JP2005085791A - Method for measuring flare - Google Patents

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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for measuring various flare components individually. <P>SOLUTION: Full flare containing all flare components having an effect on an exposure pattern is measured using a mask having a light shielding box pattern and an opening surrounding it (step S11), a long range flare is measured using a mask provided with space patterns at regular intervals in a light shielding region contiguous to the opening (step S12), short range flare, i.e. aberration, is measured using a mask having a plurality of lines and space patterns, an opening formed up to a position separated from its end by a predetermined distance and a light shielding region covering the outside of the opening (step S13), and midrange flare is calculated by subtracting the long range flare and the short range flare from the full flare (step S14). <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、露光装置の露光性能の改善及び維持管理に用いられるフレア測定方法及びフレア測定用マスクに関する。   The present invention relates to a flare measurement method and a flare measurement mask used for improving and maintaining exposure performance of an exposure apparatus.

従来のフレア（flare）の測定方法として、Ｋｉｒｋ法が一般的に用いられている（例えば、非特許文献１参照。）。
図１４を参照して、従来のフレア測定方法及びそれに用いられるマスクについて説明する。図１４（ａ）はフレアの測定に用いられるマスクを示す図であり、図１４（ｂ）はフレア測定方法を説明するための図である。
図１４（ａ）に示すように、フレアの測定には、遮光膜からなるボックスパターン３０と該ボックスパターン３０を囲むクリアフィールド３１とを有するマスクが用いられた。そして、このマスクを用いた露光により基板上にレジストパターンを形成する際に露光量（露光時間）を増加させて、図１４（ｂ）（ｉ）〜（ｉｖ）に示すように露光パターンを変化させることによりフレアを測定していた。詳細には、露光量を増加させていき、図１４（ｂ）（ｉｉ）に示すように、ボックスパターン以外のレジストが抜けたときの露光量Ａを求める。さらに、露光量を増加させていき、図１４（ｂ）（ｉｖ）に示すようにボックスパターンがフレアの影響により消失してしまう露光量Ｂを求める。そして、露光量Ｂに対する露光量Ａの割合（比）［＝Ａ／Ｂ×１００（％）］をフレアとしていた。 The Kirk method is generally used as a conventional flare measurement method (see, for example, Non-Patent Document 1).
A conventional flare measurement method and a mask used therefor will be described with reference to FIG. FIG. 14A is a diagram showing a mask used for flare measurement, and FIG. 14B is a diagram for explaining a flare measurement method.
As shown in FIG. 14A, for measuring flare, a mask having a box pattern 30 made of a light shielding film and a clear field 31 surrounding the box pattern 30 was used. When the resist pattern is formed on the substrate by exposure using this mask, the exposure amount (exposure time) is increased to change the exposure pattern as shown in FIGS. 14 (b) (i) to (iv). Flare was measured. Specifically, the exposure amount is increased, and the exposure amount A when the resist other than the box pattern is removed is obtained as shown in FIGS. Further, the exposure amount is increased, and an exposure amount B at which the box pattern disappears due to the flare is obtained as shown in FIGS. The ratio (ratio) of the exposure amount A to the exposure amount B [= A / B × 100 (%)] was used as the flare.

Scattered light in photo lithographic lenses、Proc. SPIE 1994、Vol. 2197Scattered light in photo lithographic lenses, Proc.SPIE 1994, Vol. 2197

フレア（フルフレア）は、下式（１）のように、原因別にいくつかの成分に分けられる。図１５は、フレアの発生原因を示す図である。下式（１）におけるロングレンジフレア（Long-range flare）は、図１５（ａ）に示すように、レチクル３２を透過した光が投影レンズ３３の表面で反射したり、投影レンズ３３に付着したコンタミネーション３５により散乱光が発生したりすること等により迷光（フレア）となり、数百μｍ以上離れた露光パターン３４に対して寸法変動の要因となるフレアを示す。
また、下記式（１）におけるローカルエリアフレア（Local area flare）は、下式（２）のように、ショートレンジフレア（Short-range flare）とミッドレンジフレア（Mid-range flare）とを含む。ミッドレンジフレア（Mid-range flare）は、図１５（ｂ）に示すように、レチクル３２を透過した光が投影レンズ３３ａの屈折率不均一部３６又は表面ラフネス等によって、数μｍ以上数十μｍ未満離れた露光パターン３４に対して寸法変動の要因となるフレアを示す。また、ショートレンジフレア（Short-range flare）は、本来投影レンズ３３が持っている波面収差（Aberration）を示し、露光パターンに対して寸法変動の要因となるフレアを示す。ここで、波面収差とは、デフォーカス、ディストーションを含む非点、コマ、球面等の、レチクルを透過した露光回折光がレンズ等の各種の膜を透過することによって生じる位相のずれのことをいう。
Full flare = Local area flare + Long-range flare……（１）
Local are flare = Short-range flare + Mid-range flare……（２） Flare (full flare) is divided into several components according to causes as shown in the following formula (1). FIG. 15 is a diagram illustrating the cause of occurrence of flare. As shown in FIG. 15A, the long-range flare in the following formula (1) is reflected by the surface of the projection lens 33 or attached to the projection lens 33, as shown in FIG. A stray light (flare) is generated due to the generation of scattered light due to the contamination 35, and flare that causes a dimensional variation with respect to the exposure pattern 34 separated by several hundred μm or more.
Further, the local area flare in the following formula (1) includes a short-range flare and a mid-range flare as shown in the following formula (2). As shown in FIG. 15 (b), the mid-range flare is that the light transmitted through the reticle 32 is several μm to several tens μm due to the refractive index nonuniformity portion 36 of the projection lens 33a or the surface roughness. The flare that causes the dimensional variation is shown with respect to the exposure pattern 34 that is separated by less. The short-range flare indicates a wavefront aberration that the projection lens 33 originally has, and indicates a flare that causes a dimensional variation with respect to the exposure pattern. Here, wavefront aberration refers to a phase shift caused by exposure diffracted light transmitted through a reticle, such as defocus, astigmatism including distortion, coma, and spherical surface, through various films such as a lens. .
Full flare = Local area flare + Long-range flare …… (1)
Local are flare = Short-range flare + Mid-range flare …… (2)

ところで、半導体集積回路のパターンのデザインルールの微細化に伴い、露光波長の短波長化が進んでいる。現在主流となっている露光光源は、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザであり、その次には波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザが続いている。さらにその次には波長１５７ｎｍのＦ２エキシマレーザが候補として挙がっている。
しかし、従来用いられてきた石英（ＳｉＯ２）の露光投影系レンズ（以下「ＳｉＯ２レンズ」と略する。）はＦ２エキシマレーザに対して十分な透過率が得られない。このため、Ｆ２エキシマレーザを露光光源に用いる場合には、蛍石（ＣａＦ２）の露光投影レンズ（以下「ＣａＦ２レンズ」という。）が用いられる。 By the way, with the miniaturization of the design rule of the pattern of the semiconductor integrated circuit, the exposure wavelength has been shortened. The exposure light source that is currently mainstream is a KrF excimer laser with a wavelength of 248 nm, followed by an ArF excimer laser with a wavelength of 193 nm. Next, an F 2 excimer laser with a wavelength of 157 nm is listed as a candidate.
However, a quartz (SiO 2 ) exposure projection system lens (hereinafter abbreviated as “SiO 2 lens”) that has been used conventionally cannot provide a sufficient transmittance with respect to an F 2 excimer laser. For this reason, when an F 2 excimer laser is used as an exposure light source, a fluorite (CaF 2 ) exposure projection lens (hereinafter referred to as “CaF 2 lens”) is used.

しかしながら、ＣａＦ２レンズは、その材料の特性として複屈折が発生しやすく、ＳｉＯ２レンズと比較して、屈折率の不均一性やレンズ表面のラフネスが大きい。このため、ＣａＦ２レンズを用いると、上述したフレア、特にミッドレンジフレア（Mid-range flare）が、従来のＳｉＯ２レンズに比べて大きくなる。また、ミッドレンジフレアは、露光波長を短波長化すると、波長の２乗分の１に比例して大きくなる。
よって、特に、露光光源としてＦ２エキシマレーザを用い、さらに露光投影レンズとしてＣａＦ２レンズを用いた場合には、各種のフレア成分を個別に且つ正確に測定する必要がある。 However, the CaF 2 lens tends to generate birefringence as a material property, and has a higher refractive index nonuniformity and lens surface roughness than the SiO 2 lens. For this reason, when the CaF 2 lens is used, the above-mentioned flare, particularly the mid-range flare, becomes larger than the conventional SiO 2 lens. Further, when the exposure wavelength is shortened, the mid-range flare increases in proportion to 1 / square of the wavelength.
Therefore, in particular, when an F 2 excimer laser is used as the exposure light source and a CaF 2 lens is used as the exposure projection lens, it is necessary to measure various flare components individually and accurately.

しかしながら、従来用いられていたＫｉｒｋ法はフルフレア（Full flare）のみを測定するものであるので、それぞれ別の原因から発生するショートレンジフレア、ミッドレンジフレア及びロングレンジフレアの各種のフレア成分を個別に測定することができなかった。このため、測定した各種のフレア成分に基づいて、露光装置の露光性能の改善や維持管理を行うことができなかった。   However, since the Kirk method used in the past measures only full flare, various flare components of short-range flare, mid-range flare and long-range flare caused by different causes are individually measured. It could not be measured. For this reason, it has been impossible to improve or maintain the exposure performance of the exposure apparatus based on the measured various flare components.

本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたもので、各種のフレア成分を個別に測定することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and an object thereof is to individually measure various flare components.

本発明に係るフレア測定方法は、遮光性を有するボックスパターンと該ボックスパターンを囲む開口部とを有するマスクを用いて、露光パターンに影響する全てのフレア成分を含むフルフレアを測定する工程と、
開口部に隣接し数百μｍ以上の長さを有する遮光領域に一定間隔でスペースパターンが形成されたマスクを用いて、数百μｍ以上離れたところから露光パターンに影響するロングレンジフレアを測定する工程と、
露光パターンに影響する収差であるショートレンジフレアを測定する工程と、
前記フルフレアから前記ロングレンジフレア及び前記ショートレンジフレアを減算して、数μｍ以上数十μｍ未満離れたところから露光パターンに影響するミッドレンジフレアを算出する工程と、
を含むことを特徴とするものである。 The flare measuring method according to the present invention uses a mask having a light-blocking box pattern and an opening surrounding the box pattern to measure full flare including all flare components that affect the exposure pattern;
A long range flare that affects the exposure pattern is measured from a distance of several hundred μm or more using a mask in which a space pattern is formed at a certain interval in a light shielding region having a length of several hundred μm or more adjacent to the opening. Process,
Measuring a short range flare that is an aberration affecting the exposure pattern;
Subtracting the long range flare and the short range flare from the full flare to calculate a mid range flare that affects the exposure pattern from a distance of several μm or more and less than several tens of μm;
It is characterized by including.

本発明に係るフレア測定方法において、ライン＆スペースパターンを有するマスクを用いてローカルエリアフレアを測定する工程であって、両端のラインパターンの寸法をそれぞれ測定する工程と、測定された両端のラインパターンの寸法の差を算出する工程とを含む工程を更に含むことが好適である。   In the flare measurement method according to the present invention, a step of measuring local area flare using a mask having a line & space pattern, the step of measuring the dimensions of the line patterns at both ends, and the measured line patterns at both ends It is preferable that the method further includes a step including a step of calculating a difference in dimensions.

本発明に係るフレア測定方法は、開口部に隣接し数百μｍ以上の長さを有する遮光領域に一定間隔でスペースパターンが形成されたマスクを用いて、数百μｍ以上離れたところから露光パターンに影響するロングレンジフレアを測定する工程と、
ライン＆スペースパターンを有するマスクを用いてローカルエリアフレアを測定する工程であって、両端のラインパターンの寸法をそれぞれ測定する工程と、測定された両端のラインパターンの寸法の差を算出する工程とを含む工程と、
露光パターンに影響する収差であるショートレンジフレアを測定する工程と、
前記ローカルエリアから前記ショートレンジフレアを減算して、数μｍ以上数十μｍ未満離れたところから露光パターンに影響するミッドレンジフレアを算出する工程と、
を含むことを特徴とするものである。 The flare measurement method according to the present invention uses an exposure pattern from a distance of several hundred μm or more using a mask in which a space pattern is formed at regular intervals in a light shielding region having a length of several hundred μm or more adjacent to an opening. Measuring the long range flare that affects
A step of measuring local area flare using a mask having a line & space pattern, the step of measuring the dimensions of the line patterns at both ends, and the step of calculating the difference in the dimensions of the measured line patterns at both ends A process including:
Measuring a short range flare that is an aberration affecting the exposure pattern;
Subtracting the short range flare from the local area, calculating a mid range flare that affects the exposure pattern from a distance of several μm or more and less than several tens of μm;
It is characterized by including.

本発明に係るフレア測定方法において、前記ロングレンジフレアを測定する工程は、前記開口部に最も近いスペースパターンの第１の寸法を求める工程と、前記開口部から最も離れたスペースパターンの第２の寸法を求める工程と、第２の寸法に対する第１の寸法の比を算出する工程とを含むことが好適である。   In the flare measurement method according to the present invention, the step of measuring the long range flare includes a step of obtaining a first dimension of the space pattern closest to the opening, and a second of the space pattern furthest from the opening. Preferably, the method includes a step of obtaining a dimension and a step of calculating a ratio of the first dimension to the second dimension.

本発明に係るフレア測定方法において、前記ショートレンジフレアを測定する工程は、複数のライン＆スペースパターンと、該ライン＆スペースパターンの端部から所定の距離だけ離れた位置までの領域に形成された開口部と、該開口部の外側を覆う遮光領域とを有するマスクを用いる工程であって、両端のラインパターンの寸法をそれぞれ測定する工程と、測定された両端のラインパターンの寸法の差を算出する工程とを含むことが好適である。   In the flare measurement method according to the present invention, the step of measuring the short range flare is formed in a plurality of line & space patterns and a region up to a position away from the end of the line & space pattern by a predetermined distance. A process using a mask having an opening and a light-shielding region that covers the outside of the opening, each of which measures the dimensions of the line patterns at both ends, and calculates the difference between the measured line patterns at both ends It is preferable to include the process of carrying out.

本発明に係るフレア測定方法において、前記ショートレンジフレアを測定する工程は、複数のライン＆スペースパターンを有する位相シフトマスクを用いることが好適である。   In the flare measuring method according to the present invention, it is preferable that the step of measuring the short range flare uses a phase shift mask having a plurality of line & space patterns.

本発明に係るフレア測定方法において、前記ショートレンジフレアを測定する工程は、位相πだけシフトさせるホールパターンと、該ホールパターンの端部から所定の距離だけ離れた位置までの領域に形成された開口部と、該開口部の外側を覆う遮光領域とを有する位相シフトマスクを用いることが好適である。   In the flare measurement method according to the present invention, the step of measuring the short range flare includes a hole pattern shifted by a phase π, and an opening formed in a region up to a position separated from the end of the hole pattern by a predetermined distance. It is preferable to use a phase shift mask having a portion and a light shielding region covering the outside of the opening.

本発明に係るフレア測定用マスクは、露光パターンに影響する収差であるショートレンジフレアを測定するためのフレア測定用マスクであって、
複数のライン＆スペースパターンと、該ライン＆スペースパターンの端部から所定の距離だけ離れた位置までの領域に形成された開口部と、該開口部の外側を覆う遮光領域とを有することを特徴とするものである。 The flare measurement mask according to the present invention is a flare measurement mask for measuring short range flare, which is an aberration affecting the exposure pattern,
A plurality of line & space patterns, an opening formed in a region up to a predetermined distance from an end of the line & space pattern, and a light shielding region covering the outside of the opening It is what.

本発明に係るフレア測定用マスクは、位相シフトマスクであることが好適である。   The flare measurement mask according to the present invention is preferably a phase shift mask.

本発明に係るフレア測定用マスクは、露光パターンに影響する収差であるショートレンジフレアを測定するためのフレア測定用マスクであって、
位相πだけシフトさせるホールパターンと、該ホールパターンの端部から所定の距離だけ離れた位置までの領域に形成された開口部と、該開口部の外側を覆う遮光領域とを有することを特徴とするものである。 The flare measurement mask according to the present invention is a flare measurement mask for measuring short range flare, which is an aberration affecting the exposure pattern,
A hole pattern that is shifted by a phase π, an opening formed in a region up to a predetermined distance from an end of the hole pattern, and a light-shielding region that covers the outside of the opening To do.

本発明に係るフレア測定用マスクにおいて、前記所定の距離が、λ×ｆ／（２×ＮＡ）で規定されることが好適である。   In the flare measurement mask according to the present invention, it is preferable that the predetermined distance is defined by λ × f / (2 × NA).

本発明は以上説明したように、各種のフレア成分を個別に測定することができる。   As described above, the present invention can individually measure various flare components.

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１によるフレア測定方法を示すフローチャートである。
先ず、フルフレア（Full flare）の測定を行う（ステップＳ１１）。本ステップＳ１１では、図２に示すマスクを用いて、従来技術で説明したＫｉｒｋ法によりフルフレアの測定を行う。
図２に示すマスクにおいて、露光フィールド１内の５ヶ所に、それぞれ遮光性を有するボックスパターン２〜６が配置されている。ボックスパターン２〜６はクリアフィールド（透過領域）７により囲まれており、該クリアフィールド７は遮光領域８により囲まれている。なお、遮光領域８の形成は任意であり、ボックスパターン２〜６以外の領域が全てクリアフィールド７であってもよい。
そして、従来技術と同様に、パターン露光の際の露光量（露光時間）を徐々に上げながら、ボックスパターン２〜６以外のクリアフィールド７が抜ける露光量Ａと、ボックスパターン２〜６がフレアの影響で消失してしまう露光量Ｂを求め、露光量Ｂに対する露光量Ａの比（割合）［＝Ａ／Ｂ×１００（％）］を求めることにより、フルフレアを算出する。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a flowchart showing a flare measurement method according to Embodiment 1 of the present invention.
First, full flare is measured (step S11). In step S11, full flare is measured by the Kirk method described in the prior art using the mask shown in FIG.
In the mask shown in FIG. 2, box patterns 2 to 6 having light shielding properties are arranged at five locations in the exposure field 1, respectively. The box patterns 2 to 6 are surrounded by a clear field (transmission area) 7, and the clear field 7 is surrounded by a light shielding area 8. The formation of the light shielding region 8 is arbitrary, and all the regions other than the box patterns 2 to 6 may be the clear field 7.
Then, as in the prior art, while gradually increasing the exposure amount (exposure time) at the time of pattern exposure, the exposure amount A through which the clear field 7 other than the box patterns 2 to 6 leaves and the box patterns 2 to 6 are flare. The full flare is calculated by obtaining the exposure amount B that disappears due to the influence and obtaining the ratio (ratio) of the exposure amount A to the exposure amount B [= A / B × 100 (%)].

本実施の形態１におけるフルフレアの測定には、露光波長λが１５７ｎｍで、投影レンズ開口数ＮＡが０．８５のＦ２マイクロステッパを用いた。また、レジスト材料としてシュプレイ製のＸＰ２３３２Ｃを用いて８０ｎｍの膜厚でレジスト膜を形成した。また、現像液として２．３８％のＴＭＡＨ（TetraMetheylAnmoniumHydroxide）を用いた。 For the measurement of full flare in the first embodiment, an F 2 microstepper having an exposure wavelength λ of 157 nm and a projection lens numerical aperture NA of 0.85 was used. Further, a resist film was formed with a thickness of 80 nm using XP2332C manufactured by Spree as a resist material. Further, 2.38% TMAH (TetraMetheylAniumium Hydroxoxide) was used as a developing solution.

図３は、本実施の形態１において、フルフレアの測定結果を示す図である。
図３に示すように、露光フィールド１内の５ヶ所のボックスパターン２〜６を用いて測定されたフルフレアは３〜５％であった。また、フルフレアの測定は２回（Data 1, Data 2）行ったが、２回とも同等の結果が得られた。 FIG. 3 is a diagram showing a measurement result of full flare in the first embodiment.
As shown in FIG. 3, the full flare measured using the five box patterns 2 to 6 in the exposure field 1 was 3 to 5%. In addition, full flare measurement was performed twice (Data 1 and Data 2), but similar results were obtained in both cases.

次に、ロングレンジフレア（Long-range flare）の測定を行う（ステップＳ１２）。本ステップＳ１２では、図４に示すマスクを用いて、ロングフレアの測定を行う。
図４に示すマスクにおいて、露光フィールド中心付近の大面積の開口部（クリアフィールド）９に隣接して数百μｍ以上（図４では２５０μｍ）の遮光領域１０が形成され、この遮光領域１０内に一定間隔で複数のスペースパターンが形成されている。これら複数のスペースパターンのうちで、最も開口部９に近いスペースパターン１１と、開口部９から最も離れたスペースパターン１２とをロングレンジフレアの測定に用いる。スペースパターン１１，１２のサイズは、λ／ＮＡで求められる値程度にするのが好適である。ロングレンジフレアの測定には、露光波長λ＝１５７ｎｍ、投影レンズ開口数ＮＡ＝０．８５のＦ２マイクロステッパを用いたので、２００ｎｍのスペースパターン１１，１２とした。詳細には、図４における拡大図に示すように、各スペースパターン１１，１２は、２００ｎｍのスペース２つと、２００ｎｍのライン１つとを含んでいる。 Next, long-range flare is measured (step S12). In step S12, long flare is measured using the mask shown in FIG.
In the mask shown in FIG. 4, a light shielding region 10 of several hundred μm or more (250 μm in FIG. 4) is formed adjacent to a large area opening (clear field) 9 near the center of the exposure field. A plurality of space patterns are formed at regular intervals. Among the plurality of space patterns, the space pattern 11 closest to the opening 9 and the space pattern 12 farthest from the opening 9 are used for long range flare measurement. The size of the space patterns 11 and 12 is preferably about the value obtained by λ / NA. For the measurement of the long range flare, an F 2 microstepper having an exposure wavelength λ = 157 nm and a projection lens numerical aperture NA = 0.85 was used. Specifically, as shown in the enlarged view in FIG. 4, each space pattern 11, 12 includes two 200 nm spaces and one 200 nm line.

そして、このマスクを用いて、スペースパターン１１，１２を構成するＬ／Ｓ（Line and Space）パターンの線幅が１：１に仕上がる露光量（露光時間）で露光パターン（レジストパターン）を形成し、スペースパターン１１，１２に対応するレジストパターンの寸法を測定する。すなわち、スペースパターン１１に対応するレジストパターンの寸法ＣＤ０と、スペースパターン１２に対応するレジストパターンの寸法ＣＤｆａｒとを測定する。そして、下式（３）に示すように、ＣＤｆａｒに対するＣＤ０の比で表されるNormalizedＣＤ（以下「ＮＣＤ」という。）を求める。
NormalizedＣＤ = ＣＤ０ ／ ＣＤｆａｒ……（３）
上式（３）により求めたＮＣＤの値が０．９５より大きい場合には、ロングレンジフレアは無視してもよい程小さいと考えられる。一方、ＮＣＤの値が０．９５以下の場合には、露光量に対するレジストパターン寸法の感度曲線から、ＣＤ０とＣＤｆａｒの寸法差（ＣＤｆａｒ−ＣＤ０）に相当する露光量を計算し、適正露光量に対する計算した露光量の割合を求めることにより、ロングレンジフレアを算出する。 Then, using this mask, an exposure pattern (resist pattern) is formed with an exposure amount (exposure time) in which the line width of the L / S (Line and Space) pattern constituting the space patterns 11 and 12 is 1: 1. Then, the dimension of the resist pattern corresponding to the space patterns 11 and 12 is measured. That is, the resist pattern dimension CD 0 corresponding to the space pattern 11 and the resist pattern dimension CD far corresponding to the space pattern 12 are measured. Then, as shown in the following equation (3), a Normalized CD (hereinafter referred to as “NCD”) represented by a ratio of CD 0 to CD far is obtained.
Normalized CD = CD 0 / CD far ...... (3)
When the value of NCD obtained by the above equation (3) is larger than 0.95, the long range flare is considered to be negligibly small. On the other hand, when the value of NCD is 0.95 or less, the exposure amount corresponding to the dimensional difference between CD 0 and CD far (CD far −CD 0 ) is calculated from the sensitivity curve of the resist pattern size with respect to the exposure amount. A long range flare is calculated by determining the ratio of the calculated exposure amount to the appropriate exposure amount.

図５は、本実施の形態１において、ロングレンジフレアの測定結果を示す図である。詳細には、図５は、開口部からの距離と、ＮＣＤとの関係を示す図である。図５において、横軸は遮光領域１０における開口部９からの距離、すなわち遮光領域１０におけるスペースパターンの位置を示し、縦軸は上記ＮＣＤを示す。
図５に示すように、ＮＣＤは０．９５以上であるため、本測定で用いたＦ２マイクロステッパのロングレンジフレアはほとんど無いものと考えられる。また、ロングレンジフレアの測定は２回（Data 1, Data 2）行ったが、２回とも同等の結果が得られた。 FIG. 5 is a diagram showing the measurement result of the long range flare in the first embodiment. Specifically, FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between the distance from the opening and the NCD. In FIG. 5, the horizontal axis indicates the distance from the opening 9 in the light shielding region 10, that is, the position of the space pattern in the light shielding region 10, and the vertical axis indicates the NCD.
As shown in FIG. 5, since NCD is 0.95 or more, it is considered that there is almost no long-range flare of the F 2 microstepper used in this measurement. Long range flare was measured twice (Data 1 and Data 2), but the same results were obtained in both cases.

次に、ローカルエリアフレア（Local area flare）とショートレンジフレア（Short-range flare）の測定を行う（ステップＳ１３）。本ステップＳ１３において、図６（ａ）に示すマスクを用いてローカルエリアフレアの測定を行い、図６（ｂ）に示すマスクを用いてショートレンジフレアの測定を行う。図６（ａ），（ｂ）に示すマスクは共にバイナリマスクであり、複数のＬ／Ｓパターン１３と、該パターン１３を囲むクリアフィールド１４とを有する。Ｌ／Ｓパターン１３のサイズは、λ／ＮＡで求められる値程度にするのが好適である。本実施の形態１では、露光波長λ＝１５７ｎｍ、投影レンズ開口数ＮＡ＝０．８５のＦ２マイクロステッパを用いるので、パターン１３のサイズは１５０ｎｍとした。
また、図６（ｂ）に示すショートレンジフレア測定用マスクにおいて、クリアフィールド１４を囲む遮光領域１５を設けている。ラインパターン１３のエッジから遮光領域１５までの距離（図中の矢印に対応する。）が、下式（４）で示されるショートレンジフレアの及ぶ範囲になるようにする。すなわち、ショートレンジフレアの及ぶ範囲に、ウィンドウ領域としてのクリアフィールド１４が位置するようにする。例えば、求める収差が低次の場合、下式（４）より、ラインパターン１３のエッジから１８０ｎｍ以上離れた領域を遮光領域１５で覆うようにすればよい。図６（ｂ）に示すマスクを用いることにより、露光パターンにショートレンジフレア以外のフレア（ミッドレンジフレア及びロングレンジフレア）が影響を及ぼさないようにすることができる。
Short-range flareの範囲 = λ×ｆ／（２×ＮＡ）……（４）
（上式（４）において、ｆは空間周波数であり、レンズ直径方向の位相ずれのうねりの回数ｍを示す。ｆは、求める収差の次数に応じて、２以上の整数をとる。求める収差の次数が３次までの低次の場合、ｆは２である。） Next, a local area flare and a short-range flare are measured (step S13). In step S13, the local area flare is measured using the mask shown in FIG. 6A, and the short range flare is measured using the mask shown in FIG. 6B. The masks shown in FIGS. 6A and 6B are both binary masks, and have a plurality of L / S patterns 13 and a clear field 14 surrounding the patterns 13. The size of the L / S pattern 13 is preferably about the value obtained by λ / NA. In the first embodiment, since the F 2 microstepper having the exposure wavelength λ = 157 nm and the projection lens numerical aperture NA = 0.85 is used, the size of the pattern 13 is set to 150 nm.
In the short range flare measurement mask shown in FIG. 6B, a light shielding region 15 surrounding the clear field 14 is provided. The distance from the edge of the line pattern 13 to the light shielding region 15 (corresponding to the arrow in the figure) is set to be within the range covered by the short range flare represented by the following expression (4). That is, the clear field 14 as the window area is located in the range covered by the short range flare. For example, when the required aberration is low order, the area away from the edge of the line pattern 13 by 180 nm or more may be covered with the light shielding area 15 according to the following equation (4). By using the mask shown in FIG. 6B, it is possible to prevent the flare other than the short range flare (mid range flare and long range flare) from affecting the exposure pattern.
Short-range flare range = λ × f / (2 × NA) (4)
(In the above formula (4), f is a spatial frequency and indicates the number m of phase undulations in the lens diameter direction. F takes an integer of 2 or more depending on the order of the required aberration. (If the order is a low order up to the third order, f is 2.)

このマスクの露光フィールド中心付近のＬ／Ｓパターンの線幅が１：１に仕上がる露光時間でレジストパターンを形成し、両サイドのパターンＬ１，Ｌ６に対応するレジストパターンの寸法（線幅）ＣＤＬ１，ＣＤＬ６を測定する。そして、両サイドの線幅差（ＣＤＬ１−ＣＤＬ６）を算出する。水平方向を０度として、Ｌ／Ｓパターンの角度を２２．５度ずつ変化させて作成したマスクを用いて、それぞれレジストパターンを形成し、各レジストパターンの線幅差（Line-Width Difference、以下「ＬＷＤ」という。）を求める。すなわち、本実施の形態１では、３光束干渉法によりローカルエリアフレアとショートレンジフレアとを測定する。 A resist pattern is formed with an exposure time in which the line width of the L / S pattern in the vicinity of the exposure field center of the mask is 1: 1, and the resist pattern dimensions (line width) CD L1 corresponding to the patterns L1 and L6 on both sides. , CD L6 is measured. Then, the line width difference (CD L1 −CD L6 ) on both sides is calculated. Using the masks created by changing the angle of the L / S pattern by 22.5 degrees with the horizontal direction set to 0 degrees, each resist pattern is formed, and the line width difference (hereinafter referred to as “Line-Width Difference”) "LWD"). That is, in the first embodiment, the local area flare and the short range flare are measured by the three-beam interference method.

図７は、Ｌ／Ｓパターンの角度と、それに対応するＬＷＤの測定結果を示す図である。図７において、Ｗ＝Ｏｐｅｎで示す曲線は図６（ａ）のマスクを用いた場合のＬＷＤを示し、Ｗ＝０．２μｍで示す曲線は図６（ｂ）のマスクを用いた場合のＬＷＤを示している。もし、使用するＦ２マイクロステッパがローカルエリアフレア及びショートレンジフレアを持たなければ、Ｌ／Ｓパターンの角度に関係なく、すべての角度で寸法が１５０ｎｍとなるため、ＬＤＷがゼロになる。しかし、図７に示すように、Ｌ／Ｓパターンの角度ごとにＬＤＷが変化している。よって、Ｆ２マイクロステッパは、ローカルエリアフレア及びショートレンジフレアを有することが分かった。
これらの曲線（ＬＤＷ値）を、図８に示すレンズの波面収差を求めるFringe Zernike多項式にフィッティングさせる。図中の多項式は、レンズの瞳面上での位相ずれを現す式であり、瞳中心からの距離をρとし、水平方向を０度としたときの角度をθとしたｃｏｓθとＳｉｎθの関数である。なお、ｍはレンズ直径方向の位相ずれのうねりの回数を示し、ｎはｎ回の回転対称であることを示す（SPIE1985, Vol. 538, pp 207-220参照）。このフィッティングにより各Zernike係数Ｚ１〜Ｚ３７を算出し、算出された各Zernike係数Ｚ１〜Ｚ３７を換算して、ローカルエリアフレアとショートレンジフレアをそれぞれ求める。
なお、本実施の形態１では、上述したようにロングレンジフレアは無いものと考えられるため、上記フィッティングにより求めたローカルエリアフレアからロングレンジフレアを減算する必要がない。ロングレンジフレアが有る場合には、後述するシミュレーションを行う場合に、上記フィッティングにより求めたローカルエリアフレアからロングレンジフレアを減算すればよい。 FIG. 7 is a diagram illustrating the angle of the L / S pattern and the corresponding LWD measurement result. In FIG. 7, the curve indicated by W = Open indicates the LWD when the mask of FIG. 6A is used, and the curve indicated by W = 0.2 μm indicates the LWD when the mask of FIG. 6B is used. Show. If the F 2 microstepper used does not have local area flare and short range flare, the LDW becomes zero because the dimension is 150 nm at all angles regardless of the angle of the L / S pattern. However, as shown in FIG. 7, the LDW changes for each angle of the L / S pattern. Thus, it was found that the F 2 micro stepper has local area flare and short range flare.
These curves (LDW values) are fitted to the Fringe Zernike polynomial for obtaining the wavefront aberration of the lens shown in FIG. The polynomial in the figure is an expression representing a phase shift on the pupil plane of the lens, and is a function of cos θ and Sin θ, where ρ is the distance from the pupil center and θ is the angle when the horizontal direction is 0 degrees. is there. Here, m represents the number of undulations in the lens diameter direction, and n represents n rotational symmetry (see SPIE 1985, Vol. 538, pp 207-220). By this fitting, Zernike coefficients Z1 to Z37 are calculated, and the calculated Zernike coefficients Z1 to Z37 are converted to obtain local area flare and short range flare, respectively.
In the first embodiment, since it is considered that there is no long range flare as described above, it is not necessary to subtract the long range flare from the local area flare obtained by the fitting. When there is a long range flare, the long range flare may be subtracted from the local area flare obtained by the fitting when performing a simulation described later.

最後に、ステップＳ１１〜Ｓ１３で求めたフレアの値を基に、ミッドレンジフレア（Mid-range flare）の算出を行う（ステップＳ１４）。例えば、ステップＳ１１で測定したフルフレアから、ステップＳ１２で測定したロングレンジフレアと、ステップＳ１３で測定したショートレンジフレアとを減算することにより、ミッドレンジフレアを算出する。また、ロングレンジフレアが無い場合には、ステップＳ１３で測定したローカルエリアフレアから、同ステップＳ１３で測定したショートレンジフレアを減算することにより、ミッドレンジフレアを算出することができる。   Finally, mid-range flare is calculated based on the flare values obtained in steps S11 to S13 (step S14). For example, the mid-range flare is calculated by subtracting the long range flare measured in step S12 and the short range flare measured in step S13 from the full flare measured in step S11. When there is no long range flare, the mid range flare can be calculated by subtracting the short range flare measured in step S13 from the local area flare measured in step S13.

図９は、バイナリーマスクにおける１５０ｎｍラインパターンのエッジからの距離と、その距離におけるラインパターンの寸法との関係を示す図である。すなわち、図９は、１５０ｎｍのラインパターンとその外周を囲む遮光領域との間のウィンドウ領域を徐々に広げていった場合の、ラインパターンの寸法変化を示す図である。
図９において、●（丸）は、ローカルエリアフレアを考慮しない場合の光学シミュレーションデータを示す。□（四角）は、図１のステップＳ１３で求めたショートレンジフレアを考慮に入れた場合の光学シミュレーションデータを示す。また、◇（菱形）は、図１のステップＳ１３で求めたローカルエリアフレアを考慮に入れた場合の光学シミュレーションデータを示す。△（三角）は、実際のラインパターンの寸法である実験結果を示す。なお、本実施の形態１では、上述したようにロングレンジフレアは無いものと考えられるため、図９において、ロングレンジフレアを考慮に入れた場合の光学シミュレーションデータは●と同様であり、図示していない。 FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the distance from the edge of the 150 nm line pattern in the binary mask and the dimension of the line pattern at that distance. That is, FIG. 9 is a diagram showing a change in the dimension of the line pattern when the window region between the 150 nm line pattern and the light shielding region surrounding the outer periphery thereof is gradually expanded.
In FIG. 9, (circle) indicates optical simulation data when local area flare is not considered. (Square) indicates optical simulation data when the short range flare obtained in step S13 of FIG. 1 is taken into consideration. Further, ◇ (diamond) indicates optical simulation data when the local area flare obtained in step S13 in FIG. 1 is taken into consideration. Δ (triangle) indicates an experimental result which is a dimension of an actual line pattern. In the first embodiment, since it is considered that there is no long range flare as described above, in FIG. 9, the optical simulation data when the long range flare is taken into consideration is the same as in FIG. Not.

図９に示すように、△で示される実験結果と、◇で示されるローカルエリアフレアを考慮に入れた場合の光学シミュレーションデータの値とがよく一致していることが分かった。これは、本実施の形態１で求めたローカルエリアフレアの値が正しいことを意味する。
また、図９に示すように、□と◇の寸法差（すなわち、ショートレンジフレアのみの影響を受けたデータ□から、ローカルエリアフレアのみの影響を受けたデータ◇を引いた寸法差）を求めると、１６．６ｎｍであった。この１６．６ｎｍの寸法差が、ミッドレンジフレアに相当する。
本発明者等は、１５０ｎｍラインパターンの寸法差に相当する露光量を算出し、適正露光量に対する算出した露光量（以下「算出露光量」という。）の割合を求めた。図１０は、適正露光量に対する算出露光量の割合と、１５０ｎｍパターンの寸法差との関係を示す図である。図１０に示すように、ミッドレンジフレアに相当する１６．６ｎｍの寸法差がある場合、適正露光量に対する算出露光量の割合は４．５％であることが分かった。同様に、ローカルエリアフレアを考慮しないデータ●からショートレンジフレアのみの影響を受けたデータ□を引いた寸法差、すなわちショートレンジフレアに相当する寸法差を、図１０により適正露光量に対する算出露光量の割合に換算すると１．２５％であった。
よって、Ｆ２マイクロステッパのフルフレアは、適正露光量に対する算出露光量の割合に換算すると、５．７５（４．５＋１．２５）％であった。この値は、Ｋｉｒｋ法で求めたフルフレア値である３〜５％に近い値であった。
従って、本実施の形態１によるフレア測定方法を用いることにより、各種のフレア成分を個別に求めることができる。よって、個別に求めた各種のフレア成分に基づいて、露光装置の露光性能の改善や維持管理を行うことができる。 As shown in FIG. 9, it was found that the experimental result indicated by Δ and the value of the optical simulation data in the case where the local area flare indicated by ◇ is taken into consideration are in good agreement. This means that the local area flare value obtained in the first embodiment is correct.
In addition, as shown in FIG. 9, the dimensional difference between □ and ◇ (that is, the dimensional difference obtained by subtracting the data ◇ affected only by the local area flare from the data □ affected by only the short range flare) is obtained. And 16.6 nm. This dimensional difference of 16.6 nm corresponds to a mid-range flare.
The inventors calculated an exposure amount corresponding to the dimensional difference of the 150 nm line pattern, and obtained a ratio of the calculated exposure amount (hereinafter referred to as “calculated exposure amount”) to the appropriate exposure amount. FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the ratio of the calculated exposure amount to the appropriate exposure amount and the dimensional difference of the 150 nm pattern. As shown in FIG. 10, when there was a dimensional difference of 16.6 nm corresponding to a mid-range flare, it was found that the ratio of the calculated exposure amount to the appropriate exposure amount was 4.5%. Similarly, the dimensional difference obtained by subtracting the data □ affected by only the short range flare from the data ● that does not consider the local area flare, that is, the dimensional difference corresponding to the short range flare is calculated as shown in FIG. The ratio was 1.25%.
Therefore, the full flare of the F 2 microstepper was 5.75 (4.5 + 1.25)% when converted to the ratio of the calculated exposure amount to the appropriate exposure amount. This value was close to 3 to 5%, which is the full flare value obtained by the Kirk method.
Therefore, various flare components can be obtained individually by using the flare measurement method according to the first embodiment. Therefore, the exposure performance of the exposure apparatus can be improved and maintained based on various flare components obtained individually.

実施の形態２．
前述した実施の形態１ではバイナリーマスク（図６参照）を用いてローカルエリアフレアとショートレンジフレアを測定したが、本実施の形態２ではレベンソン型位相シフトマスクのＬ／Ｓパターンを用いる点が相違する。この相違点以外のフレア測定方法は、実施の形態１と同様であるので、以下この相違点について述べる。
図１１は、本実施の形態２において、ローカルエリアフレアとショートレンジフレアの測定に用いられるマスクを示す図である。詳細には、図１１（ａ）はローカルエリアフレアの測定に、図１１（ｂ）はショートレンジフレアの測定にそれぞれ用いられるＬ／Ｓパターンを有するレベンソン型位相シフトマスクを示す図である。図１１（ａ），（ｂ）に示すレベンソン型位相シフトマスクにおいて、遮光性を有するラインパターン１７に挟まれたスペースパターン１８が、位相π分だけ彫り込まれた領域（掘り込み領域）により構成されている。Ｌ／Ｓパターンのサイズは、実施の形態１と同様に、λ／ＮＡで求められる値程度にするのが好適であり、例えば、１５０ｎｍである。また、実施の形態１のマスク（図６（ｂ）参照）と同様に、図１１（ｂ）に示すショートレンジフレア測定用のマスクにおいて、Ｌ／Ｓパターンのエッジから１８０ｎｍ以上離れた領域を遮光領域１９で覆うようにし、ショートレンジフレアの及ぶ範囲にのみ、ウィンドウ領域としてのクリアフィールド１６が位置するようにした。 Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the local area flare and the short range flare are measured using the binary mask (see FIG. 6). However, the second embodiment is different in that the L / S pattern of the Levenson type phase shift mask is used. To do. Since the flare measurement method other than this difference is the same as that of the first embodiment, this difference will be described below.
FIG. 11 is a diagram showing a mask used for measurement of local area flare and short range flare in the second embodiment. Specifically, FIG. 11A is a diagram showing a Levenson type phase shift mask having an L / S pattern used for measurement of local area flare and FIG. 11B for measurement of short range flare. In the Levenson-type phase shift mask shown in FIGS. 11A and 11B, a space pattern 18 sandwiched between line patterns 17 having light shielding properties is constituted by a region (digging region) engraved by a phase π. ing. As in the first embodiment, the size of the L / S pattern is preferably about the value obtained by λ / NA, for example, 150 nm. Further, similarly to the mask of the first embodiment (see FIG. 6B), in the mask for short range flare measurement shown in FIG. 11B, a region separated by 180 nm or more from the edge of the L / S pattern is shielded. The clear field 16 as the window region is located only in the range covered with the short range flare.

実施の形態１で説明したローカルエリアフレアとショートレンジフレアの測定工程（ステップＳ１３）において、レベンソン型位相シフトマスクのＬ／Ｓパターンを用いることにより、よりコントラストの高いＬ／Ｓパターンの光学像が得られる。従って、両端のレジストパターンの寸法を精度良く測定することができるため、ローカルエリアフレアとショートレンジフレアの測定精度を向上させることができる。よって、ローカルエリアフレアとショートレンジフレアを基に算出されるミッドレンジフレアを精度良く求めることができる。   By using the L / S pattern of the Levenson type phase shift mask in the local area flare and short range flare measurement step (step S13) described in the first embodiment, an optical image of an L / S pattern with higher contrast can be obtained. can get. Therefore, since the dimension of the resist pattern at both ends can be measured with high accuracy, the measurement accuracy of the local area flare and the short range flare can be improved. Therefore, the mid-range flare calculated based on the local area flare and the short range flare can be obtained with high accuracy.

なお、本実施の形態２では、レベンソン型位相シフトマスクを用いたが、これに代えて、ハーフトーン型位相シフトマスクを用いてもよい（後述する実施の形態３についても同様）。   Although the Levenson type phase shift mask is used in the second embodiment, a halftone phase shift mask may be used instead (this is the same for the third embodiment described later).

実施の形態３．
前述した実施の形態１ではバイナリーマスク（図６参照）を用いてローカルエリアフレアとショートレンジフレアを測定したが、本実施の形態３ではレベンソン型位相シフトマスクのコンタクトホールパターン（以下「ＣＨパターン」という。）を用いる点が相違する。すなわち、本実施の形態３では、Ｐｈａｓｅ Ｄｏｔ法により、ローカルエリアフレアとショートレンジフレア（収差）とを測定する。この相違点以外のフレア測定方法は、実施の形態１と同様であるので、以下この相違点について述べる。 Embodiment 3 FIG.
In the first embodiment, the local area flare and the short range flare are measured using the binary mask (see FIG. 6). In the third embodiment, the contact hole pattern (hereinafter referred to as “CH pattern”) of the Levenson type phase shift mask is used. Is different). That is, in the third embodiment, the local area flare and the short range flare (aberration) are measured by the phase dot method. Since the flare measurement method other than this difference is the same as that of the first embodiment, this difference will be described below.

図１２は、本実施の形態３において、ローカルエリアフレアとショートレンジフレアの測定に用いられるマスクを示す図である。詳細には、図１２（ａ）はローカルエリアフレアの測定に、図１２（ｂ）はショートレンジフレアの測定にそれぞれ用いられるＣＨパターンを有するレベンソン型位相シフトマスクを示す図である。図１２（ａ），（ｂ）に示すレベンソン型位相シフトマスクには、位相π分だけ掘り込まれた領域（以下「掘り込み領域」という。）２１からなるＣＨパターンが形成されている。ＣＨパターンのサイズは、実施の形態１と同様に、λ／ＮＡで求められる値程度にするのが好適であり、例えば、１５０ｎｍである。また、実施の形態１のマスク（図６（ｂ）参照）と同様に、図１２（ｂ）に示すショートレンジフレア測定用のマスクにおいて、ＣＨパターン２１のエッジから１８０ｎｍ以上離れた領域を遮光領域２２で覆うようにし、ショートレンジフレアの及ぶ範囲にのみ、ウィンドウ領域としてのクリアフィールド２０が位置するようにした。   FIG. 12 is a diagram showing a mask used for measurement of local area flare and short range flare in the third embodiment. Specifically, FIG. 12A shows a Levenson-type phase shift mask having a CH pattern used for local area flare measurement and FIG. 12B used for short range flare measurement. In the Levenson-type phase shift mask shown in FIGS. 12A and 12B, a CH pattern composed of a region dug by a phase π (hereinafter referred to as “digging region”) 21 is formed. As in the first embodiment, the size of the CH pattern is preferably about the value obtained by λ / NA, for example, 150 nm. Similarly to the mask of the first embodiment (see FIG. 6B), in the mask for short range flare measurement shown in FIG. 12B, a region 180 nm or more away from the edge of the CH pattern 21 is a light shielding region. 22 so that the clear field 20 as the window area is located only in the range covered by the short range flare.

図１３は、図１２に示したマスクのＣＨパターンを用いて、ローカルエリアフレアとショートレンジフレアの測定方法を説明するための図である。
実施の形態１で説明したローカルエリアフレアとショートレンジフレアの測定工程（ステップＳ１３）において、図１２及び図１３（ａ）に示すように掘り込み領域２１からなるＣＨパターンを用いて露光すると、図１３（ｂ）に示すように掘り込み領域２１のみ位相が反転する。位相が反転している掘り込み領域２１の左右の境界部の光強度はほぼゼロであるため、図１３（ｃ）に示すようにリング状のレジストパターンが形成される。このレジストパターンのリング形状は、ローカルアリアフレア及びショートレンジフレアを含まない場合には歪みの無い円となるが、ショートレンジフレアを含む場合にはレンズに含まれる収差の種類に応じて歪みが発生する。歪みは、リング中心から歪みを伴うリング最外周までの距離ρと、水平方向を０度としたときの該最外周の位置の角度θを変数として現される。この歪みを測定して、実施の形態１と同様にして、Fringe Zernike多項式にフィッティングさせて、各Zernike係数Ｚ１〜Ｚ３７を算出することにより、ショートレンジフレアを求める。
以上説明したように、レベンソン型位相シフトマスクのＣＨパターンを用いてローカルエリアフレア及びショートエリアフレアを測定することができる。よって、前述した実施の形態１と同様の効果が得られる。 FIG. 13 is a diagram for explaining a method of measuring local area flare and short range flare using the CH pattern of the mask shown in FIG.
In the local area flare and short range flare measurement step (step S13) described in the first embodiment, when exposure is performed using a CH pattern including the dug area 21 as shown in FIGS. 12 and 13A, FIG. As shown in FIG. 13B, the phase is inverted only in the dug area 21. Since the light intensity at the left and right boundary portions of the digging region 21 whose phase is reversed is substantially zero, a ring-shaped resist pattern is formed as shown in FIG. The ring shape of this resist pattern is a circle without distortion when it does not include local area flare and short range flare, but when it includes short range flare, distortion occurs depending on the type of aberration included in the lens. To do. The distortion is expressed by using the distance ρ from the ring center to the ring outermost ring with distortion and the angle θ of the position of the outermost circumference when the horizontal direction is 0 degree. By measuring this distortion and fitting to the Fringe Zernike polynomial in the same manner as in the first embodiment, the Zernike coefficients Z1 to Z37 are calculated to obtain the short range flare.
As described above, local area flare and short area flare can be measured using the CH pattern of the Levenson type phase shift mask. Therefore, the same effect as in the first embodiment described above can be obtained.

本発明の実施の形態１によるフレア測定方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flare measuring method by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１において、フルフレアの測定に用いられるマスクを示す図である。It is a figure which shows the mask used for the measurement of a full flare in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１において、フルフレアの測定結果を示す図である。In Embodiment 1 of this invention, it is a figure which shows the measurement result of a full flare. 本発明の実施の形態１において、ロングレンジフレアの測定に用いられるマスクを示す図である。It is a figure which shows the mask used for the measurement of a long range flare in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１において、ロングレンジフレアの測定結果を示す図である。In Embodiment 1 of this invention, it is a figure which shows the measurement result of a long range flare. 本発明の実施の形態１において、ローカルエリアフレアとショートレンジフレアの測定に用いられるマスクを示す図である。In Embodiment 1 of this invention, it is a figure which shows the mask used for the measurement of a local area flare and a short range flare. 本発明の実施の形態１において、Ｌ／Ｓパターンの角度と、それに対応するＬＷＤの測定結果を示す図である。In Embodiment 1 of this invention, it is a figure which shows the angle of L / S pattern, and the measurement result of LWD corresponding to it. 本発明の実施の形態１において、図７に示すＬＷＤの測定結果をフィッティングさせるFringe Zernike多項式である。In Embodiment 1 of this invention, it is a Fringe Zernike polynomial which fits the measurement result of LWD shown in FIG. 本発明の実施の形態１において、バイナリーマスクにおける１５０ｎｍラインパターンのエッジからの距離と、その距離におけるラインパターンの寸法との関係を示す図である。In Embodiment 1 of this invention, it is a figure which shows the relationship between the distance from the edge of the 150 nm line pattern in a binary mask, and the dimension of the line pattern in the distance. 本発明の実施の形態１において、適正露光量に対する算出露光量の割合と、寸法差との関係を示す図である。In Embodiment 1 of this invention, it is a figure which shows the relationship between the ratio of the calculated exposure amount with respect to appropriate exposure amount, and a dimensional difference. 本発明の実施の形態２において、ローカルエリアフレアとショートレンジフレアの測定に用いられるマスクを示す図である。In Embodiment 2 of this invention, it is a figure which shows the mask used for the measurement of a local area flare and a short range flare. 本発明の実施の形態３において、ローカルエリアフレアとショートレンジフレアの測定に用いられるマスクを示す図である。In Embodiment 3 of this invention, it is a figure which shows the mask used for the measurement of a local area flare and a short range flare. 図１２に示したマスクのＣＨパターンを用いて、ローカルエリアフレアとショートレンジフレアの測定方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the measuring method of a local area flare and a short range flare using CH pattern of the mask shown in FIG. 従来のフレア測定方法及びそれに用いられるマスクを示す図である。It is a figure which shows the conventional flare measuring method and the mask used therefor. フレアの発生原因を示す図である。It is a figure which shows the generation | occurrence | production cause of flare.

符号の説明Explanation of symbols

１ 露光フィールド
２，３，４，５，６ ボックスパターン
７ クリアフィールド
８ 遮光領域
９ 開口部（クリアフィールド）
１０ 遮光領域
１１，１２ スペースパターン
１３ パターン
１４，１６，２０ クリアフィールド
１５，１９，２２ 遮光領域
１７ ラインパターン
１８，２１ 掘り込み領域 1 Exposure field 2, 3, 4, 5, 6 Box pattern 7 Clear field 8 Shading area 9 Opening (clear field)
10 light shielding area 11, 12 space pattern 13 pattern 14, 16, 20 clear field 15, 19, 22 light shielding area 17 line pattern 18, 21 digging area

Claims (12)

遮光性を有するボックスパターンと該ボックスパターンを囲む開口部とを有するマスクを用いて、露光パターンに影響する全てのフレア成分を含むフルフレアを測定する工程と、
開口部に隣接し数百μｍ以上の長さを有する遮光領域に一定間隔でスペースパターンが形成されたマスクを用いて、数百μｍ以上離れたところから露光パターンに影響するロングレンジフレアを測定する工程と、
露光パターンに影響する収差であるショートレンジフレアを測定する工程と、
前記フルフレアから前記ロングレンジフレア及び前記ショートレンジフレアを減算して、数μｍ以上数十μｍ未満離れたところから露光パターンに影響するミッドレンジフレアを算出する工程と、
を含むことを特徴とするフレア測定方法。 A step of measuring full flare including all flare components affecting the exposure pattern using a mask having a light-shielding box pattern and an opening surrounding the box pattern;
A long range flare that affects the exposure pattern is measured from a distance of several hundred μm or more using a mask in which a space pattern is formed at a certain interval in a light shielding region having a length of several hundred μm or more adjacent to the opening. Process,
Measuring a short range flare that is an aberration affecting the exposure pattern;
Subtracting the long range flare and the short range flare from the full flare to calculate a mid range flare that affects the exposure pattern from a distance of several μm or more and less than several tens of μm;
The flare measuring method characterized by including. 請求項１に記載のフレア測定方法において、
ライン＆スペースパターンを有するマスクを用いてローカルエリアフレアを測定する工程であって、両端のラインパターンの寸法をそれぞれ測定する工程と、測定された両端のラインパターンの寸法の差を算出する工程とを含む工程を更に含むことを特徴とするフレア測定方法。 The flare measurement method according to claim 1,
A step of measuring local area flare using a mask having a line & space pattern, the step of measuring the dimensions of the line patterns at both ends, and the step of calculating the difference in the dimensions of the measured line patterns at both ends A method for measuring flare, further comprising a step including: 開口部に隣接し数百μｍ以上の長さを有する遮光領域に一定間隔でスペースパターンが形成されたマスクを用いて、数百μｍ以上離れたところから露光パターンに影響するロングレンジフレアを測定する工程と、
ライン＆スペースパターンを有するマスクを用いてローカルエリアフレアを測定する工程であって、両端のラインパターンの寸法をそれぞれ測定する工程と、測定された両端のラインパターンの寸法の差を算出する工程とを含む工程と、
露光パターンに影響する収差であるショートレンジフレアを測定する工程と、
前記ローカルエリアから前記ショートレンジフレアを減算して、数μｍ以上数十μｍ未満離れたところから露光パターンに影響するミッドレンジフレアを算出する工程と、
を含むことを特徴とするフレア測定方法。 A long range flare that affects the exposure pattern is measured from a distance of several hundred μm or more using a mask in which a space pattern is formed at a certain interval in a light shielding region having a length of several hundred μm or more adjacent to the opening. Process,
A step of measuring local area flare using a mask having a line & space pattern, the step of measuring the dimensions of the line patterns at both ends, and the step of calculating the difference in the dimensions of the measured line patterns at both ends A process including:
Measuring a short range flare that is an aberration affecting the exposure pattern;
Subtracting the short range flare from the local area, calculating a mid range flare that affects the exposure pattern from a distance of several μm or more and less than several tens of μm;
The flare measuring method characterized by including. 請求項１から３の何れかに記載のフレア測定方法において、
前記ロングレンジフレアを測定する工程は、前記開口部に最も近いスペースパターンの第１の寸法を求める工程と、前記開口部から最も離れたスペースパターンの第２の寸法を求める工程と、第２の寸法に対する第１の寸法の比を算出する工程とを含むことを特徴とするフレア測定方法。 In the flare measuring method in any one of Claim 1 to 3,
The step of measuring the long range flare includes a step of obtaining a first dimension of a space pattern closest to the opening, a step of obtaining a second dimension of a space pattern farthest from the opening, and a second And calculating a ratio of the first dimension to the dimension. 請求項１から４の何れかに記載のフレア測定方法において、
前記ショートレンジフレアを測定する工程は、複数のライン＆スペースパターンと、該ライン＆スペースパターンの端部から所定の距離だけ離れた位置までの領域に形成された開口部と、該開口部の外側を覆う遮光領域とを有するマスクを用いる工程であって、両端のラインパターンの寸法をそれぞれ測定する工程と、測定された両端のラインパターンの寸法の差を算出する工程とを含むことを特徴とするフレア測定方法。 In the flare measuring method in any one of Claim 1 to 4,
The step of measuring the short range flare includes a plurality of line & space patterns, an opening formed in a region up to a predetermined distance from an end of the line & space pattern, and an outside of the opening A step of using a mask having a light-shielding region covering the two regions, the method including a step of measuring the dimensions of the line patterns at both ends, and a step of calculating a difference in the dimensions of the measured line patterns at both ends, Flare measurement method. 請求項５に記載のフレア測定方法において、
前記ショートレンジフレアを測定する工程は、複数のライン＆スペースパターンを有する位相シフトマスクを用いることを特徴とするフレア測定方法。 In the flare measuring method of Claim 5,
The method of measuring a short range flare uses a phase shift mask having a plurality of line & space patterns. 請求項１から４の何れかに記載のフレア測定方法において、
前記ショートレンジフレアを測定する工程は、位相πだけシフトさせるホールパターンと、該ホールパターンの端部から所定の距離だけ離れた位置までの領域に形成された開口部と、該開口部の外側を覆う遮光領域とを有する位相シフトマスクを用いることを特徴とするフレア測定方法。 In the flare measuring method in any one of Claim 1 to 4,
The step of measuring the short range flare includes a hole pattern shifted by a phase π, an opening formed in a region up to a predetermined distance from an end of the hole pattern, and an outside of the opening. A flare measurement method using a phase shift mask having a light shielding region to be covered. 数百μｍ以上離れたところから露光パターンに影響するロングレンジフレアを測定するためのフレア測定用マスクであって、
開口部に隣接し数百μｍ以上の長さを有する遮光領域に、一定間隔でスペースパターンが設けられたことを特徴とするフレア測定用マスク。 A flare measurement mask for measuring long range flare that affects the exposure pattern from a distance of several hundred μm or more,
A flare measurement mask characterized in that a space pattern is provided at regular intervals in a light shielding region adjacent to an opening and having a length of several hundreds of μm or more. 露光パターンに影響する収差であるショートレンジフレアを測定するためのフレア測定用マスクであって、
複数のライン＆スペースパターンと、該ライン＆スペースパターンの端部から所定の距離だけ離れた位置までの領域に形成された開口部と、該開口部の外側を覆う遮光領域とを有することを特徴とするフレア測定用マスク。 A flare measurement mask for measuring short range flare, which is an aberration affecting the exposure pattern,
A plurality of line & space patterns, an opening formed in a region up to a predetermined distance from an end of the line & space pattern, and a light shielding region covering the outside of the opening A flare measurement mask. 請求項９に記載のフレア測定用マスクは、位相シフトマスクであることを特徴とするフレア測定用マスク。 The flare measurement mask according to claim 9, wherein the flare measurement mask is a phase shift mask. 露光パターンに影響する収差であるショートレンジフレアを測定するためのフレア測定用マスクであって、
位相πだけシフトさせるホールパターンと、該ホールパターンの端部から所定の距離だけ離れた位置までの領域に形成された開口部と、該開口部の外側を覆う遮光領域とを有することを特徴とするフレア測定用マスク。 A flare measurement mask for measuring short range flare, which is an aberration affecting the exposure pattern,
A hole pattern that is shifted by a phase π, an opening formed in a region up to a predetermined distance from an end of the hole pattern, and a light-shielding region that covers the outside of the opening Mask for flare measurement. 請求項１１に記載のフレア測定用マスクにおいて、
前記所定の距離が、λ×ｆ／（２×ＮＡ）で規定されることを特徴とするフレア測定用マスク。 The flare measurement mask according to claim 11,
The flare measurement mask is characterized in that the predetermined distance is defined by λ × f / (2 × NA).
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