p 0 respectively represented by the above formula (2) to (5) respectively corresponding to the respective points, p l , the error E p the sum of the distances between p 2, p 3. 誤差E は、次式(6)、(7)で表せる。 Error E p, the following equation (6) can be expressed by (7).
【0181】 [0181]
【数3】 [Number 3]
【0182】 [0182]
上記式(6)、(7)を、未知変数p cx ,p cy ,w,h,θでそれぞれ偏微分し、その結果が0になるように連立方程式を立て、その連立方程式を解くことによって長方形近似結果が得られる。 The formula (6), (7), unknown variables p cx, p cy, w, h, partially differentiated respectively theta, making a simultaneous equations so that the result becomes 0, by solving the simultaneous equations rectangle approximate results are obtained.
【0183】 [0183]
この結果、評価点対応領域DB の外枠DBFが求められた様子が、図15(B)に実線にて示されている。 As a result, how the outer frame DBF is obtained evaluation point corresponding area DB n it is shown by the solid line in FIG. 15 (B).
【0184】 [0184]
図10に戻り、次のステップ518では、上で検出した評価点対応領域DB の外枠DBFを、既知の区画領域の縦方向の数=(M+2)=15、区画領域の横方向の数=(N+2)=25を用いて、等分割し、各区画領域DA i,j (i=0〜14、j=0〜24)を求める。 Returning to FIG. 10, in the next step 518, the outer frame DBF evaluation point corresponding area DB n detected above, the number of longitudinal known defined areas = (M + 2) = 15 , the number of transverse compartments region = (N + 2) = 25 was used to equally divided, each divided area DA i, obtains the j (i = 0~14, j = 0~24). すなわち、外枠DBFを基準として、各区画領域(位置情報)を求める。 That is, based on the outer frame DBF, determine the respective defined areas (position information).
【0185】 [0185]
図15(C)には、このようにして求められた、第1領域DC を構成する各区画領域DA i,j (i=1〜13、j=1〜23)が示されている。 In FIG. 15 (C) was thus obtained, each divided area DA i constituting the first region DC n, j (i = 1~13 , j = 1~23) are the shown.
【0186】 [0186]
図10に戻り、次のステップ520では、各区画領域DA i,j (i=1〜M、j=1〜N)について、ピクセルデータに関する代表値(以下、適宜「スコア」とも呼ぶ)を算出する。 Returning to FIG. 10, calculated in the next step 520, the partitioned regions DA i, j (i = 1~M , j = 1~N) for the representative value for the pixel data (hereinafter, also referred to as "score") to.
【0187】 [0187]
以下、スコアE i,j (i=1〜M、j=1〜N)の算出方法について詳述する。 Hereinafter, detailed score E i, j (i = 1~M , j = 1~N) method for calculating the.
【0188】 [0188]
通常、撮像された計測対象において、パターン部分と非パターン部分にはコントラスト差がある。 Usually, the captured measurement object, the pattern portion and the non-pattern portion is a contrast difference. パターンが消失した領域内には非パターン領域輝度をもつピクセルだけが存在し、一方、パターンが残存する領域内にはパターン領域輝度をもつピクセルと非パターン領域輝度を持つピクセルとが混在する。 The region where the pattern has disappeared only pixels having non-pattern area luminance is present, while in the region where the pattern remains mixed and the pixels having the pixel and non-pattern region luminance with a pattern area luminance. 従って、パターン有無判別を行うための代表値(スコア)として、各区画領域内でのピクセル値のばらつきを用いることができる。 Accordingly, the representative value for performing pattern whether discrimination as (score), can be used variations of pixel values ​​in each partitioned region.
【0189】 [0189]
本実施形態では、一例として、区画領域内の指定範囲のピクセル値の分散(又は標準偏差)を、スコアEとして採用するものとする。 In the present embodiment, as an example, the pixel values ​​in the specified range of segment area dispersed (or standard deviation), and should be adopted as the score E.
【0190】 [0190]
指定範囲内のピクセルの総数をS、k番目のピクセルの輝度値をI とすると、スコアEは次式(8)で表せる。 The total number of the range specified pixels S, the luminance value of the k-th pixel and I k, the score E is expressed by the following equation (8).
【0191】 [0191]
【数4】 [Number 4]
【0192】 [0192]
本実施形態の場合、前述の如く、レチクルR 上で、開口パターンAP (n=1〜5)と中心を同じくする、該各開口パターンの約60%の縮小領域部分に計測用パターンMP がそれぞれ配置されている。 In this embodiment, as described above, the reticle R on T, also the center an opening pattern AP n (n = 1~5), about 60% of the reduction area portions measurement pattern MP of the respective opening patterns n are arranged. また、前述の露光の際のステップピッチSPが、各開口パターンAP のウエハW 上への投影像の寸法とほぼ一致する約5μmに設定されている。 Further, the step pitch SP during exposure described above is set to approximately match about 5μm and dimensions of the projected image onto the wafer W T of each aperture pattern AP n. 従って、パターン残存区画領域において、計測用パターンMP は、区画領域DA i,jと中心を同じくし、該区画領域DA i,jをほぼ60%に縮小した範囲(領域)に存在することとなる。 Thus, in the pattern residual divided areas, measurement pattern MP n are that existing in the range (area) to similarly divided area DA i, j and the center was reduced compartments area DA i, j to nearly 60% Become.
【0193】 [0193]
かかる点を考慮すると、上記の指定範囲として、例えば区画領域DA i,j (i=1〜M、j=1〜N)と中心を同じくし、その領域を縮小した範囲をスコア算出に用いることができる。 In view of these points, as the specified range described above, for example divided area DA i, j (i = 1~M , j = 1~N) Like the center, using a range of reducing the area to the score calculation can. 但し、その縮小率A(%)は以下のように制限される。 However, the reduction ratio A (%) is limited as follows.
【0194】 [0194]
まず、下限については、範囲が狭すぎるとスコア算出に用いる領域が、パターン部分のみになってしまい、そうするとパターン残存部でもばらつきが小さくなってパターン有無判別には利用できなくなる。 First, the lower limit, range area used is too narrow score calculation, becomes only the pattern portion, Then will not be available pattern whether discriminated variation smaller pattern remaining portion. この場合には、上述のパターンの存在範囲から明らかなように、A>60%である必要がある。 In this case, as is clear from the existence range of the aforementioned pattern, A> it must be 60%. また、上限については、当然100%以下だが、検出誤差などを考慮して100%より小さい比率にすべきである。 As for the upper limit, but it follows naturally 100%, it should be less than 100% ratio in consideration of detection errors. これより、縮小率Aは、60%<A<100%に定める必要がある。 Than this, the reduction ratio A needs to determine the 60% <A <100%.
【0195】 [0195]
本実施形態の場合、パターン部が区画領域の約60%を占めているため、スコア算出に用いる領域(指定範囲)の区画領域に対する比を上げるほどS/N比が上がるものと予想される。 In this embodiment, since the pattern portion accounts for about 60% of the defined areas, it is expected that the S / N ratio is increased higher the ratio divided area region (specified range) used for the score calculation.
【0196】 [0196]
しかるに、スコア算出に用いる領域内でのパターン部と非パターン部の領域サイズが同じになれば、パターン有無判別のS/N比を最大にすることができる。 However, if the area size of the pattern portion and the non-pattern portion in the region to be used for score calculation are the same, it is possible to maximize the S / N ratio of the pattern presence determination. 本実施形態では、幾つかの比率を実験的に確認した結果、例えばA=90%の場合に最も安定した結果が得られたので、A=90%という比率を採用するものとする。 In the present embodiment, as a result of the check several ratios experimentally, for example, since the most stable results in the case of A = 90% is obtained, shall be adopted ratio of A = 90%. 勿論Aは、90%に限定されるものではなく、計測用パターンMP と開口パターンAP との関係、及びステップピッチSPによって決定されるウエハ上の区画領域を考慮して、区画領域に対する計測用パターンMP の像が占める割合を考慮して定めれば良い。 Of course A is not intended to be limited to 90%, in consideration of the divided area on the wafer to be determined relationship, and the step pitch SP of the measurement pattern MP n and aperture pattern AP n, measured on the segmented region the ratio of the image occupied in use patterns MP n may be determined in consideration. また、スコア算出に用いる指定範囲は、区画領域と中心を同じくする領域に限定されるものではなく、計測用パターンMP の像が区画領域内のどの位置に存在するかを考慮して定めれば良い。 Further, the specified range is used to score calculation is not intended to be limited to areas which have the same divided area and the center, the image of the measurement pattern MP n is determined in consideration of whether present in any position segment area if may.
【0197】 [0197]
ところで、ウエハW 上のバークとレジストとの組み合わせによっては、上述した式(8)で表されるスコアEが、一部の区画領域では、パターン有無判別を行うためのスコアとして必ずしも適当でない場合があり得る。 Incidentally, in some cases the combination of the Burke and resist on the wafer W T, scores E represented by the formula (8) described above can, in some divided areas, not necessarily suitable as a score for a pattern whether discrimination it may be. そこで、パターンが消失した領域内には非パターン領域輝度をもつピクセルだけが存在することに着目し、上式(8)の一部を変更した、次式(9)で表される各区画領域の指定範囲内におけるピクセル値のばらつきの指標を、スコアE'として採用しても良い。 Therefore, the region where the pattern has disappeared Noting that only pixels with a non-pattern area luminance is present, by changing a part of the above equation (8), each partition area represented by the following formula (9) indication of variation of pixel values ​​within the specified range of the may be employed as the score E '.
【0198】 [0198]
【数5】 [Number 5]
【0199】 [0199]
上式(9)において、I は、計測用パターンの像が残存しない(消失した)と予想される任意の区画領域内におけるピクセル値の平均値である。 In the above equation (9), I * is the average value of pixel values in an arbitrary segment area where the image of the measurement pattern are expected not remain with (lost). 従って、上式(9)で表されるスコアE'は、平均値としてI を用いて求められた、各区画領域内の指定範囲におけるピクセルデータに対応するピクセル値の分散であると言える。 Therefore, the score E 'is represented by the above formula (9), obtained by using the I * as an average value, it can be said that the variance of pixel values corresponding to the pixel data in the specified range of each segment area.
【0200】 [0200]
従って、ステップ520では、前記撮像データファイルから、各区画領域DA i,jの前記指定範囲内の撮像データを抽出し、上式(8)又は(9)を用いて、各区画領域DA i,j (i=1〜M、j=1〜N)のスコアE i,j又はE' i,j (i=1〜M、j=1〜N)を算出する。 Therefore, in step 520, from the imaging data file, the partitioned regions DA i, extracts the image pickup data in the specified range of j, using the above equation (8) or (9), each divided area DA i, j (i = 1~M, j = 1~N) score E i of, j or E 'i, j (i = 1~M, j = 1~N) is calculated.
【0201】 [0201]
上記の方法で求めたスコアE又はE'は、パターンの有無具合を数値として表しているので、所定の閾値で二値化することによってパターン有無の判別を自動的にかつ安定して行うことが可能である。 The above methods determined score E or E ', since it represents the existence degree of the pattern as a numerical value, is possible to determine a pattern whether automatically and stably by binarizing with a predetermined threshold value possible it is.
【0202】 [0202]
そこで、次のステップ522(図11)において、区画領域DA i,j毎に上で求めたスコアE i,j又はE' i,jと所定の閾値SHとを比較して、各区画領域DA i,jにおける計測用パターンMPの像の有無を検出し、検出結果としての判定値F i,j (i=1〜M、j=1〜N)を図示しない記憶装置に保存する。 Therefore, in a next step 522 (FIG. 11), compared divided area DA i, score calculated above for each j E i, j or E 'i, a j and a predetermined threshold value SH, the divided area DA i, detects the presence or absence of the image of the measurement pattern MP in j, the determination value F i as a detection result, j (i = 1~M, j = 1~N) stored in the storage device (not shown). すなわち、このようにして、スコアE i,j又はE' i,jに基づいて、区画領域DA i,j毎に計測用パターンMP の像の形成状態を検出する。 That, in this way, the score E i, j or E 'i, based on j, detecting the formation state of the image of the measurement pattern MP n divided area DA i, for each j. なお、像の形成状態としては、種々のものが考えられるが、本実施形態では、上述の如く、スコアE又はE'がパターンの有無具合を数値として表すものであるという点に基づいて、区画領域内にパターンの像が形成されているか否かに着目することとしたものである。 As the state of formation of an image, but of various. However, in the present embodiment, as described above, on the basis of that score E or E 'are representative of a presence state of the pattern as a number, partition in which it was decided to focus on whether the image of the pattern in the region is formed.
【0203】 [0203]
ここでは、スコアE i,j又はE' i,jが閾値SH以上の場合には、計測用パターンMP の像が形成されていると判断し、検出結果としての判定値F i,jを「0」とする。 Here, the score E i, j or E 'i, if j is equal to or more than the threshold SH, it is judged that the image of the measurement pattern MP n is formed, the determination value F i as a detection result, the j to "0". 一方、スコアE i,j又はE' i,jが閾値SH未満の場合には、計測用パターンMP の像が形成されていないと判断し、検出結果としての判定値F i,jを「1」とする。 On the other hand, the score E i, j or E 'i, if j is less than the threshold value SH, it is judged that the image of the measurement pattern MP n is not formed, the determination value F i as a detection result, the j " and 1 ". 図22には、この検出結果の一例がテーブルデータとして示されている。 Figure 22 shows an example of the detection results are shown as table data. この図22は、前述の図9に対応するものである。 This 22 corresponds to the FIG. 9 described above.
【0204】 [0204]
図22において、例えば、F 12,16は、ウエハW のZ軸方向の位置がZ 12で、露光エネルギ量がP 16のときに転写された計測用パターンMP の像の形成状態の検出結果を意味し、一例として、図22の場合には、F 12,16は、「1」という値になっており、計測用パターンMP の像が形成されていないと判断されたことを示している。 In Figure 22, for example, F 12, 16 is a wafer W Z-axis direction position Z 12 T, then the detected amount exposure energy is in the state of formation of an image of the transferred measurement patterns MP n at P 16 It means result, as an example, in the case of FIG. 22, F 12, 16 is "1" has become a value of indicates that the image of the measurement pattern MP n is judged not to have been formed ing.
【0205】 [0205]
なお、閾値SHは、予め設定されている値であり、オペレータが図示しない入出力装置を用いて変更することも可能である。 The threshold value SH is a value that is set in advance, can be changed using the input device the operator (not shown).
【0206】 [0206]
次のステップ524では、上述の検出結果に基づいて、フォーカス位置毎にパターンの像が形成されている区画領域の数を求める。 In the next step 524, based on the detection result of the above, determine the number of divided areas the image of the pattern for each focus position is formed. すなわち、フォーカス位置毎に判定値「0」の区画領域が何個あるかを計数し、その計数結果をパターン残存数T (i=1〜M)とする。 That is, the divided area determination value for each focus position "0" is counted how many there, the count result as the pattern residual number T i (i = 1~M). この際に、周囲の領域と異なる値を持ついわゆる跳び領域は無視する。 In this case, a so-called jump regions having different values ​​and the surrounding regions are disregarded. 例えば、図22の場合には、ウエハW のフォーカス位置がZ ではパターン残存数T =8、Z ではT =11、Z ではT =14、Z ではT =16、Z ではT =16、Z ではT =13、Z ではT =11、Z ではT =8、Z ではT =5、Z 10ではT 10 =3、Z 11ではT 11 =2、Z 12ではT 12 =2、Z 13ではT 13 =2である。 For example, in the case of FIG. 22, the wafer W focus position of the T is Z 1 in the pattern residual number T 1 = 8, the Z 2 T 2 = 11, Z 3 T 3 = 14, Z 4 in T 4 = 16 In Z 5 T 5 = 16, Z 6 in T 6 = 13, Z 7 in T 7 = 11, the Z 8 In T 8 = 8, Z 9 T 9 = 5, Z 10 in the T 10 = 3, Z in T 12 = 2, Z 13 in T 11 = 2, Z 12 in 11 is T 13 = 2. このようにして、フォーカス位置とパターン残存数T との関係を求めることができる。 In this manner, it is possible to obtain the relationship between the focus position and the pattern residual number T i.
【0207】 [0207]
なお、上記の跳び領域が生ずる原因として、計測時の誤認識、レーザのミスファイヤ、ゴミ、ノイズ等が考えられるが、このようにして生じた跳び領域がパターン残存数T の検出結果に与える影響を軽減するために、フィルタ処理を行っても良い。 As causes of the above jump region occurs, erroneous recognition of the time of measurement, laser misfire, dust, the noise, etc. can be considered, such jump region caused by the give the detection result of the pattern residual number T i impact in order to reduce, may be subjected to filter processing. このフィルタ処理としては、例えば評価する区画領域を中心とする3×3の区画領域のデータ(判定値F i,j )の平均値(単純平均値又は重み付け平均値)を求めることが考えられる。 The as filtering, it is conceivable to determine for example the data (determination value F i, j) of the divided area 3 × 3 centered on the defined areas to evaluate the average values of the (simple average or weighted average). なお、フィルタ処理は、形成状態の検出処理前のデータ(スコアE i,j又はE' i,j )に対して行っても勿論良く、この場合には、より有効に跳び領域の影響を軽減できる。 Incidentally, filtering, detection data before the formation state (score E i, j or E 'i, j) of course may be made to, in this case, reduce the effect of more effectively jump region it can.
【0208】 [0208]
次のステップ526では、パターン残存数からベストフォーカス位置を算出するためのn次の近似曲線(例えば4〜6次曲線)を求める。 In the next step 526, obtaining the n-order approximation curve for calculating the best focus position from the pattern remaining number (e.g. 4-6 order curve).
【0209】 [0209]
具体的には、上記ステップ524で検出されたパターンの残存数を、横軸をフォーカス位置とし、縦軸をパターン残存数T とする座標系上にプロットする。 Specifically, the remaining number of detected patterns in step 524, the horizontal axis represents the focus position is plotted on the coordinate system of vertical axis and pattern residual number T i. この場合、図23に示されるようになる。 In this case, as shown in Figure 23. ここで、本実施形態の場合、ウエハW の露光にあっては、各区画領域DA i,jを同一の大きさとし、かつ、行方向で隣接する区画領域間の露光エネルギの差を一定値(=ΔP)とし、列方向で隣接する区画領域間のフォーカス位置の差を一定値(=ΔZ)としたので、パターン残存数T が露光エネルギ量に比例するものとして扱うことができる。 Here, in this embodiment, in the exposure of the wafer W T, the partitioned regions DA i, the same size Satoshi j, and a predetermined value the difference between the exposure energy between compartments regions adjacent in the row direction (= [Delta] P) and then, since a constant value the difference in focus positions between divided areas adjacent to each other in the column direction (= [Delta] Z), can be treated as a pattern remaining number T i is proportional to the amount of exposure energy. すなわち、図23において、縦軸は露光エネルギ量Pであると考えることもできる。 That is, in FIG. 23, the vertical axis can also be thought of as the exposure energy amount P.
【0210】 [0210]
上記のプロット後、各プロット点をカーブフィットすることによりn次の近似曲線(最小自乗近似曲線)を求める。 After the above plot, determining the n-th order approximation curve (least squares approximation curve) by curve fitting the respective plotted points. これにより、例えば図23に点線で示されるような曲線P=f(Z)が求められる。 Thus, curves such as shown by the dotted lines P = f (Z) is obtained in FIG. 23 for example.
【0211】 [0211]
図11に戻り、次のステップ528では、上記曲線P=f(Z)の極値(極大値又は極小値)の算出を試みるとともに、その結果に基づいて極値が存在するか否かを判断する。 Returning to Figure 11, the next step 528, along with attempts to calculate the extreme values ​​of the curve P = f (Z) (maximum or minimum value), determines whether there is extreme value on the basis of the result to. そして、極値が算出できた場合には、ステップ530に移行して極値におけるフォーカス位置を算出して、その算出結果を光学特性の一つである最良フォーカス位置とするとともに、該最良フォーカス位置を図示しない記憶装置に保存する。 When the extreme values ​​could be calculated, and it calculates the focus position in the extremum proceeds to step 530, while the calculation result as is one best focus position of the optical properties, outermost good focus position save in a storage device (not shown) a.
【0212】 [0212]
一方、上記ステップ528において、極値が算出されなかった場合には、ステップ532に移行して、ウエハWの位置変化(Zの変化)に対応する曲線P=f(Z)の変化量が最も小さいフォーカス位置の範囲を算出し、その範囲の中間の位置を最良フォーカス位置として算出し、その算出結果を最良フォーカス位置とするとともに、該最良フォーカス位置を図示しない記憶装置に保存する。 On the other hand, in step 528, when the extreme value is not calculated, the process proceeds to step 532, the amount of change corresponding curve P = f (Z) to the change in position of the wafer W (a change in Z) is most calculating a range of small focus position, and calculates the middle position of the range as the best focus position, as well as the calculation result with the best focus position, stored in the storage device (not shown) the outermost good focus position. すなわち、曲線P=f(Z)の最も平坦な部分に基づいてフォーカス位置を算出する。 That is, to calculate the focus position based on the most flat portion of the curve P = f (Z).
【0213】 [0213]
ここで、このステップ532のようなベストフォーカス位置の算出ステップを設けたのは、計測用パターンMP の種類やレジストの種類その他の露光条件によっては、例外的に上述の曲線P=f(Z)が明確なピークを持たないような場合がある。 Here, providing the calculation step of the best focus position as in step 532, the type of the type and resist measurement pattern MP n some other exposure conditions, exceptionally above the curve P = f (Z ) there is a case that does not have a clear peak. このような場合にも、ベストフォーカス位置をある程度の精度で算出できるようにしたものである。 In such a case, the best focus position is obtained by allowing calculation with some accuracy.
【0214】 [0214]
次のステップ534において、前述のカウンタnを参照して、全ての評価点対応領域DB 〜DB について処理が終了したか否かを判断する。 In the next step 534, by referring to the counter n of the foregoing, the processing for all the evaluation points corresponding areas DB 1 to DB 5 determines whether or not it is completed. ここでは、評価点対応領域DB についての処理が終了しただけであるため、このステップ534における判断は否定され、ステップ536に進んでカウンタnをインクリメント(n←n+1)した後、図10のステップ502に戻り、評価点対応領域DB がアライメント検出系ASで検出可能となる位置に、ウエハW を位置決めする。 Here, since the processing of the evaluation points corresponding area DB 1 is only completed, the determination in step 534 is negative, increments the counter n proceeds to step 536 (n ← n + 1). After that, the steps of FIG. 10 returning to 502, the evaluation point corresponding area DB 2 is detectable with a position in the alignment detection system aS, to position the wafer W T.
【0215】 [0215]
そして、上述したステップ504〜534までの処理(判断を含む)を再度行い、上述した評価点対応領域DB の場合と同様にして、評価点対応領域DB について最良フォーカス位置を求める。 Then, perform the processing of steps 504 to 534 described above (including the judgment) again, as in the case of evaluation point corresponding area DB 1 described above, the evaluation point corresponding area DB 2 obtains the best focus position.
【0216】 [0216]
そして、評価点対応領域DB について最良フォーカス位置の算出が終了すると、ステップ534で全ての評価点対応領域DB 〜DB について処理が終了したか否かを再度判断するが、ここでの判断は否定される。 When the evaluation point corresponding area DB 2 is calculated best focus position is terminated, the processing for all the evaluation points corresponding areas DB 1 to DB 5 in step 534 it is determined whether or not it is completed again, the determination of where It is denied. 以後、ステップ534における判断が肯定されるまで、上記ステップ502〜536の処理(判断を含む)が繰り返される。 Thereafter, until the determination in step 534 is affirmed, the processing of step 502 to 536 (including the judgment) is repeated. これにより、他の評価点対応領域DB 〜DB について、前述した評価点対応領域DB の場合と同様にして、それぞれ最良フォーカス位置が求められることとなる。 Thus, for the other evaluation point corresponding areas DB 3 to DB 5, as in the case of evaluation point corresponding area DB 1 described above, so that the respective best focus position is determined.
【0217】 [0217]
このようにして、ウエハW 上の全ての評価点対応領域DB 〜DB について最良フォーカス位置の算出、すなわち投影光学系PLに関して照明領域IAR'と共役な被露光領域内で5つの計測用パターンMP 〜MP の投影位置となる前述した各評価点での最良フォーカス位置の算出がなされると、ステップ534での判断が肯定され、ステップ538に移行して、上で求めた最良フォーカス位置データに基づいて他の光学特性を算出する。 In this way, the wafer W is calculated best focus position for every evaluation point corresponding areas DB 1 to DB 5 on T, namely five for measurement in illumination area IAR 'conjugate with the exposure region with respect to the projection optical system PL When the calculation of the best focus position at each evaluation point described above as a projection position of the pattern MP 1 to MP 5 is made, determination is affirmative in step 534, the best focus shifts, obtained in above step 538 calculating the other optical characteristics based on the position data.
【0218】 [0218]
例えば、このステップ538では、一例として、評価点対応領域DB 〜DB における最良フォーカス位置のデータに基づいて、投影光学系PLの像面湾曲を算出する。 For example, in step 538, as an example, based on data of the best focus position at the evaluation point corresponding areas DB 1 to DB 5, to calculate the curvature of the projection optical system PL. また、前述した被露光領域内の各評価点での焦点深度などを求めても良い。 Also, it may be obtained, such as depth of focus at each evaluation point of the exposure area previously described.
【0219】 [0219]
ここで、本実施形態では、説明の簡略化のため、投影光学系PLの視野内の各評価点に対応するレチクルR 上の領域に計測用パターンとして前述のパターンMP のみが形成されていることを前提として、説明を行った。 In the present embodiment, for simplification of explanation, only the above-mentioned pattern MP n as measurement pattern area on the reticle R T that correspond to the respective evaluation points in the field of projection optical system PL is formed the assumption that you are, has been described. しかし、本発明がこれに限定されないことは勿論である。 However, the present invention is not limited to this of course. 例えば、レチクルR 上に、例えば各評価点に対応するレチクルR 上の領域の近傍に、前述したステップピッチSPの整数倍、例えば8倍、12倍などの間隔で複数の開口パターンAP を配置し、各開口パターンAP の内部に、周期方向が異なるL/Sパターンや、ピッチが異なるL/Sパターンなど複数種類の計測用パターンをそれぞれ配置しても良い。 For example, the reticle R on T, for example in the vicinity of the area on the reticle R T that correspond to the respective evaluation points, integral multiple of the step pitch SP described above, for example eight times, in a plurality at intervals, such as 12 times the aperture pattern AP n It was placed, within each aperture pattern AP n, or periodic direction is different L / S pattern, the pitch may be arranged a plurality of types of measurement patterns such as different L / S pattern. このようにすると、例えば、各評価点に対応する位置に近接して配置された周期方向が直交する1組のL/Sパターンを計測用パターンとして得られた最良フォーカス位置から各評価点における非点収差を求めることができる。 In this way, for example, non at each evaluation point from the best focus position obtained a set of L / S pattern periodic direction disposed proximate to a position corresponding to the respective evaluation points is orthogonal as measurement pattern it is possible to find the point aberration. さらに、投影光学系PLの視野内の各評価点について、上述のようにして算出された非点収差に基づいて最小二乗法による近似処理を行うことにより非点収差面内均一性を求めるとともに、非点収差面内均一性と像面湾曲とから総合焦点差を求めることも可能となる。 Furthermore, for each evaluation point in the visual field of the projection optical system PL, and with obtaining the astigmatism plane uniformity by performing the approximation processing by the least square method on the basis of the astigmatism that is calculated as described above, it is possible to determine the overall focus difference of the astigmatism-plane uniformity and a curvature of field.
【0220】 [0220]
そして、上述のようにして求められた投影光学系PLの光学特性データは、図示しない記憶装置に保存されるとともに、不図示の表示装置の画面上に表示される。 Then, the optical characteristic data of the projection optical system PL that has been determined as described above, while being stored in a storage device (not shown), is displayed on the screen of the display device (not shown). これにより、図11のステップ538の処理、すなわち図5のステップ456の処理を終了し、一連の光学特性の計測処理を終了する。 Thus, the process of step 538 in FIG. 11, i.e., ends the processing in step 456 in FIG. 5, and ends the measurement processing of a series of optical characteristics.
【0221】 [0221]
次に、デバイス製造の場合における、本実施形態の露光装置100による露光動作を説明する。 Next, in the case of device manufacture, illustrating the exposure operation by the exposure apparatus 100 of the present embodiment.
【0222】 [0222]
前提として、上述のようにして決定された最良フォーカス位置の情報、あるいはこれに加えて像面湾曲の情報が、不図示の入出力装置を介して主制御装置28に入力されているものとする。 As a prerequisite, the information of the best focus position that has been determined as described above or the information field curvature in addition, is assumed to be input to the main controller 28 via the input and output device (not shown) .
【0223】 [0223]
例えば、像面湾曲の情報が入力されている場合には、主制御装置28は、露光に先立って、この光学特性データに基づいて、図示しない結像特性補正コントローラに指示し、例えば投影光学系PLの少なくとも1つの光学素子(本実施形態では、レンズエレメント)の位置(他の光学素子との間隔を含む)あるいは傾斜などを変更することにより、その像面湾曲が補正されるように投影光学系PLの結像特性を可能な範囲で補正する。 For example, when the information of the curvature is input, the main controller 28, prior to exposure, on the basis of the optical characteristic data, and instructs the imaging characteristic correction controller (not shown), for example, the projection optical system (in this embodiment, lens elements) at least one optical element PL by changing the like (including proximity to other optical elements) or the inclined position of the projection optical as its curvature is corrected imaging properties of the system PL is corrected to the extent possible the. なお、投影光学系PLの結像特性の調整に用いる光学素子は、レンズエレメントなどの屈折光学素子だけでなく、例えば凹面鏡などの反射光学素子、あるいは投影光学系PLの収差(ディストーション、球面収差など)、特にその非回転対称成分を補正する収差補正板などでも良い。 The optical element used to adjust the imaging characteristic of the projection optical system PL is not only refractive optical elements such as lens elements, for example reflecting optical element such as a concave mirror, or the aberration of the projection optical system PL (distortion, spherical aberration, etc. ), it may be especially in such aberration correction plate to correct the non-rotationally symmetric element. さらに、投影光学系PLの結像特性の補正方法は光学素子の移動に限られるものではなく、例えば光源1を制御して照明光ILの中心波長を僅かにシフトさせる方法、又は投影光学系PLの一部で屈折率を変化させる方法などを単独、あるいは光学素子の移動との組み合わせで採用しても良い。 Furthermore, the method correcting method is not limited to the movement of the optical element, thereby slightly shifting the center wavelength of the control to the illumination light IL, for example, the light source 1 of the image formation characteristic of the projection optical system PL, or the projection optical system PL or a method of changing the refractive index in part of itself, or may be employed in combination with the movement of the optical element.
【0224】 [0224]
そして、主制御装置28からの指示に応じて、不図示のレチクルローダにより転写対象となる所定の回路パターン(デバイスパターン)が形成されたレチクルRがレチクルステージRST上にロードされる。 Then, according to instructions from main controller 28, reticle R on which a predetermined circuit pattern to be transferred by a reticle loader (not shown) (device pattern) is formed it is loaded on the reticle stage RST. 同様に、不図示のウエハローダにより、ウエハWがウエハテーブル18上にロードされる。 Similarly, the wafer loader (not shown), the wafer W is loaded on the wafer table 18.
【0225】 [0225]
次に、主制御装置28により、不図示のレチクルアライメント検出系、ウエハテーブル18上の基準マーク板FP、アラインメント検出系AS等を用いて、レチクルアラインメント、ベースライン計測などの準備作業が所定の手順で行われ、これに続いてEGA(エンハンスト・グローバル・アラインメント)方式などのウエハアライメントが行われる。 Then, the main controller 28, a reticle alignment detection system (not shown), the reference mark plate FP on wafer table 18, by using the alignment detection system AS and the like, a reticle alignment, preparatory operations such as base line measurement prescribed procedure done in, EGA wafer alignment such as (enhanced global alignment) system is followed by this. なお、上記のレチクルアライメント、ベースライン計測等の準備作業については、例えば特開平7−176468号公報(対応米国特許第5,646,413号)に詳細に開示され、また、これに続くEGAについては、特開昭61−44429号公報(対応米国特許第4,780,617号)に詳細に開示されているので、ここではこれ以上の詳細説明は省略する。 The above reticle alignment, for the preparation to the baseline measurement and the like, for example, is disclosed in detail in JP-A-7-176468 Patent Publication (corresponding U.S. Pat. No. 5,646,413), also the EGA following this is are disclosed in detail in JP 61-44429 discloses (corresponding U.S. Pat. No. 4,780,617), no further detailed description is omitted here.
【0226】 [0226]
上記のウエハアライメントが終了すると、以下のようにしてステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行われる。 When the wafer alignment is completed, the exposure operation by the step-and-scan method is performed as follows.
【0227】 [0227]
まず、主制御装置28は、レチクルRとウエハW、すなわちレチクルステージRSTとXYステージ20とのY軸方向の相対走査を開始する。 First, the main controller 28, the reticle R and the wafer W, i.e., initiates a Y-axis direction of the relative scanning of reticle stage RST and the XY stage 20. 両ステージRST、20がそれぞれの目標走査速度に達し、等速同期状態に達すると、照明系IOPからの紫外パルス光によってレチクルRのパターン領域が照明され始め、走査露光が開始される。 Both stages RST, 20 reaches the respective target scanning speed reaches the constant speed synchronous state, pattern area of ​​the reticle R by pulsed ultraviolet light from the illumination system IOP begins to be illuminated, scanning exposure is started. 上記の相対走査は、主制御装置28が、前述したレーザ干渉計26及びレーザ干渉計14の計測値をモニタしつつ、レチクルステージ駆動部(不図示)及び駆動系22を制御することにより行われる。 The above relative scanning, main controller 28 is carried out by while monitoring the measurement values ​​of laser interferometer 26 and the laser interferometer 14 described above, controls the reticle stage drive unit (not shown) and a driving system 22 .
【0228】 [0228]
主制御装置28は、特に上記の走査露光時には、レチクルステージRSTのY軸方向の移動速度VrとXYステージ20のY軸方向の移動速度Vwとが、投影光学系PLの投影倍率(1/4倍あるいは1/5倍)に応じた速度比に維持されるように同期制御を行う。 The main control unit 28, particularly at the time of the scanning exposure described above, the moving speed Vw of the Y-axis direction of the movement of the Y-axis direction of the reticle stage RST speed Vr and the XY stage 20, the projection magnification of the projection optical system PL (1/4 It performs synchronization control so as to maintain doubled or speed ratio corresponding to 1/5). また、主制御装置28は、走査露光中に、フォーカスセンサAFSによって検出されたウエハWのZ軸方向の位置情報に基づき、前述した光学特性補正後の投影光学系PLの像面の焦点深度の範囲内にウエハW(ショット領域)表面の露光領域が収まるように、駆動系22を介してウエハテーブル18をZ軸方向及び傾斜方向に駆動し、ウエハWのフォーカス・レベリング制御を行う。 The main control unit 28, during the scanning exposure, based on the Z-axis direction position information of the wafer W detected by the focus sensor AFS, the focal depth of the image plane of the projection optical system PL after the optical characteristics correction described above in the so exposed regions of the wafer W (shot area) surface falls range, drives the wafer table 18 in the Z-axis direction and the tilt direction via the drive system 22, performs a focus leveling control of wafer W. なお、本実施形態では、ウエハWの露光動作に先立って、前述した各評価点における最良フォーカス位置に基づいて投影光学系PLの像面を算出し、この像面がフォーカスセンサAFSの検出基準となるようにフォーカスセンサAFSの光学的なキャリブレーション(例えば、受光系50b内に配置される平行平面板の傾斜角度の調整など)が行われている。 In this embodiment, prior to the exposure operation of the wafer W, based on the best focus position at each evaluation point described above to calculate the image plane of projection optical system PL, the image plane and the detection criteria of the focus sensor AFS becomes like the focus sensor AFS optical calibration (e.g., such as adjustment of the inclination angle of the plane parallel plate disposed on the light receiving system within 50b) is being performed. 勿論、光学的なキャリブレーションを必ずしも行う必要はなく、例えば先に算出した像面とフォーカスセンサAFSの検出基準との偏差に応じたオフセットを考慮して、フォーカスセンサAFSの出力に基づいてウエハW表面を像面に一致させるフォーカス動作(及びレベリング動作)を行うようにしても良い。 Of course, it is not always necessary to perform an optical calibration, for example in consideration of the offset corresponding to a deviation between the image plane calculated earlier and the focus sensor AFS detection criteria, the wafer W based on the output of the focus sensor AFS focus operation to match the surface to the image plane (and leveling operation) may be performed.
【0229】 [0229]
そして、レチクルRのパターン領域の異なる領域が紫外パルス光で逐次照明され、パターン領域全面に対する照明が完了することにより、ウエハW上の第1ショット領域の走査露光が終了する。 Then, different areas in the pattern area of ​​reticle R are sequentially illuminated by ultraviolet pulse light, by illumination of the entire pattern area is completed, the scanning exposure of the first shot area on wafer W is completed. これにより、レチクルRのパターンが投影光学系PLを介して第1ショット領域に縮小転写される。 Thus, the pattern of reticle R is reduced and transferred onto the first shot region via the projection optical system PL.
【0230】 [0230]
上述のようにして、第1ショット領域の走査露光が終了すると、主制御装置28により、駆動系22を介してXYステージ20がX、Y軸方向にステップ移動され、第2ショット領域の露光のための走査開始位置(加速開始位置)に移動される。 As described above, the scanning exposure of the first shot area is completed, main controller 28, XY stage 20 via drive system 22 X, is step moved in the Y-axis direction, the exposure of the second shot region It is moved to the scanning start position for (acceleration starting position).
【0231】 [0231]
そして、主制御装置28により、上述と同様に各部の動作が制御され、ウエハW上の第2ショット領域に対して上記と同様の走査露光が行われる。 Then, the main controller 28, the operation of each section is controlled in the same manner as described above, similar to the scanning exposure as described above is performed for the second shot area on the wafer W.
【0232】 [0232]
このようにして、ウエハW上のショット領域の走査露光とショット間のステッピング動作とが繰り返し行われ、ウエハW上の露光対象ショットの全てにレチクルRのパターンが順次転写される。 In this way, the stepping operation between scanning exposure and shot shot area on the wafer W is repeatedly performed, the pattern of reticle R is sequentially transferred onto all the exposure target shot on the wafer W.
【0233】 [0233]
ウエハW上の全露光対象ショットへのパターン転写が終了すると、次のウエハと交換され、上記と同様にアライメント、露光動作が繰り返される。 When pattern transfer to the entire exposure target shot on wafer W is completed, is replaced with a next wafer, similarly to the alignment, the exposure operation is repeated.
【0234】 [0234]
以上詳細に説明したように、本実施形態に係る露光装置における、投影光学系PLの光学特性計測方法によると、矩形枠状の開口パターンAP と該開口パターンAP の内部に位置する計測用パターンMP とが形成されたレチクルR を、投影光学系の物体面側に配置されたレチクルステージRST上に搭載し、投影光学系PLの像面側に配置されたウエハW の投影光学系PLの光軸方向に関する位置(Z)とウエハW 上に照射される照明光ILのエネルギ量Pをそれぞれ変更しながら、ウエハW を開口パターンAP のサイズに対応する距離、すなわち開口パターンAP のウエハW 上への投影像のサイズ以下のステップピッチで順次XY面内で移動して計測用パターンMP をウエハW 上に順次転写する。 As described above in detail, in the exposure apparatus according to the present embodiment, according to the optical characteristic measuring method of the projection optical system PL, and a measurement which is located inside the rectangular frame-shaped aperture pattern AP n and opening pattern AP n the reticle R T that the pattern MP n is formed, is mounted on the reticle stage RST which is arranged on the object plane side of the projection optical system, projection optics wafer W T arranged on the image plane side of the projection optical system PL while changing positions in the optical axis direction of the system PL and (Z) of the illumination light IL irradiated on wafer W T energy amount P respectively, the distance corresponding to the wafer W T to the size of the aperture pattern AP n, i.e. opening sequentially transferring the pattern AP n wafer W moves to measurement patterns MP n sequentially in the XY plane in size following steps pitch of the projected image onto the T of on the wafer W T. これにより、ウエハW 上には、マトリックス状に配置された複数の区画領域DA i,j (i=0〜M+1、j=0〜N+1)から成る全体として矩形の評価点対応領域DB が形成される。 Accordingly, on wafer W T, a plurality of divided areas arranged in a matrix DA i, j (i = 0~M + 1, j = 0~N + 1) evaluation point corresponding area DB n of generally rectangular consisting are It is formed. この場合、前述した理由により、ウエハW 上には、区画領域相互間の境界に従来のような枠線が存在しない複数のマトリックス状配置の複数の区画領域(計測用パターンの像が投影された領域)が形成される。 In this case, for the reasons described above, on wafer W T, the image of the plurality of plurality of divided areas (measurement pattern of the matrix-shaped arrangement there is no conventional such border boundary between divided areas mutually are projected region) is formed.
【0235】 [0235]
そして、ウエハW の現像後に、主制御装置28が、FIA系のアライメントセンサから成るアライメント検出系ASを用いてウエハW 上の評価点対応領域DB を撮像する。 Then, after development of the wafer W T, the main controller 28, images the evaluation point corresponding area DB n on wafer W T by using the alignment detection system AS consisting alignment sensor of the FIA system. 次いで、主制御装置28は、取り込んだレジスト像の撮像データに基づき、評価点対応領域DB の輪郭から成る矩形の外枠DBFを構成する少なくとも1辺、例えば上辺、下辺を検出対象とし、所定大きさの窓領域WD1、WD2をそれぞれの検出対象の辺にほぼ直交する走査方向に走査し、該走査中に窓領域WD1、WD2それぞれの内部のピクセルデータの代表値、すなわちピクセル値の分散(又は標準偏差)がそれぞれ最大となる位置を、それぞれの検出対象の辺である上辺、下辺の位置として検出する。 Then, the main controller 28, based on the imaging data of resist image captured, at least one side which constitutes the rectangular outer frame DBF consisting contour evaluation point corresponding area DB n, for example the upper side, the lower side as a detection target, a predetermined scan size of the window region WD1, WD2 to scanning direction substantially perpendicular to the respective detected edges, the window area during the scanning WD1, WD2 representative value of each of the internal pixel data, i.e., the variance of pixel values ​​( or standard deviation) up a position respectively, the upper side respectively of the detected edges are detected as the position of the lower side. すなわち、本実施形態では、このようにして、外枠DBFの一部のラフ検出が行われる。 That is, in this embodiment, in this way, a part of the rough detection of the outer frame DBF is performed.
【0236】 [0236]
ここで、検出領域は、検出対象の辺の設計値に基づいて、その辺が必ず含まれるように容易に設定することができる。 Here, the detection region, based on the design value of the detected edges, it is possible to easily set such that edges are always included. また、外枠DBFの部分は、その他の部分と明らかにピクセル値(画素値)が異なるので、窓領域WD1、WD2内のピクセル値の分散(又は標準偏差)の大小に基づき、検出対象の辺(外枠の一部)の位置が確実に検出される。 The portion of the outer frame DBF, since other portions and obviously pixel values ​​(pixel values) are different, based on the magnitude of the variance (or standard deviation) of the window area WD1, pixel values ​​in the WD2, the detected edges the position (part of the outer frame) is reliably detected.
【0237】 [0237]
次に、主制御装置28は、前記撮像データに基づき、前記検出対象の辺、すなわち上辺及び下辺の位置の検出結果(ラフ検出の結果)を利用して、上辺より僅かに下のピクセル列データのピクセル値に対応する波形データPD1、下辺より僅かに上のピクセル列データのピクセル値に対応する波形データPD2を用いて、左辺、右辺上の境界点を各2点検出することによって左辺、右辺を検出する。 Next, main controller 28, based on the imaging data, the detection target sides, i.e. by utilizing the detection result of the position of the upper and lower sides (the result of rough detection), pixel column slightly below the upper side data waveform data PD1 corresponding to the pixel value, using the waveform data PD2 corresponding to the pixel value of the pixel column data slightly above the lower side, the left side, the left side by a boundary point on the right side detects the two points, right to detect. 次いで、主制御装置28は、検出した左辺の僅かに右側のピクセル列データのピクセル値に対応する波形データPD3、右辺の僅かに左側のピクセル列データのピクセル値に対応する波形データPD4を用いて、上辺、下辺上の境界点を各2点検出することによって上辺、下辺(の詳細位置)を検出する。 Then, the main controller 28, waveform data PD3 corresponding to the pixel value of the slightly right pixel column data of the detected left, with reference to a waveform data PD4 corresponding to slightly pixel value of the pixel string data on the left side of the right side , upper, detects upper and lower side (detailed position of) by the boundary points on the lower side detects the two points.
【0238】 [0238]
次に、主制御装置28は、検出した外枠部分(上辺、下辺、左辺、右辺)を基準として評価点対応領域DB を構成する複数の区画領域のうち、第2領域DD を除く第1領域DC を構成するM×N個の区画領域それぞれの位置を算出する。 Next, main controller 28 detects the outer frame portion (upper side, lower side, left side, right side) of the plurality of divided areas constituting the evaluation point corresponding area DB n as a reference, the exception of the second area DD n calculating the the M × n divided areas of each location which constitutes the first region DC n. この算出は、外枠内の区画領域の数及び配置の情報に基づいて行われる。 This calculation is performed based on the number and arrangement of information of divided areas in the outer frame.
【0239】 [0239]
次いで、前記撮像データに基づき、第1領域DC を構成するM×N個の区画領域における像の形成状態を画像処理の手法、すなわち前述の各区画領域DA i,jのスコア(E i,j又はE' i,j )と閾値SHとを比較した二値化の手法により検出する。 Then, based on the imaging data, M × N pieces approach of the image processing state of formation of an image in the divided area which constitutes the first region DC n, i.e. the partitioned regions DA i described above, scores of j (E i, j or E 'i, j) and detected by a technique binarization of the comparison between the threshold value SH.
【0240】 [0240]
いずれにしても、前述の如く、外枠の少なくとも1辺の位置をラフ検出し、その検出結果を利用して外枠DBFの詳細位置を検出するという、2段階の検出により外枠の少なくとも一部の位置を確実にかつ精度良く検出することができ、その検出した外枠部分を基準として設計値に基づき少なくとも一部の複数の区画領域の位置を算出するので、その複数の区画領域のほぼ正確な位置を求めることが可能となる。 In any case, as described above, at least one side of the position of the outer frame and the rough detection, of detecting detailed position of the outer frame DBF by utilizing the detection result, at least one outer frame by detecting the two-step the position of the parts can be reliably and accurately detected, so to calculate the position of at least a portion of the plurality of divided areas on the basis of the design value detected outer frame portion thereof as a reference, substantially of the plurality of divided areas it is possible to determine an accurate position.
【0241】 [0241]
また、本実施形態の場合、隣接する区画領域間に枠線が存在しないので、像形成状態の検出対象である複数の区画領域(主として計測用パターンの像の残存する区画領域)において、計測用パターンの像のコントラストが枠線の干渉に起因して低下することがない。 Further, in this embodiment, since there is no border between the divided areas adjacent, in a plurality of divided areas to be detected in the image forming conditions (mainly divided area remaining in the image of the measurement pattern), for measurement It is not the contrast of the pattern image of the drops due to the interference of the border. このため、それらの複数の区画領域の撮像データとしてパターン部と非パターン部のS/N比の良好なデータを得ることができる。 Therefore, it is possible to obtain good data of the S / N ratio of the pattern portion and the pattern portion as the image data of the plurality of divided areas. 従って、区画領域毎の計測用パターンMP の形成状態を精度、再現性良く検出することが可能となる。 Therefore, accuracy in the formation state of the measurement patterns MP n for each divided area, it is possible to detect with good reproducibility. しかも、像の形成状態を客観的、定量的なスコア(E i,j又はE' i,j )を閾値SHと比較してパターンの有無情報(二値化情報)に変換して検出するので、区画領域毎の計測用パターンMP の形成状態を、再現性良く検出することができるとともに、パターン有無の判別を自動的にかつ安定して行うことができる。 Moreover, an objective of the formation state of the image, quantitative score (E i, j or E 'i, j) and detects and converts the presence information of the pattern is compared with a threshold value SH (binary information) the formation state of the measurement patterns MP n for each divided area, it is possible to detect with good reproducibility, can discriminate a pattern whether automatically and stably. 従って、本実施形態では、二値化に際して、閾値は一つだけで足り、複数の閾値を設定しておいて閾値毎にパターンの有無具合を判別するような場合に比べて、像の形成状態の検出に要する時間を短縮することができるとともに、その検出アルゴリズムも簡略化することができる。 Accordingly, in the present embodiment, when binarization threshold just enough one, compared to the case so as to determine whether the degree of the pattern for each threshold in advance by setting a plurality of threshold values, the state of formation of the image it is possible to shorten the required detection time, it is possible to simplify also the detection algorithm.
【0242】 [0242]
また、主制御装置28は、上述した区画領域毎の像の形成状態の検出結果、すなわち客観的かつ定量的な上記のスコア(E i,j又はE' i,j )、すなわち画像のコントラストの指標値を用いた検出結果に基づいて最良フォーカス位置などの投影光学系PLの光学特性を求めている。 The main control unit 28, the detection result of the formation state of the image of the partition each region mentioned above, i.e. an objective and quantitative above score (E i, j or E 'i, j), i.e., the image contrast seeking optical characteristics of the projection optical system PL such as the best focus position based on the detection results using the index value. このため、短時間で精度良く最良フォーカス位置などを求めることが可能となる。 Therefore, it is possible to determine the like in a short time with high accuracy best focus position. 従って、この最良フォーカス位置に基づいて決定される光学特性の測定精度及び測定結果の再現性を向上させることができるとともに、結果的に光学特性計測のスループットを向上させることが可能となる。 Therefore, it is possible to improve the reproducibility of the measurement accuracy and the measurement results of optical characteristics that are determined based on the best focus position, it is possible to eventually improve the throughput of the optical property measurement.
【0243】 [0243]
また、本実施形態では、上述の如く、像の形成状態をパターンの有無情報(二値化情報)に変換して検出するので、レチクルR のパターン領域PA内に計測用パターンMP 以外のパターン(例えば、比較用の基準パターンや、位置決め用マークパターン等)を配置する必要がない。 Further, in the present embodiment, as described above, and detects and converts the state of formation of an image on the presence or absence of the pattern information (binary information), reticle R T other than measurement pattern MP n in the pattern area PA of pattern (for example, the reference pattern for comparison, positioning mark pattern, etc.) is not necessary to place. また、従来の寸法を計測する方法(CD/フォーカス法、SMPフォーカス計測法など)に比べて、計測用パターンを小さくすることができる。 Further, as compared with the method of measuring the conventional dimensions (CD / focus method, SMP focus measurement method), to reduce the measurement pattern. このため、評価点の数を増加させることができるとともに、評価点間の間隔を狭くすることが可能となる。 Therefore, it is possible to increase the number of evaluation points, it is possible to reduce the distance between the evaluation points. 結果的に、光学特性の測定精度及び測定結果の再現性を向上させることができる。 Consequently, it is possible to improve the reproducibility of the measurement accuracy and the measurement results of the optical characteristics.
【0244】 [0244]
また、本実施形態では、ウエハW 上に形成される隣接する区画領域間に枠線が存在しないことに鑑み、各評価点対応領域DB の外周縁である外枠DBFを基準として各区画領域DA i,jの位置を算出する手法を採用している。 Further, in the present embodiment, considering that borders between divided areas adjacent formed on the wafer W T is absent, each compartment the outer frame DBF is a peripheral edge of each evaluation point corresponding area DB n as reference It adopts a method of calculating the location of the region DA i, j. そして、各評価点対応領域DB 内の最外周部に位置する複数の区画領域から成る第2領域DD を構成する各区画領域が過露光の領域となるように露光条件の一部としてウエハW 上に照射される照明光ILのエネルギ量を変更している。 Then, the wafer as part of the exposure conditions as the partitioned regions constituting the second region DD n composed of a plurality of divided areas positioned at the outermost peripheral portion is the region of overexposure of each evaluation point corresponding region DB n It has changed the energy amount of the illumination light IL irradiated on W T. これにより、前述の外枠DBFの検出に際してのS/N比が向上し、外枠DBFの検出を高精度に行うことができ、この結果、これを基準として各第1領域DC を構成する各区画領域DA i,j (i=1〜M、j=1〜N)の位置を精度良く検出することができる。 This improves the S / N ratio of the time the detection of the aforementioned outer frame DBF, the detection of the outer frame DBF can be performed with high accuracy, as a result, constituting the first area DC n the basis of this each divided area DA i, j (i = 1~M , j = 1~N) the position of can be detected accurately.
【0245】 [0245]
また、本実施形態に係る光学特性計測方法によると、統計処理による近似曲線の算出という客観的、かつ確実な方法を基礎として最良フォーカス位置を算出しているので、安定して高精度かつ確実に光学特性を計測することができる。 Further, according to the optical characteristic measuring method according to the present embodiment, since the calculated best focus position on the basis of objective and reliable method of calculating the approximate curve by statistical processing, stably and accurately and reliably it can be measured optical characteristics. なお、近似曲線の次数によっては、その変曲点、あるいはその近似曲線と所定のスライスレベルとの複数の交点等に基づいて最良フォーカス位置を算出することは可能である。 Depending degree of approximation curves, the inflection point, or it is possible to calculate the best focus position based on the plurality of intersections, such as the approximate curve and a predetermined slice level.
【0246】 [0246]
また、本実施形態の露光装置によると、前述の光学特性計測方法により精度良く計測された投影光学系PLの光学特性を考慮して最適な転写が行えるように投影光学系PLが露光に先立って調整され、その調整された投影光学系PLを介してレチクルRに形成されたパターンがウエハW上に転写される。 Further, according to exposure apparatus of the present embodiment, prior to the projection optical system PL is exposed to allow optimal transfer in consideration of the optical properties of the precisely measured projection optical system PL by the optical characteristic measurement method previously described is adjusted, the pattern formed on the reticle R via the adjusted projection optical system PL is transferred onto the wafer W. 更に、上述のようにして決定された最良フォーカス位置を考慮して露光の際のフォーカス制御目標値の設定が行われるので、デフォーカスによる色むらの発生を効果的に抑制することができる。 Furthermore, since the setting of the focus control target value at the time of and exposure considering the best focus position that has been determined as described above is performed, it is possible to effectively suppress the occurrence of color unevenness due to defocus. 従って、本実施形態に係る露光方法によると、微細パターンをウエハ上に高精度に転写することが可能となる。 Therefore, according to the exposure method according to the present embodiment, it becomes possible to transfer with high accuracy fine patterns on the wafer.
【0247】 [0247]
なお、上記実施形態では、投影光学系PLの光学特性の計測方法の一部として、矩形枠状の開口パターンAP と該開口パターンAP の内部に位置する計測用パターンMP とが形成されたレチクルR を、投影光学系の物体面側に配置されたレチクルステージRST上に搭載し、投影光学系PLの像面側に配置されたウエハW の投影光学系PLの光軸方向に関する位置(Z)とウエハW 上に照射される照明光ILのエネルギ量Pをそれぞれ変更しながら、ウエハW を所定のステップピッチで移動して、計測用パターンMP をウエハW 上に順次転写する転写工程が含まれるものとしたが、本発明がこれに限定されるものではない。 In the above embodiment, as part of a method for measuring the optical characteristics of the projection optical system PL, a measurement pattern MP n located inside the rectangular frame-shaped aperture pattern AP n and opening pattern AP n are formed and the reticle R T, mounted on the reticle stage RST which is arranged on the object plane side of the projection optical system, an optical axis of the projection optical system PL of the wafer W T arranged on the image plane side of the projection optical system PL while the position (Z) and the amount of energy P of the illumination light IL irradiated on wafer W T to change respectively, the wafer W T to move a predetermined step pitch, a measurement pattern MP n on wafer W T It was intended to include transfer step of sequentially transferring, but the present invention is not limited thereto. すなわち、異なる露光条件下で投影光学系PLを介して転写された計測用パターンの転写領域から成るマトリックス状配置の複数の区画領域を含む全体として矩形の所定の領域が予め形成されたウエハなどの物体を予め用意し、このウエハに対して、前述の実施形態と同様にアライメント検出系ASによる撮像処理以後の各処理を行うことによっても、マトリックス状配置の複数の区画領域が異なる露光条件下で投影光学系PLを介して転写された計測用パターンの転写領域である限り、換言すれば、区画領域に形成された像が、投影光学系PLの光学特性の影響を受けた像を含む限り、上記実施形態と同様に投影光学系の光学特性を計測することができる。 In other words, such a wafer in which a predetermined area of ​​the rectangle is formed in advance as a whole including a plurality of divided areas of the matrix-like arrangement comprising a transfer region of the measurement pattern transferred through the projection optical system PL with different exposure conditions providing a body in advance, with respect to the wafer, by performing the processes of the imaging process since due Similarly alignment detection system aS and the previous embodiment, with different exposure conditions a plurality of divided areas of the matrix-like arrangement as long as the transfer region of the measurement pattern transferred through the projection optical system PL, in other words, the image formed in the partition area, as long as it contains an image affected by the optical characteristics of the projection optical system PL, it is possible to measure the optical properties of the similarly projection optical system and the above-described embodiment.
【0248】 [0248]
従って、第2領域、すなわち矩形枠状の領域、あるいはその一部の領域を形成する方法は、上記実施形態で説明した計測用パターンを過露光の状態でウエハ上に転写する、ステップ・アンド・リピート方式の露光方法以外の方法を採用しても良い。 Therefore, the second region, i.e. rectangular frame-shaped region or a method of forming a part of the area thereof, is transferred onto a wafer in a state of over-exposure of the measurement pattern described in the above embodiment, a step-and- a method other than the exposure method of repeat method may be adopted. 例えば、露光装置100のレチクルステージRST上に例えば矩形枠状の開口パターン(第2領域DD と同様の形状のパターン)、あるいはその一部のパターンなどが形成されたレチクルを搭載し、そのレチクルのパターンを1回の走査露光で、投影光学系PLの像面側に配置されたウエハ上に転写して、過露光の第2領域をウエハ上に形成することとしても良い。 For example, the reticle stage RST on the example, a rectangular frame-shaped opening pattern of the exposure apparatus 100 (the pattern of the same shape as the second region DD n), or equipped with a reticle, etc. is formed a part of the pattern, the reticle pattern in a single scanning exposure, and transferred onto arranged on the image plane side of the projection optical system PL wafer, it is also possible to form the second region of the over-exposed on the wafer. この他、前述した開口パターンAP と同様の開口パターンが形成されたレチクルをレチクルステージRST上に搭載して、ステップ・アンド・リピート方式又はステップ・アンド・スキャン方式で、その開口パターンを過露光の露光エネルギ量でウエハ上に転写することにより、過露光の第2領域をウエハ上に形成することとしても良い。 In addition, by mounting the reticle same opening pattern and an opening pattern AP n described above is formed on the reticle stage RST, a step-and-repeat method or step-and-scan method, overexposure to the opening pattern of by transferring onto the wafer by the exposure energy amount, it is also possible to form the second region of the over-exposed on the wafer. また、例えば上記の開口パターンを用いてステップ・アンド・スティッチ方式で露光を行い、ウエハ上に開口パターンの複数の像を隣接してあるいは繋ぎ合わせて形成することによって、過露光の第2領域をウエハ上に形成しても良い。 Further, for example, subjected to exposure by the step-and-stitch method using the above opening pattern by a plurality of image of the opening pattern on the wafer is formed in accordance with adjacent or connecting, the second region of overexposure it may be formed on the wafer. この他、レチクルステージRSTを静止させた状態でそのレチクルステージRST上に搭載されたレチクルに形成された開口パターンを照明光で照明しながらウエハW(ウエハテーブル18)を所定方向に移動して過露光の第2領域を形成しても良い。 In addition, by moving the aperture pattern formed on the mounting reticle to the reticle on stage RST are kept stationary reticle stage RST and wafer W (wafer table 18) in a predetermined direction while the illumination with the illumination light over it may form a second region of exposure. いずれにしても、上記実施形態と同様に、過露光の第2領域の存在により、その第2領域の外縁をS/N比の良好な検出信号に基づいて精度良く検出することが可能となる。 In any case, as in the above embodiment, the presence of the second region of the over-exposure, it is possible to accurately detect on the basis of the outer edge of the second region to the good detection signal of the S / N ratio .
【0249】 [0249]
これらの場合において、マトリックス状に配置された複数の区画領域DA i,jから成る全体として矩形の第1領域DC をウエハW 上に形成する工程と、第1領域の周囲の少なくとも一部のウエハ上の領域に過露光の第2領域(例えばDD など)を形成する工程とは、上記実施形態の場合と反対であっても良い。 In these cases, the step of forming a plurality arranged in a matrix divided area DA i, as a whole consisting of j first area DC n rectangles on the wafer W T, at least a part of the periphery of the first region and the step of forming a second region of overexposure in the area on the wafer (e.g. DD n, etc.), may be opposite to that of the above embodiment. 特に、像形成状態の検出の対象となる第1区画領域の形成のための露光を、後で行うようにした場合には、例えば感光剤として、化学増幅型レジストなどの高感度レジストを用いる場合に、計測用パターンの像の形成(転写)から現像までの時間を短くできるので、特に好適である。 Particularly, when the exposure for forming the first divided region to be detected in the image forming condition, and to perform later, for example, as a photosensitizer in the case of using the high-sensitivity resist such chemically amplified resist , because it shortens the time to development from the formation of the image of the measurement pattern (transfer), it is particularly preferred.
【0250】 [0250]
なお、上記実施形態では、評価点対応領域DB の外枠DBFの概略位置検出に際して、窓領域WD1,WD2内のピクセルデータの代表値として、例えばそれぞれの窓領域WD1、WD2内のピクセルデータに対応するピクセル値の分散(又は標準偏差)、又は2つの窓領域WD1、WD2を同時にスキャンする場合には、それらの加算値を用いる場合について説明した。 In the above embodiment, when the rough position detection of the outer frame DBF evaluation point corresponding area DB n, as the representative value of the pixel data in the window area WD1, WD2, for example, pixel data within each window region WD1, WD2 dispersion of the corresponding pixel value (or standard deviation), or two window regions WD1, when simultaneously scanning the WD2 has been described for the case of using these addition value. しかし、これに限らず、前記ピクセルデータの代表値は前記窓領域内の中心を含む一部の領域内のピクセルデータに対応するピクセル値の分散又は標準偏差、又は2つの窓領域WD1、WD2を同時にスキャンする場合には、それらの加算値であっても良い。 However, not limited to this, variance or standard deviation of the representative value of the pixel data is pixel values ​​corresponding to the pixel data in the partial region including the center of the window area, or the two window regions WD1, WD2 when scanning simultaneously may be their sum values. あるいは、上記各場合において、ピクセル値の分散又は標準偏差に代えて、ピクセル値の加算値又は微分総和値を用いても良い。 Alternatively, when the above, instead of the variance or standard deviation of pixel values, it may be used an addition value or the differential aggregate value of the pixel values. 加算値又は微分総和値などを用いる場合、ピクセル値の定義の仕方に応じて、その加算値又は微分総和値が最大又は最小となる位置を、外枠の概略位置として検出することになる。 If the like added value or the differential aggregate value, depending on the definition of how the pixel values, the added value or the differential aggregate value is maximized or minimized position will be detected as a rough position of the outer frame. いずれにしても、窓領域内のピクセルデータに基づいて、外枠の概略位置を検出すれば良い。 Anyway, on the basis of the pixel data in the window area may be detected approximate position of the outer frame.
【0251】 [0251]
なお、上記実施形態では、計測用パターンMP の像の形成状態を、スコア(E i,j又はE' i,j )と閾値SHとを比較してパターンの有無情報(二値化情報)に変換して検出する場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。 In the above embodiment, the formation state of the image of the measurement pattern MP n, score (E i, j or E 'i, j) and is compared with a threshold value SH pattern existence information (binary information) Although the case of detecting by converting been described in, but the present invention is not limited thereto. 上記実施形態では、評価点対応領域DB の外枠DBFを精度良く検出し、この外枠を基準として各区画領域DA i,jを演算により算出するので、各区画領域の位置を正確に求めることができる。 In the above embodiment, the outer frame DBF evaluation point corresponding area DB n accurately detected, the partitioned regions of the outer frame as a reference DA i, so is calculated by calculating the j, accurately determined the position of each divided area be able to. 従って、この正確に求められた各区画領域に対してテンプレートマッチングを行うこととしても良い。 Therefore, it is also possible to perform template matching on the precisely the partitioned regions obtained. このようにすれば、短時間にテンプレートマッチングを行うことができる。 Thus, it is possible to perform the template matching in a short time. この場合、テンプレートパターンとして、例えば像が形成された区画領域あるいは像が形成されなかった区画領域の撮像データを用いることができる。 In this case, as a template pattern, it is possible to use, for example, imaging data of the partition area where the image is divided areas or the image formed is not formed. このようにしても、客観的、定量的な相関値の情報が区画領域毎に得られるので、得られた情報を、所定の閾値と比較することにより、計測用パターンMP の形成状態を二値化情報(像の有無情報)に変換することにより、上記実施形態と同様に像の形成状態を精度、再現性良く検出することができる。 Even in this case, objective, since the information of the quantitative correlation value is obtained for each divided area, the information obtained by comparing a predetermined threshold value, the state of formation of measurement patterns MP n two by converting the value conversion information (presence information of the image), the formation state of the image as in the above embodiments precision, it can be detected with good reproducibility.
【0252】 [0252]
また、上記実施形態では、評価点対応領域DB を構成する第2領域が正確な矩形枠状である場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。 In the above embodiment, the case has been described where the second region constituting the evaluation point corresponding area DB n is an accurate rectangular shape, but the present invention is not limited thereto. すなわち、第2領域は、その外縁が少なくとも第1領域を構成する各区画領域の位置算出の基準にできれば良いので、矩形枠状の区画領域の一部の例えばコ字状(U字状)部分、あるいはL字状部分であっても良い。 That is, the second region, because its outer edge it is sufficient to reference the position calculation of the partitioned regions constituting at least a first region, a portion of the rectangular frame-shaped divided areas for example U-shaped (U-shaped) portion , or it may be a L-shaped section. この場合、第1領域とその外側の第2領域とで構成される評価点対応領域は、全体として矩形の領域となる。 In this case, the evaluation point corresponding area composed of the second region outside the first region as a whole becomes a rectangular area.
【0253】 [0253]
また、過露光の第2領域は、必ずしもなくても良い。 The second region of the over-exposure may not necessarily. かかる場合であっても、第1領域の輪郭が矩形の外枠となり、第1領域内の最外周部に位置する区画領域(以下、「外縁部区画領域」と呼ぶ)の一部には、パターン像が形成されない領域が存在するので、上記実施形態と同様の手法により、その外枠の一部、すなわち第1領域とその外側の領域の境界線をS/N比良く検出することが可能となり、その境界線を基準として設計値に基づき他の区画領域(第1領域を構成する各区画領域)の位置を算出することができ、他の区画領域のほぼ正確な位置を求めることが可能である。 Even in such a case, the contour of the first region is a rectangular outer frame, the segmented region located at the outermost portion of the first region (hereinafter, referred to as "outer side section area") in a part of, since the region where the pattern image is not formed is present, the by embodiments similar manner, a part of the outer frame, i.e. can be a boundary of the first region and the outer region detecting S / N Hira Zone next, it can determine its boundaries can calculate the position of the other defined areas on the basis of the design value (the partitioned regions constituting a first area) as a reference, substantially the exact location of the other defined areas it is. 同様に、過露光の第2領域は、上記実施形態のような矩形枠状あるいはその一部のような形状に限定されるものではない。 Similarly, the second region of the over-exposure is not limited to the rectangular frame shape or shaped as a portion thereof, such as in the above embodiment. 例えば、第2領域の形状は、第1領域との境界線(内縁)のみが矩形枠状の形状を有し、外縁は任意形状であっても良い。 For example, the shape of the second region, the boundary line between the first area only (inner edge) has a rectangular frame-like shape, the outer edge may be any shape. かかる場合であっても、第1領域の外側に過露光の第2領域(パターン像が形成されない領域)が存在するので、外縁部区画領域の像の形成状態の検出の際に、隣接する外側の領域のパターン像の存在によりその外縁部区画領域の像のコントラストが低下するのが防止される。 Even in such a case, since the second region of the over-exposure (area pattern image is not formed) is present outside the first region, upon detection of the formation state of the image of the outer edge section region, adjacent the outer the contrast of the image of the outer edge section region is prevented from being lowered by the presence of the pattern image of the region of. 従って、前記外縁部区画領域と第2領域の境界線をS/N比良く検出することが可能となり、その境界線を基準として設計値に基づき他の区画領域(第1領域を構成する各区画領域)の位置を算出することができ、他の区画領域のほぼ正確な位置を求めることが可能である。 Thus, the boundaries of the outer edge section and the second region it is possible to detect S / N Hira ku, each compartment constituting the other defined areas (the first area based on the design value of the boundary line as a reference it is possible to calculate the position of the area), it is possible to obtain a substantially accurate position of the other defined areas.
【0254】 [0254]
従って、これらの場合にも、第1領域内の複数の区画領域それぞれの位置をほぼ正確に知ることができるので、例えばそれぞれの区画領域に対して、上記実施形態と同様のスコア(像のコントラストの指標値)を用いた方法、あるいはテンプレートマッチング法を適用して像の形成状態を検出することにより、上記実施形態と同様に、パターン像の形成状態を短時間で検出することが可能になる。 Therefore, even in these cases, it is possible to know the plurality of divided areas of the respective position of the first area substantially precisely, for example, for each divided area, the above-described embodiment the same score (the image contrast mETHOD index value) was used in or by applying a template matching method for detecting the state of formation of an image, as in the above embodiment, it is possible to detect in a short time formation state of the pattern image .
【0255】 [0255]
そして、その検出結果に基づいて投影光学系の光学特性を求めることにより、客観的かつ定量的な像のコントラスト又は相関値を用いた検出結果に基づいて光学特性を求めることができる。 Then, by obtaining the optical characteristics of the projection optical system based on the detection result, it is possible to determine the optical characteristics based on the detection result using the contrast or correlation value of the objective and quantitative image. 従って、上記実施形態と同等の効果を得ることができる。 Therefore, it is possible to obtain the same effect as the above embodiment.
【0256】 [0256]
また、上記実施形態では、各区画領域の検出の基準となる外枠DBFの検出、及び各区画領域の像の形成状態の検出にFIA系のアライメントセンサを用いるものとしたが、本発明がこれに限定されるものではない。 In the above embodiment, detection of the outer frame DBF as a reference of detection of each divided area, and it is assumed to use an alignment sensor of the FIA ​​system for the detection of the state of formation of an image of the partitioned regions, the present invention this the present invention is not limited to. すなわち、外枠DBFあるいは上述した前記外縁部区画領域と第2領域の境界線の検出、及び各区画領域の像の形成状態の検出の少なくとも一方に、SEM(走査型電子顕微鏡)などの他の撮像装置(画像計測装置)を用いても良い。 That is, the detection of the outer frame DBF or above the outer edge divided area and the boundary line of the second region, and at least one of the detection of the formation state of the image of the partitioned regions, SEM (scanning electron microscope) other such or using an imaging device (image measuring device). かかる場合であっても、第2領域の外枠又は内縁部を基準として、第1領域内の各区画領域の位置を精度良く求めることが可能である。 Even in such a case, based on the outer frame or inner edge of the second region, the position of each divided area in the first area can be accurately obtained.
【0257】 [0257]
また、上記実施形態と同様に、各評価点対応領域を第1領域とその周囲の第2領域とで形成する場合には、前述のステップピッチSPを、前述した開口パターンAP の投影領域サイズ以下に必ずしも設定しなくても良い。 Further, similarly to the above embodiment, when forming each evaluation point corresponding area in the first region and the second region surrounding the step pitch SP described above, the projection area size of the opening pattern AP n described above necessarily may not be set below. その理由は、これまでに説明した方法で、第2領域の一部を基準として、第1領域を構成する各区画領域の位置がほぼ正確に求まるので、その位置の情報を用いることにより、例えばテンプレートマッチングや、上記実施形態の場合を含むコントラスト検出をある程度の精度でかつ短時間で行うことができるからである。 This is because, in the manner previously described, with reference to the part of the second region, the position of the partitioned regions constituting the first region is determined in almost exactly, by using the information of the position, for example, template matching and, because the contrast detection including the case of the above embodiment can be carried out at and in a short time a certain degree of accuracy.
【0258】 [0258]
一方、前述のステップピッチSPを、前述した開口パターンAP の投影領域サイズ以下に設定する場合において、第1領域の外側に前述の第2領域を必ずしも形成しなくても良い。 On the other hand, the step pitch SP described above, in case of setting below the projection area size of the opening pattern AP n described above, outside the first region may not necessarily form a second region of the above. かかる場合であっても、上記実施形態と同様にして第1領域の外枠を検出することが可能であり、この検出した外枠を基準として第1領域内の各区画領域の位置を正確に求めることが可能だからである。 Even in such a case, it is possible to detect the outer frame of the first region in the same manner as the embodiment described above, the position of each divided area in the first area as a reference the detected outer frame correctly it is because it is possible to seek. そして、このようにして求められた各区画領域の位置の情報を用いて、例えばテンプレートマッチングや、上記実施形態のようなスコアを用いた検出(コントラスト検出)により像形成状態を検出する場合に、枠の干渉に起因するパターン部と非パターン部のコントラスト低下のないS/N比の良好な画像データを用いて像形成状態を精度良く検出することが可能となる。 Then, using the information of the position of each such divided areas obtained by the, for example, template matching, in the case of detecting the image forming state by detecting (contrast detection) with scores as in the above embodiment, it is possible to accurately detect an image formation state with good image data of the pattern portion and the non-pattern portion with no contrast reduction of S / N ratio due to the interference of the frame.
【0259】 [0259]
但し、この場合には、第1領域内の最外周の区画領域でパターンが残っている区画領域が並ぶ辺上では境界の誤検出を起こし易くなる。 However, in this case, susceptible to false detection of boundaries on sides divided areas remain pattern divided area of ​​the outermost periphery of the first region are aligned. このため、誤検出を起こし難い境界の検出情報を用いて、誤検出を起こし易い境界の検出範囲を限定することによって対処することが望ましい。 Therefore, by using the detection information hardly cause false detection boundaries, it is desirable to be addressed by limiting the detection range of likely boundaries cause erroneous detection. 上記実施形態に則して説明すれば、誤検出を起こし難い区画領域が並ぶ右辺で検出した境界の情報を基に、誤検出を起こし易い区画領域が並ぶ左辺上の境界位置の検出範囲を限定する。 To describe with reference to the embodiments described above, based on the information of the detected boundary on the right side hardly divided areas cause erroneous detection lined, limit the detection range of the boundary position on the left-hand side tends divided areas cause false detection is arranged to. また、第1領域の上下辺上の境界検出では、誤検出を起こし難い右側の検出情報を用いて左側の境界位置の検出範囲を限定することとすれば良い(図9参照)。 Further, in the boundary detection on the upper and lower sides of the first region it may be decided to limit the detection range of the position of the boundary between the left side using the detection information of the hard cause false positive right (see FIG. 9).
【0260】 [0260]
また、この場合、8ビットの撮像データの内の例えば最上位2ビット以外の下位ビットのデータを0クリアしたデータ(又は全て「1」にしたデータ)を前記ピクセルデータとして用いて、前述の実施形態と同様の手法により外枠を検出しても良い。 In this case, by using the lower bits of the data cleared data (data for the or all "1"), for example, other than the 2-bit most significant among the 8 bits of the image data as the pixel data, the implementation of the aforementioned by the same method as embodiment may detect the outer frame. 例えば、外枠の上辺及び右辺を検出対象の辺とする場合を考えると、例えば図9の第1領域DC を見るとわかるように、検出対象の辺近傍の外枠の内側はパターンの像が残存していない露光済みの領域であるのに対し、検出対象の辺近傍の外枠の外側はレジストがそのまま残存する未露光領域となる。 For example, consider a case where the upper and right sides of the outer frame and sides of the detection object, for example, as seen in the first region DC 1 of FIG. 9, the inside of the outer frame sides near the detected pattern image of There whereas a region already exposure does not remain outside of the outer frame sides near the detection target becomes unexposed regions where the resist is left as it is. 従って、外枠内の各区画領域のピクセル値は、零に近い一定値以下であり、外枠の外側の領域のピクセル値はある一定値以上となっている。 Thus, the pixel values ​​of the partitioned regions in the outer frame is less than a predetermined value close to zero, pixel values ​​outside the regions of the outer frame has a certain value or more in. 従って、これら2つの領域の撮像データにおける最上位2ビット以外の下位ビットのデータを0クリアしたデータは、外枠内の各区画領域の画素のピクセル値が零、外部の領域では全ての画素のピクセル値が2 +2 =192となる。 Therefore, these two regions data the data of the lower bits except two bits uppermost in the image pickup data has been cleared of the pixel values ​​of the pixels in the partitioned regions in the outer frame is zero, all pixels outside the region pixel values is 2 7 +2 6 = 192. このため、外枠を境界として、外側と内側でピクセル値が大きく異なるので、前述と同様の窓領域のスキャンその他の方法により、外枠を構成する検出対象の辺の概略位置検出をより確実に行うことが可能となる。 Therefore, the outer frame as a boundary, since pixel values ​​outside and inside are significantly different, by scanning otherwise similar window region and above, the rough position detection of the detection object constituting the outer frame sides reliably It can be carried out to become.
【0261】 [0261]
同様に、上述の実施形態においても、8ビットの撮像データの内の例えば最上位2ビット以外の下位ビットのデータを0クリアしたデータを前記ピクセルデータとして用いて、前述と同様の手法により外枠を検出しても良い。 Similarly, in the embodiment described above, 8-bit low-order bits of data, for example other than 2 bits uppermost among the imaging data using the cleared data as the pixel data, an outer frame the same manner as described above it may be detected. この場合には、図9から明らかなように、外枠DBFの全周に渡ってその内側に過露光の第2領域DD が存在するので、外枠のいずれの辺を検出対象の辺とする場合にも、外枠内の各区画領域の画素のピクセル値が零、外部の領域では全ての画素のピクセル値が192となる。 In this case, as is apparent from FIG. 9, since the second region DD 1 of overexposure are present on the inside over the entire circumference of the outer frame DBF, the detected edges either side of the outer frame also in the case of the pixel values ​​of the pixels in the partitioned regions in the outer frame is zero, pixel values ​​of all pixels outside the region is 192. このため、外枠のいずれの辺を検出対象の辺としてもその概略位置を確実に検出することができる。 Therefore, it is possible to reliably detect the approximate position as the sides of the detection target any of the sides of the outer frame.
【0262】 [0262]
また、上記実施形態では、全体として矩形の第1領域を構成するN×M個の区画領域を全て露光するものとしたが、N×M個の区画領域の少なくとも1個、すなわち曲線P=f(Z)の決定に明らかに寄与しない露光条件が設定される区画領域(例えば、図9で右上隅及び右下隅に位置する区画領域など)についてはその露光を行わなくても良い。 In the above embodiment, it is assumed that exposes all the N × M pieces of divided areas constituting the first rectangular region as a whole, at least one of N × M pieces of divided areas, namely the curve P = f (Z) divided areas apparently does not contribute exposure conditions are set for determination of (e.g., a compartment area located in the upper right corner and the lower right corner in FIG. 9) may not be performed the exposure for. すなわち、計測用パターンMP を転写すべき複数の区画領域(ショット領域)は全体として矩形(マトリックス)となっていなくても良い。 That is, the plurality of divided areas (shot areas) to be transferred to the measurement pattern MP n is not necessarily a rectangular (matrix) as a whole. このとき、第1領域の外側に形成される第2領域はその形状が矩形でなくその一部に凹凸を持つ、換言すればN×M個の区画領域のうち露光された区画領域のみを囲む、あるいはその周囲の一部のみに第2領域を形成しても良い。 At this time, the second region has a shape having irregularities on its part not rectangular, surrounding only the divided area which is exposed out of the N × M pieces of divided areas in other words which is formed outside the first region , or it may be formed of the second region only a portion of the periphery thereof.
【0263】 [0263]
なお、上記実施形態では、ウエハW のステップピッチSPを、通常より狭く設定することにより、ウエハW 上に形成された評価点対応領域を構成する区画領域間に枠が残存しないようにして、枠の干渉によるパターン部のコントラスト低下を防止する場合について説明した。 In the above embodiment, the step pitch SP of the wafer W T, by setting narrower than normal, border between divided areas constituting the evaluation point corresponding areas formed on the wafer W T is not to remain , it has been described to prevent contrast reduction of the pattern portion by the interference of the frame. しかし、枠の存在によるパターン部のコントラスト低下は、以下のようにしても防止することができる。 However, the contrast reduction of the pattern portion due to the presence of the frame can be prevented even in the following manner.
【0264】 [0264]
すなわち、前述の計測用パターンMP と同様にマルチバーパターンを含む計測用パターンが形成されたレチクルを用意し、該レチクルをレチクルステージRST上に搭載し、ステップ・アンド・リピート方式などで前記計測用パターンをウエハ上に転写し、これにより、隣接する複数の区画領域から成り、各区画領域に転写されたマルチバーパターンとこれに隣接するパターンとが、マルチバーパターンの像のコントラストが前記隣接するパターンによる影響を受けない距離L以上離れている所定の領域をウエハ上に形成することとしても良い。 That is, providing a reticle on which measurement patterns including multi-bar pattern similar to the measurement pattern MP n described above is formed, the reticle mounted on the reticle stage RST, the measurement in such a step-and-repeat method transferring the use pattern on the wafer, thereby, a plurality of divided areas adjacent a multi-bar pattern transferred to each partition area and the patterns adjacent thereto, the contrast of the image of the multi-bar pattern is the neighbor the predetermined region is at a distance L above not affected by the pattern of may be formed on the wafer.
【0265】 [0265]
この場合、各区画領域に転写されたマルチバーパターンとこれに隣接するパターンとが、マルチバーパターンの像のコントラストが隣接するパターンによる影響を受けない距離L以上離れているので、前記所定の領域を構成する複数の区画領域の少なくとも一部の複数の区画領域における像の形成状態を、画像処理の手法、テンプレートマッチング、あるいはスコア検出を含むコントラスト検出などの画像処理手法により検出する際に、それぞれの区画領域に転写されたマルチバーパターンの像のS/N比が良好な撮像信号を得ることができる。 In this case, the multi-bar pattern transferred to each partition area and the patterns adjacent thereto, the contrast of the image of the multi-bar patterns are separated by more than a distance L that is not affected by the adjacent patterns, the predetermined area the formation state of the image at least a portion of the plurality of divided areas of a plurality of divided areas constituting a technique of image processing, when detected by the image processing technique such as template matching, or contrast detection with scores detect, respectively S / N ratio of the image of the multi-bar pattern transferred to the divided area can be obtained a good imaging signal. 従って、この撮像信号に基づいて、テンプレートマッチング、あるいはスコア検出を含むコントラスト検出などの画像処理手法により各区画領域に形成されたマルチバーパターンの像の形成状態を精度良く検出することができる。 Therefore, based on this image signal, the template matching, or by image processing techniques such as contrast detection with scores detecting the formation state of the image of the multi-bar patterns formed on the respective divided areas can be accurately detected.
【0266】 [0266]
例えば、テンプレートマッチングによる場合には、客観的、定量的な相関値の情報が区画領域毎に得られ、コントラスト検出の場合には、客観的、定量的なコントラスト値の情報が区画領域毎に得られるので、いずれにしても、得られた情報を、それぞれの閾値と比較することにより、マルチバーパターンの像の形成状態を二値化情報(像の有無情報)に変換することにより、各区画領域毎のマルチバーパターンの形成状態を精度、再現性良く検出することが可能となる。 For example, in the case of template matching may be objective, information quantitative correlation value is obtained for each divided region, in the case of contrast detection, objective, give information of quantitative contrast value for each divided area since it is, in any event, the information obtained by comparing the respective threshold, by converting the formation state of the image of the multi-bar pattern binary information (presence information of the image), each compartment precision formation state of the multi-bar pattern for each area, it is possible to detect with good reproducibility.
【0267】 [0267]
従って、かかる場合にも上記実施形態と同様に、上記の検出結果に基づいて投影光学系の光学特性を求めることにより、客観的かつ定量的な相関値、コントラストなどを用いた検出結果に基づいて光学特性が求められる。 Therefore, similarly to the above embodiment even in such a case, by obtaining the optical characteristics of the projection optical system based on the detection result, objective and quantitative correlation value, based on the detection result of using a contrast optical properties can be obtained. 従って、従来の方法と比較して光学特性を精度及び再現性良く計測することができる。 Therefore, it is possible to measure the accuracy and good reproducibility of the optical properties compared to conventional methods. また、評価点の数を増加させることができるとともに、各評価点間の間隔を狭くすることができ、結果的に光学特性計測の測定精度を向上させることが可能となる。 Further, it is possible to increase the number of evaluation points, it is possible to reduce the distance between the evaluation points, it is possible to eventually improve the measurement accuracy of the optical property measurement.
【0268】 [0268]
なお、上記実施形態では、レチクルR 上の計測用パターンMP として開口パターンAP 内の中央部に配置された1種類のL/Sパターン(マルチバーパターン)を用いる場合について説明したが、本発明がこれに限定されないことは言うまでもない。 In the above embodiment has described the case of using the reticle R T on one arranged in the center of the aperture pattern in the AP n as measurement pattern MP n of the L / S pattern (multi-bar pattern), it goes without saying that the invention is not limited thereto. 計測用パターンとしては、周期方向が異なる少なくとも2種類のL/Sパターンや、孤立線やコンタクトホールなどを用いても良い。 The measurement pattern, or at least two kinds of L / S pattern periodic direction is different, or the like may be used isolated lines and contact holes. 計測用パターンMP としてL/Sパターンを用いる場合には、デューティ比及び周期方向は、任意で良い。 When using the L / S pattern as measurement pattern MP n is a duty ratio and periodic direction may be arbitrary. また、計測用パターンMP として周期パターンを用いる場合、その周期パターンは、L/Sパターンだけではなく、例えばドットマークを周期的に配列したパターンでも良い。 In the case of using a periodic pattern as measurement pattern MP n, the periodic pattern, L / S patterns not only may be a pattern, for example an array of dot marks periodically. これは、像の線幅等を計測する従来の方法とは異なり、像の形成状態をスコア(コントラスト)で検出しているからである。 This is different from the conventional method of measuring the line width of the image, because detects the state of formation of an image score (contrast).
【0269】 [0269]
また、上記実施形態では、1種類のスコアに基づいて最良フォーカス位置を求めているが、これに限らず、複数種類のスコアを設定しこれらに基づいて、それぞれ最良フォーカス位置を求めても良く、あるいはこれらの平均値(あるいは重み付け平均値)に基づいて最良フォーカス位置を求めても良い。 In the above embodiment, 1 is based on the type of score seeking the best focus position is not limited thereto, and sets the plurality of types of scores based on these may be respectively calculated best focus position, or may be obtained best focus position based on an average value of these (or weighted average).
【0270】 [0270]
また、上記実施形態では、ピクセルデータを抽出するエリアを矩形としているが、これに限定されるものではなく、例えば、円形や楕円形、あるいは三角形などであっても良い。 In the above embodiment, although the area for extracting the pixel data and rectangular, is not limited to this. For example, it may be a circle or an ellipse, or a triangle. また、その大きさも任意に設定することができる。 Further, it is possible to arbitrarily set also its size. すなわち、計測用パターンMP の形状に合わせて抽出エリアを設定することによりノイズを減少させ、S/N比を高くすることが可能である。 That reduces the noise by setting the extraction area in accordance with the shape of the measurement pattern MP n, it is possible to increase the S / N ratio.
【0271】 [0271]
また、上記実施形態では、像の形成状態の検出に1種類の閾値を用いているが、これに限らず、複数の閾値を用いても良い。 Further, in the above embodiment uses one type of threshold value for the detection of the state of formation of an image is not limited to this but also by using a plurality of thresholds. 複数の閾値を求める場合、それぞれの閾値を、スコアと比較することで、区画領域の像の形成状態を検出することとしても良い。 When obtaining a plurality of threshold values, each threshold value, by comparing the scores, it is also possible to detect the formation state of the image of the divided areas. この場合、例えば第1の閾値での検出結果から最良フォーカス位置が算出困難な場合に、第2の閾値での形成状態の検出を行い、その検出結果から最良フォーカス位置を求めることなどが可能となる。 In this case, if for example, the best focus position is difficult calculated from the detection result of the first threshold value, it performs detection of the state of formation of the second threshold value, enabling the like to obtain the best focus position from the detection result Become.
【0272】 [0272]
また、予め複数の閾値を設定しておき、閾値毎に最良フォーカス位置を求め、それらの平均値(単純平均値あるいは重み付け平均値)を最良フォーカス位置としても良い。 Further, it sets in advance a plurality of threshold values ​​to obtain the best focus position for each threshold, or their average value (simple average or weighted average value) as the best focus position. 例えば、各閾値に応じて、露光エネルギ量Pが極値を示すときのフォーカス位置を順次算出する。 For example, depending on the threshold value, the exposure energy amount P is sequentially calculates the focus position when indicating an extreme value. そして、各フォーカス位置の平均値を最良フォーカス位置とする。 Then, the best focus position an average value of each focus position. なお、露光エネルギ量Pとフォーカス位置Zとの関係を示す近似曲線と適当なスライスレベル(露光エネルギ量)との2つの交点(フォーカス位置)を求め、両交点の平均値を、各閾値毎に算出し、それらの平均値(単純平均値あるいは重み付け平均値)を最良フォーカス位置としても良い。 Incidentally, the two intersections of the approximate curve and the appropriate slice level showing the relationship between the exposure energy amount P and the focus position Z (weight exposure energy) (focus position) calculated, the average value of the two intersections, each threshold calculated, may their average values ​​(simple average or weighted average value) as the best focus position.
【0273】 [0273]
あるいは、各閾値毎に最良フォーカス位置を算出し、閾値と最良フォーカス位置との関係において、閾値の変動に対して、最良フォーカス位置の変化が最も小さい区間における最良フォーカス位置の平均値(単純平均値あるいは重み付け平均値)を最良フォーカス位置としても良い。 Alternatively, to calculate the best focus position for each threshold, the relationship between the threshold value and the best focus position, relative to the variation in the threshold, the average value of the best focus position in the smallest interval change in the best focus position (the simple average or a weighted average value) may be the best focus position.
【0274】 [0274]
また、上記実施形態では、予め設定されている値を閾値として用いているが、これに限定されるものではない。 Further, in the above embodiment uses the value set in advance as a threshold value, but is not limited thereto. 例えば、ウエハW 上の計測用パターンMP が転写されていない領域を撮像し、得られたスコアを閾値としても良い。 For example, imaging a region where the wafer W T on the measurement pattern MP n is not transferred, the resulting scores may be used as the threshold value.
【0275】 [0275]
さらに、例えば前述の第1領域と第2領域とで、アライメント検出系ASによる画像の取り込み回数を異ならせても良く、このようにすることにより計測時間の短縮などを図ることができる。 Furthermore, for example, in the first region and the second region of the above may be different uptake times of the image by the alignment detection system AS, and the like can be achieved shorten the measurement time by this way.
【0276】 [0276]
なお、上記実施形態の露光装置100では、主制御装置28は、図示しない記憶装置に格納されている処理プログラムに従って、前述した投影光学系の光学特性の計測を行うことにより、計測処理の自動化を実現することができる。 In the above-embodiment of the exposure apparatus 100, main controller 28 in accordance with processing program stored in a storage device (not shown), by performing the measurement of the optical characteristics of the projection optical system described above, the automation of the measuring process it can be realized. 勿論、この処理プログラムは、他の情報記録媒体(CD−ROM、MO等)に保存されていても良い。 Of course, the processing program may be stored in another information recording medium (CD-ROM, MO, etc.). さらに、計測を行う時に、図示しないサーバから処理プログラムをダウンロードしても良い。 In addition, when performing the measurement, it may be to download the processing program from a server (not shown). また、計測結果を、図示しないサーバに送付したり、インターネットやイントラネットを介して電子メール及びファイル転送により、外部に通知することも可能である。 Further, the measurement result, or sent to a server not shown, via e-mail and file transfer over the Internet or an intranet, it is also possible to notify the outside.
【0277】 [0277]
なお、上記実施形態では、計測用パターンMP をウエハW 上の各区画領域DA i,jに転写した後、現像後にウエハW 上の各区画領域DA i,jに形成されるレジスト像をアライメント検出系ASによって撮像し、その撮像データに対して画像処理を行う場合について説明したが、本発明に係る光学特性の計測方法はこれに限定されるものではない。 The resist image in the above embodiment, it formed a measurement pattern MP n each divided area on wafer W T DA i, after transferring to j, each divided area on wafer W T after development DA i, the j It was imaged by alignment detection system aS, there has been described a case where the image processing on the captured data, the measurement method of the optical characteristics according to the present invention is not limited thereto. 例えば、撮像の対象は、露光の際にレジストに形成された潜像であっても良く、上記像が形成されたウエハを現像し、さらにそのウエハをエッチング処理して得られる像(エッチング像)などに対して行っても良い。 For example, the subject of the imaging may be a resist latent image formed upon exposure, developing the wafer in which the image is formed, is obtained and the wafer is etched more image (etching image) it may be carried out against such. また、ウエハなどの物体上における像の形成状態を検出するための感光層は、フォトレジストに限らず、光(エネルギ)の照射によって像(潜像及び顕像)が形成されるものであれば良い。 The photosensitive layer for detecting the state of formation of an image on an object such as a wafer is not limited to the photoresist, as long as the image by irradiation of light (energy) (latent image and visible image) is formed good. 例えば、感光層は、光記録層、光磁気記録層などであっても良く、従って、感光層が形成される物体もウエハ又はガラスプレート等に限らず、光記録層、光磁気記録層などが形成可能な板等であっても良い。 For example, the photosensitive layer, the optical recording layer may be a magneto-optical recording layer, therefore, the object on which the photosensitive layer is formed is not limited to a wafer or a glass plate or the like, an optical recording layer, a magneto-optical recording layer and the like a formable plate or the like may be used.
【0278】 [0278]
また、オペレータなどが介在することなく、前述の計測結果(最良フォーカス位置など)に基づいて投影光学系PLの光学特性を調整することができる。 Further, it is possible to such operator without the intervention, adjusts the optical characteristics of the projection optical system PL on the basis of the above-mentioned measurement results (such as best focus position). すなわち、露光装置に自動調整機能を持たせることが可能となる。 In other words, it is possible to provide the automatic adjustment function in the exposure apparatus.
【0279】 [0279]
また、上記実施形態では、パターンの転写の際に変更される露光条件が、投影光学系の光軸方向に関するウエハW の位置及びウエハW の面上に照射されるエネルギビームのエネルギ量(露光ドーズ量)である場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。 In the above embodiment, exposure conditions are changed during the transfer of the pattern, the amount of energy of the energy beam irradiated on the surface of the position and the wafer W T of the wafer W T to an optical axis direction of the projection optical system ( It has been described as the exposure dose), but the present invention is not limited thereto. 例えば、照明条件(マスクの種別を含む)、投影光学系の結像特性など露光に関連する全ての構成部分の設定条件などの何れかであれば良く、また、必ずしも2種類の露光条件を変更しながら露光を行う必要もない。 For example, (including the type of mask) illumination condition may be any of such as setting conditions of all the components associated with exposure such imaging characteristics of the projection optical system, also changes necessarily two exposure conditions it is not necessary to perform the exposure while. すなわち、一種類の露光条件、例えば投影光学系の光軸方向に関するウエハW の位置のみを変更しながら、計測用マスクのパターンを感光物体上の複数の領域に転写し、その転写像の形成状態を検出する場合であっても、上記実施形態と同様のスコアを用いたコントラスト計測、あるいはテンプレートマッチングの手法により、その検出を迅速に行うことができるという効果がある。 That is, one type of exposure conditions, for example while changing only the position of the wafer W T to an optical axis of the projection optical system, and transferring the pattern of the measurement mask into a plurality of areas on the photosensitive object, forming the transferred image even when detecting the state, the contrast measure was used scores similar to the above embodiment, or by the template matching method, there is an effect that it is possible to perform the detection quickly.
【0280】 [0280]
また、上記実施形態において、最良フォーカス位置とともに最良露光量を決定することができる。 In the above embodiment, it is possible to determine the best exposure with the best focus position. すなわち、露光エネルギ量を低エネルギ量側にも設定して、上記実施形態と同様の処理を行い、露光エネルギ量毎に、その像が検出されたフォーカス位置の幅を求め、該幅が最大となるときの露光エネルギ量を算出し、その場合の露光量を最良露光量とする。 That is, the exposure energy amount is set to the low amount of energy side, perform the above embodiment the same process, for each amount exposure energy, the width of the focus position where the image is detected determined, and the width is the maximum calculating the exposure energy amount when made, to the best as the exposure dose in that case.
【0281】 [0281]
また、上記実施形態では、一例として、区画領域内の指定範囲のピクセル値の分散(又は標準偏差)を、スコアEとして採用するものとしたが、本発明がこれに限定されるものではなく、区画領域内又はその一部(例えば、前述の指定範囲)のピクセル値の加算値、微分総和値をスコアEとしても良い。 In the above embodiment, as an example, the variance of pixel values ​​in the specified range of segment area (or standard deviation), it is assumed to adopt as a score E, but the present invention is not limited thereto, compartment area or a portion thereof (e.g., specified range) the sum of pixel values, may be a differential aggregate value as the score E. また、上記実施形態中で説明した外枠検出のアルゴリズムは一例であって、これに限らず、例えば前述した境界検出と同様の手法により、評価点対応領域DB の4辺(上辺、下辺、左辺及び右辺)でそれぞれ少なくとも2点を検出することとしても良い。 Further, the algorithm of the outer frame detected as described in the above embodiment is merely an example, not limited thereto, for example by the same method as boundary detection described above, evaluation point corresponding area 4 sides of DB n (upper, lower, respectively left and right) may be detected at least two points. このようにしても、検出された少なくとも8点に基づいて例えば前述と同様の頂点検出、長方形近似などが可能である。 Even in this case, the detected at least 8, for example above the same vertex detected based on points, and the like are possible rectangular approximation. また、上記実施形態では、図3に示されるように、開口パターンの内部に遮光部によって計測用パターンMP が形成された場合について説明したが、これに限らず、図3の場合と反対に、遮光部内に光透過性のパターンから成る計測用パターンを形成しても良い。 In the above embodiment, as shown in FIG. 3, the case has been described where the measurement pattern MP n by the light blocking portion within the opening pattern is formed, not limited to this, as opposed to the case of FIG. 3 it may form a measurement pattern consisting of light transmissive pattern light shielding portion. さらに、上記実施形態ではレチクルのパターン領域PAを遮光部としたが、パターン領域PAは光透過部でも良く、この場合は前述の計測用パターンMP を設けるだけでも良いし、あるいは計測用パターンMP を囲む遮光性の枠状パターンを一緒に形成しても良い。 Furthermore, in the above embodiment, the light-shielding portion pattern area PA of the reticle may be a pattern area PA light transmitting portion, may simply this case provided measurement patterns MP n described above, or measurement pattern MP the light shielding frame pattern that surrounds the n may be formed together. また、ウエハに塗布するレジストはポジ型に限られるものではなくネガ型でも良い。 The resist may be a negative type is not limited to positive applied to the wafer.
【0282】 [0282]
また、上記実施形態では、各区画領域DA i,jの計測用パターンの像の有無を、スコアを閾値と比較することで検出するものとしたが、この代わりに、次のようにして、前述の図23の曲線P=f(Z)と同様の近似曲線を算出しても良い。 In the above embodiment, the partitioned regions DA i, whether the image of the measurement pattern of j, it is assumed that detected by comparing the score to a threshold, alternatively, in the following manner, described above curve P = f in FIG. 23 (Z) and may be calculated the same approximate curve.
【0283】 [0283]
すなわち、前述の外枠検出及びその検出結果を利用した各区画領域の位置の算出により、撮像データ上における第1領域DC の範囲を容易に求めることができる。 That is, by calculating the position of each divided area using the outer frame detection and the detection result of the above, the range of the first area DC n on the captured data can be easily obtained. そして、この第1領域DC に対応する撮像データの所定方向、例えば前述のマトリックスの行方向(X軸方向)のピクセル列毎のピクセルデータの加算値(X軸方向の走査線上の輝度値の積算信号)の分布状況を検出する。 Then, the predetermined direction of the image pickup data corresponding to the first area DC n, for example, a row direction of the above matrix (X-axis direction) the sum of pixel data for each pixel column of (the luminance value of the X-axis direction scanning line to detect the distribution of the integrated signal). 図24には、このようにして得られた図9の第1領域DC の撮像データにおけるピクセル列毎のピクセルデータ(ピクセル値)の加算値Gの分布曲線G=g(Z)の一例が示されている。 FIG 24, an example of such a distribution curve of the sum G pixel data for each pixel column in the image sensing data of the first area DC 1 of Figure 9 obtained (in pixels) and G = g (Z) is It is shown. そこで、この曲線G=g(Z)における各ピーク点(図24中に●で示される)を、カーブフィットすることによりn次の近似曲線(最小自乗近似曲線)を求める。 Therefore, each peak point in the curve G = g (Z) (in FIG. 24 indicated by ●), obtaining the n-order approximation curve by curve fitting (least squares approximation curve). これにより、例えば図24に点線で示されるような曲線G=h(Z)が求められる。 Thus, curves such as shown by the dotted line G = h (Z) is obtained in FIG. 24 for example. この曲線G=h(Z)と前述の曲線P=f(Z)とを比べると明からなように、両者はほぼ同様の形状をしていることがわかる。 The curve G = h (Z) and so that the light compared to the aforementioned curve P = f (Z), both seen that have substantially the same shape. この場合、所定方向のピクセル列毎のピクセルデータの加算値の分布状況を算出するという簡単な画像処理により、前述の区画領域毎の像の形成状態(例えば有無検出)の検出結果と実質的に等価な分布状況のデータを得ることができる。 In this case, the simple image processing for calculating the distribution of the sum of the pixel data for each predetermined direction pixel row, the detection result substantially the formation state of the image of each divided area above (e.g., presence detection) data equivalent distribution can be obtained. 従って、客観的かつ定量的な撮像データを用いて、前述の区画領域毎の像の形成状態(例えば有無検出)の検出結果を得る場合と同程度の検出精度及び再現性で、より簡易な手法により像の形成状態を検出することができる。 Therefore, objective and using quantitative imaging data, the detection accuracy and repeatability comparable to the case of obtaining the detection results of the forming state of the image of each divided area above (e.g., presence detection), more simplified method it is possible to detect the state of formation of an image by.
【0284】 [0284]
そして、上記の曲線G=h(Z)を用いて、上記実施形態と同様の処理を行うことにより、投影光学系PLの光学特性、例えばベストフォーカス位置などを求めることとすれば良い。 Then, by using the curve G = h (Z), by performing the same processing as the above-described embodiment, the optical characteristics of the projection optical system PL, for example, may be set to be determined, such as the best focus position. このようにしても、上記実施形態と同様に、客観的かつ定量的な撮像データを用いた検出結果に基づいて光学特性が求められるため、従来の方法と比較して光学特性を精度及び再現性良く計測することができる。 Also in this case, as in the above embodiment, objective and since the optical characteristics are determined based on the detection results using the quantitative imaging data, the accuracy and reproducibility of optical properties compared to the conventional method it is possible to improve measurement.
【0285】 [0285]
さらに、上記実施形態では、結像特性補正コントローラを介して投影光学系PLの結像特性を調整するものとしたが、例えば、結像特性補正コントローラだけでは結像特性を所定の許容範囲内に制御することができないときなどは、投影光学系PLの少なくとも一部を交換しても良いし、あるいは投影光学系PLの少なくとも1つの光学素子を再加工(非球面加工など)しても良い。 Furthermore, in the above embodiment, and adjusts the imaging characteristic of the projection optical system PL via the imaging characteristic correction controller, for example, the imaging characteristics within a predetermined allowable range only imaging characteristic correction controller etc. when the control can not be, it may be replaced at least a part of the projection optical system PL, and or may be re-processed at least one optical element of the projection optical system PL (the aspherical surface processing, etc.). また、特に光学素子がレンズエレメントであるときはその偏芯を変更したり、あるいは光軸を中心として回転させても良い。 Further, especially when the optical element is a lens element may be rotated or change its eccentricity, or an optical axis as the center. このとき、露光装置100のアライメントセンサを用いてレジスト像などを検出する場合、主制御装置28はディスプレイ(モニタ)への警告表示、あるいはインターネット又は携帯電話などによって、オペレータなどにアシストの必要性を通知しても良いし、投影光学系PLの交換箇所や再加工すべき光学素子など、投影光学系PLの調整に必要な情報を一緒に通知すると良い。 In this case, when detecting the like resist image using an alignment sensor of the exposure apparatus 100, main controller 28 warning on a display (monitor), or by Internet or mobile phone, the need for assist such as operator it may be notified, such as replacement location and reprocessing to be an optical element of the projection optical system PL, and may notify together the information needed to adjust the projection optical system PL. これにより、光学特性の計測などの作業時間だけでなく、その準備期間も短縮でき、露光装置の停止期間の短縮、すなわち稼働率の向上を図ることが可能となる。 Thus, not only the working time of such measurements of the optical properties, the preparation time can also be shortened, shortening the stop time of the exposure apparatus, i.e. it is possible to improve the operating rate. また、本実施形態では計測用パターンを静止露光方式でウエハに転写するものとしたが、静止露光方式の代わりに、あるいはそれに加えて走査露光方式で、上記実施形態と全く同様に少なくとも1つの露光条件を変えながら計測用パターンをウエハに転写することでダイナミックな光学特性を求めるようにしても良い。 Further, in the present embodiment is assumed to be transferred to the wafer the measurement pattern in a static exposure method, instead of the static exposure method, or a scanning exposure system in addition to, exactly as at least one exposure and the above-described embodiment it may be obtained dynamic optical characteristics by transferring the measurement pattern onto the wafer while changing the conditions.
【0286】 [0286]
さらに、本発明が適用される露光装置の光源は、KrFエキシマレーザやArFエキシマレーザに限らず、F レーザ(波長157nm)、あるいは他の真空紫外域のパルスレーザ光源であっても良い。 Furthermore, the light source of the exposure apparatus to which the present invention is applied is not limited to KrF excimer laser or ArF excimer laser, F 2 laser (wavelength 157 nm), or other may be a pulsed laser light source in the vacuum ultraviolet region. この他、露光用照明光として、例えば、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光を、例えばエルビウム(又はエルビウムとイッテルビウムの両方)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良い。 In addition, as an exposure illumination light, for example, infrared range oscillated from a DFB semiconductor laser or a fiber laser, or a single-wavelength laser beam in the visible region, for example, erbium (or both erbium and ytterbium) doped fiber amplified by an amplifier, it may be used harmonic by converting the wavelength into ultraviolet light using a nonlinear optical crystal. また、紫外域の輝線(g線、i線等)を出力する超高圧水銀ランプ等を用いても良い。 Further, ultraviolet emission line (g-line, i-line, etc.) may be used ultra-high pressure mercury lamp or the like for outputting. この場合には、ランプ出力制御、NDフィルタ等の減光フィルタ、光量絞り等によって露光エネルギの調整を行えば良い。 In this case, the lamp output control, the neutral density filter such as an ND filter may be performed to adjust the exposure energy by the light amount stop. また、EUV光、X線、あるいは電子線及びイオンビームなどの荷電粒子線を露光ビームとして用いる露光装置に本発明を適用しても良い。 Furthermore, EUV light, X-rays, or charged particle beams such as an electron beam and ion beam may be applied to the present invention to an exposure apparatus used as an exposure beam.
【0287】 [0287]
なお、上記実施形態では、本発明がステップ・アンド・スキャン方式の縮小投影露光装置に適用された場合について説明したが、本発明の適用範囲がこれに限定されないのは勿論である。 In the above embodiment, although the present invention has been described when applied to a reduction projection exposure apparatus by a step-and-scan method, the scope of the present invention is not limited to this of course. すなわち、ステップ・アンド・リピート方式、ステップ・アンド・スティッチ方式又はプロキシミティ方式などの露光装置、あるいはミラープロジェクション・アライナー、及びフォトリピータなどにも好適に適用することができる。 That is, a step-and-repeat method, step-and-stitch method, or an exposure apparatus such as a proximity type, or mirror projection aligner, and can be suitably applied, such as the photorepeater.
【0288】 [0288]
さらに、投影光学系PLは、屈折系、反射屈折系、及び反射系のいずれでもよいし、縮小系、等倍系、及び拡大系のいずれでも良い。 Furthermore, the projection optical system PL, a dioptric system, and may be the one of the reflection system, reduction system, an equal magnification system, and may be either a magnifying system.
【0289】 [0289]
さらに、本発明は、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、プラズマディスプレイ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、薄膜磁気へ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エハ上に転写する露光装置、撮像素子(CCDなど)、マイクロマシン、及びDNAチップなどの製造、さらにはマスク又はレチクルの製造に用いられる露光装置などにも適用することができる。 Furthermore, the present invention is not only an exposure apparatus used for manufacturing a semiconductor device, a liquid crystal display device, used in the manufacture of displays, including a plasma display, an exposure apparatus that transfers a device pattern onto a glass plate, the thin film magnetic used in the manufacture of head, an exposure apparatus that transfers a device pattern onto a ceramic wafer, (such as CCD) image sensor, a micromachine, and manufacture of DNA chips, more and exposure apparatus used for manufacturing a mask or a reticle it can also be applied.
【0290】 [0290]
《デバイス製造方法》 "Device manufacturing method"
次に、上記説明した露光装置及び方法を使用したデバイスの製造方法の実施形態を説明する。 Next, an embodiment of a device manufacturing method using the exposure apparatus and the above-described method.
【0291】 [0291]
図25には、デバイス(ICやLSI等の半導体チップ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気ヘッド、DNAチップ、マイクロマシン等)の製造例のフローチャートが示されている。 FIG 25, the device (IC or LSI, etc. of the semiconductor chip, a liquid crystal panel, CCD, thin film magnetic head, DNA chips, micro-machine, etc.) Flowchart of preparation is shown. 図25に示されるように、まず、ステップ301(設計ステップ)において、デバイスの機能・性能設計(例えば、半導体デバイスの回路設計等)を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。 As shown in FIG. 25, first in step 301 (design step), function and performance design of device (e.g., circuit design of semiconductor device) is performed, and pattern design to realize the function. 引き続き、ステップ302(マスク製作ステップ)において、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。 Subsequently, in step 302 (mask manufacturing step), a mask formed with a designed circuit pattern. 一方、ステップ303(ウエハ製造ステップ)において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。 On the other hand, in step 303 (wafer manufacturing step), a wafer is manufactured using materials such as silicon.
【0292】 [0292]
次に、ステップ304(ウエハ処理ステップ)において、ステップ301〜ステップ303で用意したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路等を形成する。 Next, in step 304 (wafer processing step), using the mask and wafer prepared in steps 301 303, as will be described later, an actual circuit is formed on the wafer or the like by a lithography technique. 次いで、ステップ305(デバイス組立ステップ)において、ステップ304で処理されたウエハを用いてデバイス組立を行う。 Then, in step 305 (device assembly step), device assembly is performed using the wafer processed in step 304. このステップ305には、ダイシング工程、ボンディング工程、及びパッケージング工程(チップ封入)等の工程が必要に応じて含まれる。 The step 305, a dicing process, a bonding process, and packaging process (chip encapsulation) are included as needed.
【0293】 [0293]
最後に、ステップ306(検査ステップ)において、ステップ305で作製されたデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。 Finally, in step 306 (inspection step), the device manufactured in an operation check test, a durability check and executed in step 305. こうした工程を経た後にデバイスが完成し、これが出荷される。 Device is completed After these steps and shipped.
【0294】 [0294]
図26には、半導体デバイスの場合における、上記ステップ304の詳細なフロー例が示されている。 Figure 26 is in the case of semiconductor devices, a detailed flow example of the step 304 is shown. 図26において、ステップ311(酸化ステップ)においてはウエハの表面を酸化させる。 In Figure 26, the surface of the wafer is oxidized at step 311 (oxidation step). ステップ312(CVDステップ)においてはウエハ表面に絶縁膜を形成する。 In step 312 (CVD step), an insulating film is formed on the wafer surface. ステップ313(電極形成ステップ)においてはウエハ上に電極を蒸着によって形成する。 In step 313 (electrode formation step) formed by depositing an electrode on the wafer. ステップ314(イオン打込みステップ)においてはウエハにイオンを打ち込む。 In step 314 (ion implantation step), ions are implanted into the wafer. 以上のステップ311〜ステップ314それぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。 Each above steps 311 to step 314 constitutes the pre-process in each step of wafer processing, it is selectively executed in accordance with the processing required in each step.
【0295】 [0295]
ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。 In the respective steps in the wafer process, the above pre-process is completed, post-process is executed as follows. この後処理工程では、まず、ステップ315(レジスト形成ステップ)において、ウエハに感光剤を塗布する。 In this post-process, first in step 315 (resist formation step), a photosensitive agent is applied to the wafer. 引き続き、ステップ316(露光ステップ)において、上記各実施形態の露光装置及び露光方法によってマスクの回路パターンをウエハに転写する。 Subsequently, in step 316 (exposure step), the circuit pattern of the mask is transferred onto the wafer by the exposure apparatus and the exposure method of the above embodiments. 次に、ステップ317(現像ステップ)においては露光されたウエハを現像し、ステップ318(エッチングステップ)において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。 Next, the exposed wafer is developed at step 317 (development step), in step 318 (etching step), the resist is removed by etching an exposed member of an area other than the area remaining. そして、ステップ319(レジスト除去ステップ)において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。 Then, in step 319 (resist removing step), the unnecessary resist after etching.
【0296】 [0296]
これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。 By repeatedly performing these pre-process and post-process, multiple circuit patterns are formed on the wafer.
【0297】 [0297]
以上のような、本実施形態のデバイス製造方法を用いれば、露光ステップで、上記実施形態の露光装置及び露光方法が用いられるので、前述した光学特性計測方法で精度良く求められた光学特性を考慮して調整された投影光学系を介して高精度な露光が行われ、高集積度のデバイスを生産性良く製造することが可能となる。 Above, such as, by using the device manufacturing method of this embodiment, in the exposure step, the exposure apparatus and the exposure method of the above embodiment is used, taking into account the accuracy sought optical properties in the optical characteristic measurement method previously described highly accurate exposure is made over the adjusted projection optical system, it is possible to manufacture, with good productivity, a high integration of the device.
【0298】 [0298]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
以上説明したように、本発明に係る光学特性計測方法によれば、短時間で、精度及び再現性良く投影光学系の光学特性を求めることができるという効果がある。 As described above, according to the optical characteristic measuring method according to the present invention, a short time, there is an effect that it is possible to determine the optical characteristics of accuracy and good reproducibility projection optical system.
【0299】 [0299]
また、本発明に係る露光方法によれば、高精度な露光を実現できるという効果がある。 Further, according to the exposure method of the present invention, there is an effect that can realize high-precision exposure.
【0300】 [0300]
また、本発明に係るデバイス製造方法によれば、高集積度のデバイスを製造することができるという効果がある。 Further, according to the device manufacturing method according to the present invention, there is an effect that it is possible to manufacture a highly integrated device.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】本発明の一実施形態の露光装置の概略構成を示す図である。 1 is a diagram showing the schematic configuration of an exposure apparatus of an embodiment of the present invention.
【図2】図1の照明系IOPの具体的構成の一例を説明するための図である。 2 is a diagram for explaining an example of a specific configuration of an illumination system IOP in FIG.
【図3】投影光学系の光学特性の計測に用いられるレチクルの一例を示す図である。 3 is a diagram showing an example of a reticle used to measure the optical characteristics of the projection optical system.
【図4】光学特性の計測方法を説明するためのフローチャート(その1)である。 4 is a flowchart for explaining a method of measuring optical properties (Part 1).
【図5】光学特性の計測方法を示すフローチャート(その2)である。 5 is a flowchart illustrating a method of measuring optical properties (Part 2).
【図6】区画領域の配列を説明するための図である。 6 is a diagram for explaining an arrangement of divided areas.
【図7】ウエハW 上に第1領域DC が形成された状態を示す図である。 7 is a diagram showing a state where the first area DC n on wafer W T is formed.
【図8】ウエハW 上に評価点対応領域DB が形成された状態を示す図である。 8 is a diagram showing a state in which the evaluation points on the wafer W T corresponding area DB n are formed.
【図9】ウエハW を現像後にウエハW 上に形成された評価点対応領域DB のレジスト像の一例を示す図である。 9 is a diagram showing an example of a resist image of evaluation point wafer W T is formed on the wafer W T after development corresponding area DB 1.
【図10】図5のステップ456(光学特性の算出処理)の詳細を示すフローチャート(その1)である。 A [10] Step of FIG. 5 456 flowchart showing details of the (calculation of the optical characteristics) (Part 1).
【図11】図5のステップ456(光学特性の算出処理)の詳細を示すフローチャート(その2)である。 11 is a step 456 in FIG. 5 flowchart showing details of the (calculation of the optical characteristics) (Part 2).
【図12】図10のステップ510の詳細を示すフローチャートである。 12 is a flowchart showing the details of step 510 in FIG. 10.
【図13】図12のステップ702の詳細を示すフローチャートである。 13 is a flowchart showing the details of step 702 in FIG. 12.
【図14】図14(A)は、ステップ508の処理を説明するための図、図14(B)は、ステップ510の処理を説明するための図、図14(C)はステップ512の処理を説明するための図である。 [14] FIG. 14 (A) is diagram for explaining the processing of step 508, FIG. 14 (B) is view for explaining the processing of step 510, the process of FIG. 14 (C) step 512 it is a diagram for explaining the.
【図15】図15(A)は、ステップ514の処理を説明するための図、図15(B)は、ステップ516の処理を説明するための図、図15(C)は、ステップ518の処理を説明するための図である。 [15] FIG. 15 (A) is diagram for explaining the processing of step 514, FIG. 15 (B) is view for explaining the processing of step 516, FIG. 15 (C) in step 518 it is a diagram for explaining the process.
【図16】窓領域の評価点対応領域DB の外枠に対するスキャン方向の他の例を簡略化して示す図である。 16 is a diagram schematically showing another example of the scanning direction relative to the outer frame of the evaluation point corresponding area DB 1 of the window area.
【図17】図17(A)は、1つの評価点対応領域DB の外枠の4辺を検出するためにそれぞれ設定された4つの検出領域を示す図、図17(B)は、一組の窓領域を図17(A)中の右から左に、図17(C)は一組の窓領域を図17(A)中の上から下に、同時に設定された検出領域内でスキャンした際に得られたピクセル値の分散信号の和信号をそれぞれ示す図である。 [17] FIG. 17 (A) shows the four detection areas set respectively to detect the four sides of the outer frame of one evaluation point corresponding area DB k, FIG. 17 (B) is one left a set of window region from the right in FIG. 17 (a), FIG. 17 (C) scan a set of window region from top to bottom in FIG. 17 (a), in a detection area set at the same time it is a diagram showing respectively the sum signal of the distributed signals resulting pixel value upon.
【図18】また、図18(A)は、外枠の上辺を検出対象として、窓領域を図17(A)中の下から上に、図18(B)は、外枠の下辺を検出対象として、窓領域を図17(A)中の下から上に、図18(C)は、外枠の右辺を検出対象として、窓領域を図17(A)中の右から左に、図18(D)は、外枠の左辺を検出対象として、窓領域を図17(A)中の左から右に、設定された検出領域内でスキャンした際に得られたピクセル値の分散信号を、それぞれ示す図である。 [18] In addition, FIG. 18 (A) as a detection target upper side of the outer frame, on the window region from the bottom in FIG. 17 (A), FIG. 18 (B) detects the lower side of the outer frame as a target, on the window region from the bottom in FIG. 17 (a), FIG. 18 (C) is, as the detection target right side of the outer frame, the left window regions from the right in FIG. 17 (a), FIG. 18 (D), as a detection target to the left side of the outer frame, the right window regions from the left in FIG. 17 (a), the dispersion signal obtained pixel value when scanned in a detection area set It illustrates respectively.
【図19】外枠検出における境界検出処理を説明するための図である。 19 is a diagram for explaining a boundary detection process in the outer frame detection.
【図20】ステップ514の頂点検出を説明するための図である。 20 is a diagram for explaining the peak detecting step 514.
【図21】ステップ516の長方形検出を説明するための図である。 21 is a diagram for explaining a rectangle detection step 516.
【図22】検出結果の一例を示すテーブルデータ形式の図である。 22 is a diagram of a table data format showing an example of the detection result.
【図23】パターン残存数(露光エネルギ量)とフォーカス位置との関係を示す図である。 It is a diagram showing the relationship between Figure 23 pattern remaining number (the amount of exposure energy) and focus position.
【図24】図9の第1領域DC の撮像データにおけるピクセル列毎のピクセルデータ(ピクセル値)の加算値Gの分布曲線の一例を示す図である。 24 is a diagram showing an example of a distribution curve of the sum G pixel data for each pixel column in the first area DC 1 of the imaging data of FIG. 9 (pixel values).
【図25】本発明に係るデバイス製造方法の実施形態を説明するためのフローチャートである。 Is a flowchart illustrating an embodiment of a device manufacturing method according to [25] the present invention.
【図26】図25のステップ304における処理のフローチャートである。 26 is a flowchart of the processing in step 304 in FIG. 25.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
MP …計測用パターン、DB …評価点対応領域(所定領域)、DC …第1領域、DD …第2領域、PL…投影光学系、W…ウエハ(物体)、W …ウエハ(物体)。 MP n ... measurement patterns, DB n ... evaluation point corresponding area (predetermined area), DC n ... first region, DD n ... second region, PL ... projection optical system, W ... wafer (object), W T ... wafer (object).

Claims (24)

  1. 第1面上のパターンを第2面上に投影する投影光学系の光学特性を計測する光学特性計測方法であって、 An optical characteristic measuring method for measuring an optical characteristic of a projection optical system for projecting a pattern on a first surface on a second surface,
    異なる露光条件下で前記投影光学系を介して物体上に転写された計測用パターンの転写領域から成る複数の区画領域を含みその輪郭の少なくとも一部が直線部である所定の領域を撮像する第1工程と; The at least part of the outline includes a plurality of divided areas consisting of the transfer area of ​​the measurement pattern transferred onto the object through a projection optical system with different exposure conditions for imaging a predetermined region is a straight line portion 1 process and;
    前記撮像により得られた撮像データに基づき、前記所定の領域の輪郭から成る外枠を構成する前記直線部を検出対象とし、所定大きさの窓領域を前記検出対象の直線部にほぼ直交する走査方向に走査し、該走査中に前記窓領域内のピクセルデータに基づいて前記検出対象の直線部の位置を検出する第2工程と; Based on the imaging data obtained by the imaging, scanning the said straight portion constituting the outer frame consisting of the contour of a predetermined region as a detection target, substantially perpendicular to the window area of ​​a predetermined size on the linear portion of the detection target scanning direction, a second step of detecting the position of the straight portion of the detection target based on the pixel data of the window area during the scanning;
    前記第2工程における前記検出対象の直線部の位置の検出結果を利用し、前記複数の区画領域の少なくとも一部の複数の区画領域における像の形成状態を、前記撮像データを用いて検出する第3工程と; Using the detection result of the position of the linear portion of the detection target in the second step, the formation state of the image at least a portion of the plurality of divided areas of said plurality of divided areas, the detected using the imaging data 3 process and;
    前記第3工程における検出結果に基づいて前記投影光学系の光学特性を求める第4工程と;を含む光学特性計測方法。 Fourth step and obtaining the optical characteristics of the projection optical system based on a detection result of said third step; optical characteristic measuring method comprising.
  2. 前記走査方向は、前記外枠の内側から外側に向かう方向であることを特徴とする請求項1に記載の光学特性計測方法。 The scanning direction, the optical characteristics measuring method according to claim 1, characterized in that from the inside of the outer frame is a direction toward the outside.
  3. 前記所定の領域は、その輪郭に少なくとも一組の相互に平行な直線部を含み、 Wherein the predetermined region includes a straight portion parallel to the at least one pair of mutually its contour,
    前記第2工程では、前記撮像データに基づき、前記外枠の設計値に応じた所定距離だけ離れて配置された一組の所定大きさの窓領域を、前記外枠を構成する相互に平行な一組の直線部のそれぞれを検出対象として該検出対象の直線部にほぼ直交する走査方向に同時に走査し、該走査中に前記一組の窓領域内のピクセルデータに基づいて前記検出対象の直線部の位置を検出することを特徴とする請求項1に記載の光学特性計測方法。 In the second step, based on the imaging data, the outer frame set of window area of ​​a predetermined size, which are spaced apart by a predetermined distance corresponding to the design value of, parallel to each other which constitutes the outer frame substantially orthogonal scanning direction to scan the same time, the linear of the detection object based on pixel data of the set of window area in said scanning linear portion of the target the detectable each pair of linear portions as detected optical characteristics measuring method according to claim 1, characterized in that to detect the position of the parts.
  4. 前記第2工程では、前記窓領域内のピクセルデータの代表値が最大又は最小となる位置を、前記検出対象の直線部の位置として検出することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の光学特性計測方法。 Wherein in the second step, the position of the representative value becomes the maximum or minimum pixel data in the window area, any one of claims 1 to 3, characterized by detecting a position of the straight portion of the detection target optical characteristics measuring method according to claim.
  5. 前記窓領域のサイズは、前記ピクセルデータの代表値が検出対象である外枠上と前記所定の領域内とで、その差が所定値以上となるようなサイズに設定されていることを特徴とする請求項4に記載の光学特性計測方法。 The size of the window region, and characterized in that the representative value of the pixel data of an upper outer frame and said predetermined region is detected, the difference is set to the size such that more than a predetermined value optical characteristics measuring method according to claim 4.
  6. 前記ピクセルデータの代表値は前記窓領域内の中心を含む少なくとも一部の領域内のピクセルデータに対応するピクセル値の分散、標準偏差、加算値、及び微分総和値のいずれかであることを特徴とする請求項4又は5に記載の光学特性計測方法。 Wherein the representative value of the pixel data is the variance of pixel values ​​corresponding to the pixel data in at least a partial region including the center of the window area, standard deviation, sum value, and is either a differential aggregate value optical characteristics measuring method according to claim 4 or 5,.
  7. 前記撮像データは、2より大きい複数ビットのデータであり、 The imaging data is second data of a larger plurality of bits,
    前記第2工程では、前記複数ビットのデータから最上位2ビットを含む上位複数ビット以外の下位ビットのデータを0又は1にしたデータを前記ピクセルデータとして用いることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の光学特性計測方法。 In the second step, according to claim is characterized by using the data obtained by the data of the lower bits except the upper plurality of bits including the most significant 2 bits to 0 or 1 from the data of the plurality of bits as the pixel data 1-6 optical characteristics measuring method according to any one of.
  8. 前記第1工程に先立って、少なくとも1つの露光条件を変更しながら、矩形枠状のパターンと該矩形枠状のパターンの内部に位置する前記計測用パターンとを含む対象パターンを前記第1面上に配置し、かつ前記投影光学系の第2面側に配置された物体を所定のステップピッチで順次移動して前記対象パターンを前記物体上に順次転写することにより、前記複数の区画領域を前記物体上に形成する工程を含む、転写工程を、更に含むことを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の光学特性計測方法。 Prior to the first step, at least while changing a single exposure condition, a rectangular frame-shaped pattern and 該矩 form frame shape of the target pattern including said measurement pattern positioned inside the pattern first surface placed, and by sequentially transferring the target pattern arranged object by sequentially moving a predetermined step pitch in the second surface side of the projection optical system on the object, the said plurality of divided areas optical characteristics measuring method according to any one of claims 1 to 7 comprising the step of forming on an object, a transfer step, and further comprising.
  9. 前記ステップピッチは、前記矩形枠状のパターンのサイズに対応する距離以下に設定されていることを特徴とする請求項8に記載の光学特性計測方法。 Step pitch, the optical characteristics measuring method according to claim 8, characterized in that it is set to less than the distance corresponding to the size of the rectangular frame-shaped pattern.
  10. 前記所定の領域は、前記複数の区画領域のみから成り、前記転写工程では、前記所定の領域内の最外周部に位置する複数の区画領域の少なくとも一部の特定の複数の区画領域が過露光の領域となるように前記露光条件の一部として前記物体上に照射されるエネルギビームのエネルギ量を変更することを特徴とする請求項8に記載の光学特性計測方法。 Wherein the predetermined region consists only of the plurality of divided areas, wherein in the transferring step, at least a portion of a particular plurality of divided areas of a plurality of divided areas positioned in the outermost periphery portion of the predetermined area is overexposure optical characteristics measuring method according to claim 8, characterized in that changing the amount of energy of the energy beam as a part of the exposure condition so that the areas irradiated on the object.
  11. 前記計測用パターンは、マルチバーパターンを含み、 It said measurement pattern comprises a multi-bar pattern,
    前記複数の区画領域のそれぞれに転写された前記マルチバーパターンとこれに隣接するパターンとが、前記マルチバーパターンの像のコントラストが前記隣接するパターンによる影響を受けない距離L以上離れていることを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の光学特性計測方法。 That the patterns adjacent thereto and the multi-bar pattern transferred to each of the plurality of divided areas are, the contrast of the image of the multi-bar pattern is at a distance L or more unaffected by the adjacent patterns optical characteristics measuring method according to any one of claims 1 to 10, wherein.
  12. 前記第3工程は、前記検出対象の直線部の位置の検出結果に基づいて、その検出された外枠部分を基準として前記所定の領域を構成する少なくとも一部の複数の区画領域それぞれの位置を算出する工程を含むことを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載の光学特性計測方法。 The third step, based on a detection result of the position of the linear portion of the detection target, the detected at least some of the plurality of divided areas of each location constituting the predetermined region of the outer frame portion as a reference optical characteristics measuring method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that it comprises a calculation to process.
  13. 前記所定の領域は、その輪郭が直線部のみから成る領域であることを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項に記載の光学特性計測方法。 The predetermined region, the optical characteristics measuring method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the contour is a region composed of only the straight portion.
  14. 前記所定の領域は、その輪郭が4つの直線部から成る矩形領域であり、 The predetermined area is a rectangular area that contour consists of four straight portions,
    前記第3工程は、前記算出する工程に先立って、前記検出対象の直線部である辺の位置の検出結果に基づいて、前記矩形の外枠を構成する第1辺から第4辺の各辺上でそれぞれ少なくとも2点を求め、前記求めた少なくとも8点に基づいて前記外枠を算出する外枠算出工程を更に含み、 The third step, prior to said step of calculating, on the basis of the detection result of the position of a straight portion of the detected edges, each side of the fourth side from the first side which constitutes the outer frame of the rectangular It obtains at least two points respectively above, further comprising an outer frame calculation step of calculating the outer frame based on at least 8 points the calculated,
    前記算出する工程では、既知の区画領域の配列情報を用いて前記外枠の内部領域を等分割して、前記所定の領域を構成する複数の区画領域それぞれの位置を算出することを特徴とする請求項12に記載の光学特性計測方法。 In the step of the calculation, by equally dividing the interior region of the outer frame using the sequence information of known defined areas, and calculates a plurality of divided areas of each location constituting the predetermined area optical characteristics measuring method according to claim 12.
  15. 前記外枠算出工程では、前記求めた第1ないし第4辺上の各2点の点に基づいて定まる4本の直線同士の交点として矩形領域である前記所定の領域の4頂点を求め、前記求めた4頂点に基づいて最小二乗法による長方形近似を行い、回転を含めた前記所定の領域の矩形の外枠を算出することを特徴とする請求項14に記載の光学特性計測方法。 In the outer frame calculation step determines the four vertices of the predetermined area is a rectangular area as the 4 intersections of straight lines of this determined based on a point of the two points on the first to fourth sides obtained above, the based on the four vertexes determined perform rectangular approximation by the least square method, the optical characteristics measuring method according to claim 14, characterized in that to calculate the rectangular outer frame of the predetermined region including the rotation.
  16. 前記第3工程における、前記少なくとも一部の複数の区画領域における像の形成状態の検出は、各区画領域のピクセルデータに関する代表値を判定値として行われることを特徴とする請求項1〜15のいずれか一項に記載の光学特性計測方法。 In the third step, the detection of the formation state of the image is at least a portion of the plurality of divided areas, according to claim 15, characterized in that it is made a representative value for the pixel data of each divided area as the determination value optical characteristics measuring method according to any one.
  17. 前記代表値は、各区画領域内の少なくとも一部の範囲内におけるピクセルデータに対応するピクセル値の加算値、微分総和値、分散及び標準偏差のいずれかであることを特徴とする請求項16に記載の光学特性計測方法。 The representative value is the sum of pixel values ​​corresponding to the pixel data within at least a portion of the range within the partitioned regions, the differential aggregate value, to claim 16, characterized in that either a dispersion and standard deviation optical characteristics measuring method according.
  18. 前記代表値は、平均値として前記計測用パターンの像が残存しないと予想される任意の区画領域内におけるピクセル値の平均値を用いて求められた、前記各区画領域内の少なくとも一部の範囲内におけるピクセルデータに対応するピクセル値の分散及び標準偏差のいずれかであることを特徴とする請求項16に記載の光学特性計測方法。 The representative values ​​were calculated using the average value of pixel values ​​in an arbitrary segment area where the image of the measurement pattern as the average value is not expected to remain, at least a portion of each segment area range optical characteristics measuring method according to claim 16, characterized in that the pixel data in the internal either dispersion and standard deviation of the corresponding pixel value.
  19. 前記第3工程における、前記少なくとも一部の複数の区画領域における像の形成状態の検出は、テンプレートマッチングの手法により行われることを特徴とする請求項1〜15のいずれか一項に記載の光学特性計測方法。 In the third step, the detection of the formation state of the image is at least a portion of the plurality of divided areas, the optical according to any one of claims 1 to 15, characterized in that it is performed by the template matching technique characteristic measurement method.
  20. 前記露光条件は、前記投影光学系の光軸方向に関する前記物体の位置及び前記物体上に照射されるエネルギビームのエネルギ量の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項1〜19のいずれか一項に記載の光学特性計測方法。 The exposure conditions, any one of claims 1 to 19, characterized in that it comprises at least one of the energy content of the energy beam irradiated on the position and the upper body of the object relative to the optical axis of the projection optical system optical characteristics measuring method according to claim.
  21. 前記露光条件は、前記投影光学系の光軸方向に関する前記物体の位置と前記物体上に照射されるエネルギビームのエネルギ量とを含み、 The exposure condition includes an energy amount of the energy beam irradiated to the position of the object relative to the optical axis of the projection optical system on said object,
    前記物体上に形成された複数の区画領域は、前記露光条件を変更しながら前記投影光学系を介して前記物体上に順次転写された計測用パターンの転写領域から成り、 A plurality of divided areas are formed on the object is made from the transfer area of ​​the measurement patterns are sequentially transferred onto the object through said projection optical system while changing the exposure conditions,
    前記第3工程における、像の形成状態の検出は、前記検出対象の区画領域における前記計測用パターンの像の有無の検出であり、 In the third step, the detection of the state of formation of an image is the detection of the presence or absence of the image of the measurement pattern in the divided area of ​​the detection target,
    前記第4工程では、その像が検出された複数の区画領域に対応する前記エネルギビームのエネルギ量と前記投影光学系の光軸方向に関する前記物体の位置との相関関係により最良フォーカス位置を決定することを特徴とする請求項1〜20のいずれか一項に記載の光学特性計測方法。 In the fourth step, to determine the best focus position by correlation with the position of the object relative to the optical axis of the projection optical system and the energy amount of the energy beams corresponding to the plurality of divided areas that image is detected optical characteristics measuring method according to any one of claims 1 to 20, characterized in that.
  22. 第1面上のパターンを第2面上に投影する投影光学系の光学特性を計測する光学特性計測方法であって、 An optical characteristic measuring method for measuring an optical characteristic of a projection optical system for projecting a pattern on a first surface on a second surface,
    少なくとも1つの露光条件を変更しながら、前記第1面上に配置された計測用パターンを前記投影光学系の第2面側に配置された物体上の複数の領域に順次転写する第1工程と; While changing at least one of exposure conditions, a first step of sequentially transferring the placed measurement pattern in the first surface into a plurality of regions on the object placed on the second surface side of the projection optical system ;
    前記計測用パターンが異なる露光条件で転写された前記物体上の複数の区画領域のうちの少なくとも一部の複数の区画領域から成る所定形状の領域を含む領域を撮像し、その撮像データ中の前記所定形状の領域の所定方向のピクセル列毎のピクセルデータの加算値の分布状況を検出する第2工程と; The imaging a region including a region of a predetermined shape comprising at least a portion of the plurality of divided areas of the plurality of divided areas on said measurement pattern is transferred under different exposure conditions objects, said in the captured data a second step of detecting the distribution of the sum of the pixel data for each predetermined direction pixel rows of a region of a predetermined shape;
    前記検出結果に基づいて前記投影光学系の光学特性を求める第3工程と;を含む光学特性計測方法。 Third step and obtaining the optical characteristics of the projection optical system based on the detection result; optical characteristic measuring method comprising.
  23. 露光用のエネルギビームをマスクに照射し、前記マスクに形成されたパターンを投影光学系を介して物体上に転写する露光方法であって、 Irradiating an energy beam for exposure mask, there is provided an exposure method for transferring onto an object through a projection optical system a pattern formed on the mask,
    請求項1〜22のいずれか一項に記載の光学特性計測方法によって計測された前記光学特性を考慮して前記投影光学系を調整する工程と; And adjusting said projection optical system in consideration of the optical characteristics measured by the optical characteristic measuring method according to any one of claims 1 to 22;
    前記調整された投影光学系を介して前記マスクに形成されたパターンを前記物体上に転写する工程と;を含む露光方法。 Process and for transferring the pattern formed on the mask via the adjusted projection optical system on the object; exposure method comprising.
  24. リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、 A device manufacturing method including a lithographic process,
    前記リソグラフィ工程では、請求項23に記載の露光方法を用いることを特徴とするデバイス製造方法。 In the lithography process, a device manufacturing method characterized by using the exposure method according to claim 23.
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