JP2006250859A - Surface shape measuring method, surface shape measuring instrument, projection optical system manufacturing method, projection optical system, and projection exposure device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、EUVL(EUVL:Extreme UltraViolet Lithography)などの投影露光に用いられる投影露光装置、それに搭載される投影光学系、及びその投影光学系の製造方法に関する。
また、本発明は、投影光学系のミラーやレンズなどの光学面の形状を測定する面形状測定方法、及びそれに適用される面形状測定装置に関する。
The present invention relates to a projection exposure apparatus used for projection exposure such as EUVL (EUVL: Extreme UltraViolet Lithography), a projection optical system mounted thereon, and a method of manufacturing the projection optical system.
The present invention also relates to a surface shape measuring method for measuring the shape of an optical surface such as a mirror or a lens of a projection optical system, and a surface shape measuring device applied thereto.
従来、レンズやミラーなどの光学面の形状測定には、フィゾー型干渉計やトワイマン・グリーン型干渉計が用いられてきた。これらの干渉計は何れも基準面を必要とするので、その干渉計によって取得される形状データは、被検面と基準面との比較を表しているに過ぎない。したがって、その測定精度は基準面の面精度を超えることはできない。
そこで提案されたのが、基準面を必要としないPDI(Point-Diffraction-Interferometer)である(特許文献1,2など)。PDIは、ピンホールミラーや光ファイバなどの光学部材で点光源を生成し、その点光源から射出する理想的球面波を基準として被検面の形状を測定する。
Conventionally, Fizeau interferometers and Twiman-Green interferometers have been used for measuring the shape of optical surfaces such as lenses and mirrors. Since all of these interferometers require a reference surface, the shape data acquired by the interferometer merely represents a comparison between the test surface and the reference surface. Therefore, the measurement accuracy cannot exceed the surface accuracy of the reference surface.
Therefore, PDI (Point-Diffraction-Interferometer) that does not require a reference plane has been proposed (
例えば、特許文献2に記載のPDIにおいては、ピンホールミラーによって理想的球面波を生成し、この理想的球面波の一部で被検面を照明する。その被検面で反射した光束(被検光束)は、ピンホールミラーのピンホールの近傍に集光した後に、そのピンホールミラーの表面で反射して光路を折り曲げる。その被検光束は、理想的球面波の他の一部と干渉して干渉縞を形成する。この干渉縞のデータが、形状データとしてCCD撮像素子によって取得される。このように、PDIで取得される形状データは、被検面と理想的球面波の波面との比較を表すので、高精度である。
しかしながら、被検面の面精度誤差が大きいときや、被検面の設計形状が非球面であるときには、このPDIによっても高精度な測定が困難である。特に、被検面の微細な形状成分の測定が困難である。
なぜなら、被検面の非球面量が大きいと、その被検面で反射した被検光束は、ピンホールミラーのピンホールの近傍に完全には集光せずに、大きめのスポットを形成する。このとき、被検光束は、ピンホールミラーの面精度誤差に応じて回折反射する。このため、CCD上には、必要な光束(=ピンホールミラーで正反射した被検光束と理想的球面波)だけでなく、ノイズ光束(=ピンホールミラーで回折反射した被検光束)が入射してしまう。
However, when the surface accuracy error of the test surface is large, or when the design shape of the test surface is an aspherical surface, high-precision measurement is difficult even with this PDI. In particular, it is difficult to measure the fine shape component of the test surface.
This is because if the aspherical amount of the test surface is large, the test light beam reflected by the test surface is not completely condensed in the vicinity of the pinhole of the pinhole mirror but forms a larger spot. At this time, the test light beam is diffracted and reflected according to the surface accuracy error of the pinhole mirror. For this reason, not only the necessary light beam (= the test light beam specularly reflected by the pinhole mirror and the ideal spherical wave) but also the noise light beam (= the test light beam diffracted and reflected by the pinhole mirror) is incident on the CCD. Resulting in.
そこで本発明は、被検面で反射した被検光束の光路を折り曲げるための反射面の面精度誤差に依らずに、その被検面の形状を高精度に測定することのできるPDIの原理を利用した面形状測定方法、及び面形状測定装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、高性能な投影光学系を製造することのできる投影光学系の製造方法、高性能な投影光学系、及び高性能な投影露光装置を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention is based on the principle of PDI that can measure the shape of the test surface with high accuracy without depending on the surface accuracy error of the reflection surface for bending the optical path of the test light beam reflected by the test surface. It is an object of the present invention to provide a surface shape measuring method and a surface shape measuring device that are used.
Another object of the present invention is to provide a projection optical system manufacturing method, a high-performance projection optical system, and a high-performance projection exposure apparatus that can manufacture a high-performance projection optical system.
本発明の面形状測定方法は、点光源から射出した理想的球面波の一部で被検面を照明すると共に、その被検面で反射した被検光束の光路を反射面で折り曲げて前記理想的球面波の他の一部と干渉させ、それによって生じる干渉縞のデータを前記被検面の形状データとして取得する測定系を用いた面形状測定方法において、前記理想的球面波による前記被検面の照明領域を部分領域に制限してその部分領域の形状データを取得することを特徴とする。 The surface shape measuring method of the present invention illuminates a test surface with a part of an ideal spherical wave emitted from a point light source, and bends the optical path of a test light beam reflected by the test surface by the reflection surface. In a surface shape measurement method using a measurement system that causes interference fringe data to be caused to interfere with another part of a target spherical wave and obtains data of interference fringes as shape data of the target surface, the test by the ideal spherical wave The illumination area of the surface is limited to a partial area, and shape data of the partial area is acquired.
本発明の面形状測定方法においては、前記測定系には、前記点光源を生成する手段と前記反射面とを兼ねるピンホールミラーが備えられていてもよい。
また、本発明の面形状測定方法においては、前記部分領域の位置を前記被検面上で移動させ、前記被検面上の互いに異なる複数の部分領域の形状データを取得し、それらを繋ぎ合わせて前記被検面の全域の形状データを作成してもよい。
In the surface shape measuring method of the present invention, the measurement system may be provided with a pinhole mirror serving as both the means for generating the point light source and the reflecting surface.
Further, in the surface shape measuring method of the present invention, the position of the partial area is moved on the test surface, the shape data of a plurality of different partial areas on the test surface are acquired, and they are connected. Then, shape data of the entire area of the test surface may be created.
また、本発明の面形状測定方法においては、前記繋ぎ合わせに当たり、前記測定系の環境変化(時間に応じて変動する誤差の要因であり、例えば、測定系のドリフト(光量変動など)、測定系における被検面の姿勢変動である。)に起因して前記複数の部分領域の形状データに生じた誤差を補正してもよい。
また、本発明の面形状測定方法においては、前記被検面の全域を一括照明して取得された前記被検面の全域の形状データと、前記複数の部分領域の形状データとを比較して前記誤差を求めてもよい。
Further, in the surface shape measuring method of the present invention, in the connection, the environmental change of the measurement system (which is a factor of an error that varies with time, for example, drift of the measurement system (light quantity fluctuation, etc.), measurement system, etc. The error generated in the shape data of the plurality of partial areas due to the change in the posture of the surface to be measured) may be corrected.
Further, in the surface shape measurement method of the present invention, the shape data of the entire area of the test surface obtained by collectively illuminating the entire area of the test surface is compared with the shape data of the plurality of partial areas. The error may be obtained.
また、本発明の面形状測定方法においては、前記被検面の全域の形状データに含まれる低周波数の形状成分と、前記複数の部分領域の形状データに含まれる低周波数の形状成分との差異に基づき、前記誤差を求めてもよい。
また、本発明の面形状測定方法においては、前記被検面の設計形状は、非球面であってもよい。
In the surface shape measurement method of the present invention, the difference between the low frequency shape component included in the shape data of the entire surface of the test surface and the low frequency shape component included in the shape data of the plurality of partial regions. The error may be obtained based on the above.
Moreover, in the surface shape measuring method of this invention, the design shape of the said to-be-tested surface may be an aspherical surface.
また、本発明の面形状測定装置は、点光源から射出した理想的球面波の一部で被検面を照明すると共に、その被検面で反射した被検光束の光路を反射面で折り曲げて前記理想的球面波の他の一部と干渉させ、それによって生じる干渉縞のデータを前記被検面の形状データとして取得する測定系を備えた面形状測定装置において、前記被検面の入射側に配置可能であり、かつ前記理想的球面波による前記被検面の照明領域を部分領域に制限するマスクを備えたことを特徴とする。 Further, the surface shape measuring apparatus of the present invention illuminates the test surface with a part of the ideal spherical wave emitted from the point light source and bends the optical path of the test light beam reflected by the test surface at the reflection surface. In a surface shape measuring apparatus having a measurement system that interferes with another part of the ideal spherical wave and obtains data of interference fringes generated thereby as shape data of the test surface, the incident side of the test surface And a mask for limiting the illumination area of the test surface by the ideal spherical wave to a partial area.
また、本発明の面形状測定装置においては、前記測定系には、前記点光源を生成する手段と前記反射面とを兼ねるピンホールミラーが備えられていてもよい。
また、本発明の面形状測定装置においては、前記部分領域の位置を前記被検面上で移動させる機構を備えてもよい。
また、本発明の面形状測定装置においては、前記被検面上の互いに異なる複数の部分領域の形状データを繋ぎ合わせ、前記被検面の全域の形状データを作成する演算手段を備えてもよい。
In the surface shape measuring apparatus of the present invention, the measurement system may be provided with a pinhole mirror that serves as the point light source and the reflecting surface.
Moreover, in the surface shape measuring apparatus of this invention, you may provide the mechanism which moves the position of the said partial area | region on the said to-be-tested surface.
Further, the surface shape measuring apparatus of the present invention may include a calculation unit that connects shape data of a plurality of different partial areas on the test surface to create shape data of the entire area of the test surface. .
また、本発明の面形状測定装置においては、前記演算手段は、前記繋ぎ合わせに当たり、前記測定系の環境変化に起因して前記複数の部分領域の形状データに生じた誤差を補正してもよい。
また、本発明の面形状測定装置においては、前記演算手段は、前記被検面の全域を一括照明して取得された前記被検面の全域の形状データと、前記複数の部分領域の形状データとを比較して前記誤差を求めてもよい。
Further, in the surface shape measuring apparatus of the present invention, the calculation means may correct an error generated in the shape data of the plurality of partial regions due to an environmental change of the measurement system in the connection. .
Further, in the surface shape measuring apparatus of the present invention, the calculation means includes shape data of the entire area of the test surface acquired by collectively illuminating the entire area of the test surface, and shape data of the plurality of partial areas. And the error may be obtained.
また、本発明の面形状測定装置においては、前記演算手段は、前記被検面の全域の形状データに含まれる低周波数の形状成分と、前記複数の部分領域の形状データに含まれる低周波数の形状成分との差異に基づき、前記誤差を求めてもよい。
また、本発明の面形状測定装置においては、前記反射面の面精度誤差のうち、少なくとも前記形状データへの影響を排除すべきうねり成分のピッチをPとし、前記被検面の近似球面の曲率半径をRとし、前記測定系の光源波長をλとするとき、前記マスクの開口部のサイズdは、d<R・λ/Pの式を満たすとよい。
Further, in the surface shape measuring apparatus of the present invention, the calculation means includes a low frequency shape component included in the shape data of the entire surface of the test surface and a low frequency included in the shape data of the plurality of partial regions. The error may be obtained based on a difference from the shape component.
Further, in the surface shape measuring apparatus of the present invention, among the surface accuracy errors of the reflecting surface, at least the pitch of the waviness component to be excluded from the influence on the shape data is P, and the curvature of the approximate spherical surface of the test surface is When the radius is R and the light source wavelength of the measurement system is λ, the size d of the opening of the mask may satisfy the formula d <R · λ / P.
また、本発明の面形状測定装置においては、前記マスクは、開口部の位置を変更することの可能なマスクであってもよい。
また、本発明の面形状測定装置においては、前記マスクは、開口部のサイズ及び/又は形状を変更することの可能なマスクであってもよい。
また、本発明の投影光学系の製造方法は、投影光学系の少なくとも1つの光学面を本発明の何れか一項に記載の面形状測定方法により測定する手順と、前記測定の結果に応じて前記光学面を加工する手順とを含むことを特徴とする。
Moreover, in the surface shape measuring apparatus of this invention, the mask which can change the position of an opening part may be sufficient as the said mask.
Moreover, in the surface shape measuring apparatus of this invention, the mask which can change the size and / or shape of an opening part may be sufficient as the said mask.
According to the projection optical system manufacturing method of the present invention, according to the procedure of measuring at least one optical surface of the projection optical system by the surface shape measuring method according to any one of the present invention, and the result of the measurement And a procedure for processing the optical surface.
また、本発明の投影光学系は、本発明の投影光学系の製造方法により製造されたことを特徴とする。
また、本発明の投影露光装置は、本発明の投影光学系を搭載したことを特徴とする。
また、本発明の投影露光装置においては、露光光は、波長50nm以下のEUV光であってもよい。
The projection optical system of the present invention is manufactured by the method for manufacturing a projection optical system of the present invention.
The projection exposure apparatus of the present invention is equipped with the projection optical system of the present invention.
In the projection exposure apparatus of the present invention, the exposure light may be EUV light having a wavelength of 50 nm or less.
本発明によれば、被検面で反射した被検光束の光路を折り曲げるための反射面の面精度誤差に依らずに、その被検面の形状を高精度に測定することのできるPDIの原理を利用した面形状測定方法、及び面形状測定装置が実現する。
また、本発明によれば、高性能な投影光学系を製造することのできる投影光学系の製造方法、高性能な投影光学系、及び高性能な投影露光装置が実現する。
According to the present invention, the principle of PDI capable of measuring the shape of the test surface with high accuracy without depending on the surface accuracy error of the reflection surface for bending the optical path of the test light beam reflected by the test surface. A surface shape measuring method and a surface shape measuring apparatus using the above are realized.
In addition, according to the present invention, a manufacturing method of a projection optical system, a high-performance projection optical system, and a high-performance projection exposure apparatus capable of manufacturing a high-performance projection optical system are realized.
[第1実施形態]
図1、図2、図3、図4、図5、図6、図7を参照して本発明の第1実施形態を説明する。
本実施形態は、面形状測定装置とそれを用いた面形状測定方法の実施形態である。
図1は、本測定装置の構成図である。図1に示すように、本測定装置には、レーザ光源1、レンズ2、ピンホールミラー3、レンズ6、CCD撮像素子7、マスクM、移動機構8,9、制御回路21、コンピュータ22などが備えられる。図1において、符号5で示すのが、非球面ミラーなどの被検物5である。被検物5の被検面5aは、その設計形状が非球面なので、以下、「被検非球面5a」と称す。
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, 3, 4, 5, 6, and 7.
The present embodiment is an embodiment of a surface shape measuring apparatus and a surface shape measuring method using the same.
FIG. 1 is a configuration diagram of the measurement apparatus. As shown in FIG. 1, the measurement apparatus includes a
図1に示すように、本測定装置では、この被検物5とレーザ光源1との間に、ピンホールミラー3が配置される(ピンホールミラー3の詳細は後述)。
レーザ光源1から射出した光束はレンズ2によって集光され、ピンホールミラー3に設けられたピンホール3cを照射する。ピンホール3cの回折作用により、ピンホールミラー3の射出側には、理想的球面波SWが生起する。
As shown in FIG. 1, in this measuring apparatus, a
The light beam emitted from the
理想的球面波SWの一部は、被検非球面5aを照明する。被検非球面5aで生じた反射光は、被検非球面5aの形状に応じて変形した波面WWを持つ被検光束LWである。被検光束LWは、ピンホールミラー3へ向かい、ピンホール3cの近傍で反射してその光路を折り曲げてレンズ6の方向へ向かう。レンズ6に入射した被検光束LWは、略平行光束となってCCD撮像素子7の撮像面7aに到達する。
A part of the ideal spherical wave SW illuminates the test
なお、レンズ6は、被検非球面5aの像を撮像面7a上に結像する役割を担っており、そのディストーションは十分に小さく抑えられている。よって、撮像面7a上の各位置は、被検非球面5a上の各位置に1対1で対応しているとみなせる。
理想的球面波SWの他の一部は、参照光束LRとして被検光束LWと共にレンズ6へ向かい、平行光束となってCCD撮像素子7の撮像面7aに到達する。
The lens 6 plays a role of forming an image of the test
The other part of the ideal spherical wave SW goes to the lens 6 together with the test light beam LW as the reference light beam LR, and reaches the
よって、撮像面7a上には、被検光束LWと参照光束LRとによる干渉縞が生起する。この干渉縞の位相分布は、被検光束LWの波面WWと参照光束LRの波面(理想的球面)との差異、つまり被検非球面5aの形状を表す。
CCD撮像素子7は、この干渉縞を撮像して干渉縞の輝度分布データを取得する。この輝度分布データは、制御回路21を介してコンピュータ22に送出される。コンピュータ22は、干渉縞の輝度分布データを公知の解析方法により解析し、被検非球面5aの形状データに変換する。コンピュータ22には、この解析のためのプログラムが予めインストールされている。
Therefore, interference fringes are generated on the
The
なお、以上の本測定装置には、周知の位相シフト干渉法を適用することができる。位相シフト干渉法では、ピエゾ素子などの移動機構9によって被検物5を光軸方向に微少量ずつ移動させながら輝度分布データを繰り返し取得する。このときの移動機構9による被検物5の移動量と、CCD撮像素子7による干渉縞の撮像タイミングとは、制御回路21によって制御される。コンピュータ22は、このようにして取得した輝度分布データ群を所定の演算式に代入することで、被検非球面5aの形状データを取得する。このような位相シフト法によって取得された形状データは、被検非球面5aの形状を高精度に表す(位相シフト法は公知なので、詳細は省略する。)。
In addition, a well-known phase shift interferometry can be applied to the above measurement apparatus. In the phase shift interferometry, luminance distribution data is repeatedly acquired while moving the
また、本測定装置において、マスクMは、ステージなどの移動機構8によって支持されており、被検非球面5aの直前の光路に対し挿脱可能である。また、移動機構8は、マスクMを光軸と垂直な方向にスライドさせて、被検非球面5a上のマスクMの開口部Hの位置を変化させることもできる。この移動機構8によるマスクMのスライド量は、制御回路21によって制御される(マスクMの詳細は後述)。
In this measuring apparatus, the mask M is supported by a moving mechanism 8 such as a stage, and can be inserted into and removed from the optical path immediately before the
図2は、マスクMが光路から離脱しているときのピンホールミラー3の周辺の拡大図である。
図2に示すように、ピンホールミラー3は、平行平板状のガラス基板3aの表面にクロムなどからなる金属膜3bを形成してなる。金属膜3bの略中央には、ピンホール3cとなるべき開口部がエッチングなどによって設けられている。
FIG. 2 is an enlarged view of the periphery of the
As shown in FIG. 2, the
このピンホールミラー3は、ガラス基板3aの側をレーザ光源1側に向けている。
被検非球面5aからの被検光束LWは、金属膜3bにおけるピンホール3cの近傍に、比較的大きいサイズのスポットを形成する。集光スポットのサイズが大きくなるのは、被検光束LWの波面WWの形状が非球面だからである。
このとき、被検光束LWは、金属膜3bの面精度誤差に応じて回折反射する。つまり、金属膜3bで反射して光路を折り曲げた被検光束LWには、0次回折成分(正反射した0次回折光からなる成分)LW0と、+1次回折成分(回折反射した+1次光からなる成分)LW+1と、−1次回折成分(回折反射した−1次回折光からなる成分)LW-1とが含まれる。
The
The test light beam LW from the test
At this time, the test light beam LW is diffracted and reflected according to the surface accuracy error of the
図3は、このときの撮像面7a近傍の様子を説明する図である。
図3に示すように、ピンホールミラー3から射出した0次回折成分LW0、+1次回折成分LW+1、−1次回折成分LW-1は、撮像面7a上の互いにずれた領域に入射する。
撮像面7aにおいて、+1次回折成分LW+1の波面WW+1と−1次回折成分LW-1の波面WW-1とは、0次回折成分LW0の波面WW0に対し横ずれして重畳する。したがって、被検非球面5aの形状情報を含む輝度分布データ(波面WW0によって形成される干渉縞の輝度分布データ)に誤差が生じる。
FIG. 3 is a diagram for explaining a state in the vicinity of the
As shown in FIG. 3, the 0th-order diffraction component LW 0 , the + 1st-order diffraction component LW +1 , and the −1st-order diffraction component LW −1 emitted from the
In the
図4は、マスクMを説明する図である。
図4(a)に示すとおり、マスクMの略中央には、正方形状の開口部Hが設けられており、それ以外の領域は遮光部となっている。
このマスクMを光路に挿入すると、図4(b)に示すとおり、本測定装置による照明領域を、被検非球面5aの全測定領域Eよりも小さい正方形状の部分領域Eiのみに制限することができる。
FIG. 4 is a diagram illustrating the mask M.
As shown in FIG. 4A, a square-shaped opening H is provided in the approximate center of the mask M, and the other region is a light shielding portion.
When this mask M is inserted into the optical path, as shown in FIG. 4B, the illumination area by this measuring device is limited to only a square partial area E i smaller than the entire measurement area E of the
ここでは、マスクMの開口部Hのサイズを、図4(b)に示すとおり、全測定領域Eの全体が内接する正方形を9等分してできる個々の部分領域Ei(i=1,2,・・・,9)よりも若干大きい程度とする。
このマスクMを移動させて被検非球面5a上における開口部Hの位置をスライドさせれば、本測定装置による照明領域を、9個の部分領域E1,E2,E3,E4,E5,E6,E7,E8,E9の間で切り替えることができる。
Here, as shown in FIG. 4B, the size of the opening H of the mask M is set to individual partial areas E i (i = 1, 1) obtained by dividing the square in which the entire measurement area E is inscribed into nine equal parts. 2,..., 9).
If this mask M is moved and the position of the opening H on the
図5は、マスクMが光路に挿入されているときの撮像面7a近傍の様子を説明する図である。
図5に示すように、マスクMが光路に挿入されていても、被検光束LWの0次回折成分LW0,+1次回折成分LW+1,−1次回折成分LW-1は、撮像面7a上の互いにずれた領域に入射する。しかし、被検非球面5aにおける照明領域が部分領域に制限されているので、それらの波面WW+1,WW-1,WW0の各々のサイズは小さい。
FIG. 5 is a diagram illustrating a state in the vicinity of the
As shown in FIG. 5, even if the mask M is inserted in the optical path, the 0th-order diffraction component LW 0 , the + 1st-order diffraction component LW +1 , and the −1st-order diffraction component LW −1 of the test light beam LW The light is incident on the
したがって、照明領域が十分に小さく制限されていれば、撮像面7a上の波面WW+1と、波面WW-1と、波面WW0とが完全に分離する。このように分離されれば、部分領域の形状情報を含む輝度分布データ(波面WW0によって形成される干渉縞の輝度分布データ)に誤差が生じない。
このために、本測定装置のマスクMの開口部Hのサイズは、波面WW+1,WW-1の形成領域と波面WW0の形成領域とが撮像面7a上で完全に分離されるよう、十分に小さなサイズに設定される。
Thus, the illumination area far been limited sufficiently small, the wavefront WW +1 on the
For this reason, the size of the opening H of the mask M of the present measurement apparatus is such that the formation area of the wave fronts WW +1 and WW -1 and the formation area of the wave front WW 0 are completely separated on the
但し、波面WW0,WW+1,WW-1のずれ量は、ピンホールミラー3の面精度誤差(金属膜3bの面精度誤差)のうねり成分のピッチPに依存し、うねり成分が微細であるほど(つまりうねり成分のピッチPが小さいほど)大きくなる。一方、ピンホールミラー3の面精度誤差には、ピッチの異なる各種のうねり成分が含まれていると考えられる。
このため、本測定装置の製造者がマスクMの開口部Hのサイズを設定する際には、測定結果への影響を除去すべきうねり成分のうち、最も粗いうねり成分のピッチPを考慮する必要がある。つまり、最も粗いうねり成分に起因して生じた波面WW0,WW+1,WW-1が撮像面7a上で完全に分離されるように、マスクMの開口部Hのサイズが設定される必要がある。以下、具体的に説明する。
However, the deviation amounts of the wave fronts WW 0 , WW +1 , WW −1 depend on the pitch P of the undulation component of the surface accuracy error of the pinhole mirror 3 (surface accuracy error of the
For this reason, when the manufacturer of the measurement apparatus sets the size of the opening H of the mask M, it is necessary to consider the pitch P of the roughest undulation component among the undulation components whose influence on the measurement result should be removed. There is. That is, the size of the opening H of the mask M needs to be set so that the wavefronts WW 0 , WW +1 , and WW −1 generated due to the roughest swell component are completely separated on the
図6は、ピンホールミラー3に生じているピッチPのうねり成分の影響を説明する図である。
先ず、図6中に実線で示したように、被検非球面5a上の座標y(光軸OAを基準とした座標)から射出した或る被検光に着目する。図6中に点線で示すのは、±1次回折成分の一方であり、一点鎖線で示すのは、各光学素子の光軸である。
FIG. 6 is a diagram for explaining the influence of the undulation component of the pitch P generated in the
First, as shown by a solid line in FIG. 6, attention is paid to a certain test light emitted from a coordinate y (coordinate based on the optical axis OA) on the test
この被検光が被検非球面5aの光軸OAと成す角度θは、次式(1)を満たす。
y=R・sinθ ・・・(1)
但し、Rは、被検非球面5aの近似球面の曲率半径である。
また、この被検光がピンホールミラー3で回折反射し、それによって生じた±1次回折成分がレンズ6の光軸OAと成す角度θ’は、ピンホールミラー3の面精度誤差のうねり成分のピッチPと共に次式(2)を満たす。
The angle θ formed by the test light with the optical axis OA of the test
y = R · sin θ (1)
Here, R is the radius of curvature of the approximate spherical surface of the
Further, the angle θ ′ formed by the diffracted reflection of the test light by the
sin(φ+θ)±λ/P=sin(φ+θ’) ・・・(2)
但し、φは、被検非球面5a及びレンズ6の光軸OAがピンホールミラー3の法線と成す共通の角度であり、λは、本測定装置の光源波長である。
また、角度θ’で進行する±1次回折成分がレンズ6を経由した後に入射する撮像面7a上の座標y’(光軸OAを基準とした座標)は、次式(3)を満たす。
sin (φ + θ) ± λ / P = sin (φ + θ ′) (2)
Here, φ is a common angle formed by the optical axis OA of the
Further, the coordinate y ′ (coordinate based on the optical axis OA) on the
y’=f・sinθ’ ・・・(3)
但し、fはレンズ6の焦点距離である。
よって、ピッチPよりも微細なうねり成分の影響を排除するためには、マスクMの開口部Hのエッジに入射する光線の角度θa,θbが、以下の条件式(4)を満たしていればよい。
y ′ = f · sin θ ′ (3)
Here, f is the focal length of the lens 6.
Therefore, in order to eliminate the influence of the waviness component finer than the pitch P, the angles θa and θb of the light rays incident on the edge of the opening H of the mask M satisfy the following conditional expression (4). Good.
sin(φ+θa)+λ/P>sin(φ+θb) ・・・(4)
ここで、実際の測定装置を考えると、ピンホールミラー3から射出する理想的球面波SWの広がりはさほど大きくないので、角度φは小さい値に設定される。仮に、被検非球面5aのNAを0.2とすれば、φ=15deg程度に設定される。よって、ここでは、φを小さいとみなし、条件式(4)を条件式(5)のとおり近似する。
sin (φ + θa) + λ / P> sin (φ + θb) (4)
Here, considering an actual measuring apparatus, the spread of the ideal spherical wave SW emitted from the
θb−θa<λ/P ・・・(5)
一方、マスクMの開口部Hのサイズdは、開口部Hのエッジに入射する光線の角度θa,θbと被検非球面5aの近似球面の曲率半径Rとによって、式(6)で表される。
d=R・(θb−θa) ・・・(6)
したがって、式(5),式(6)より、ピッチPよりも微細なうねり成分の影響を排除するマスクMの開口部Hのサイズdは、以下の条件式(7)を満たせばよい。
θb−θa <λ / P (5)
On the other hand, the size d of the opening H of the mask M is expressed by Expression (6) by the angles θa and θb of the light rays incident on the edge of the opening H and the curvature radius R of the approximate spherical surface of the
d = R · (θb−θa) (6)
Therefore, from the expressions (5) and (6), the size d of the opening H of the mask M that eliminates the influence of the swell component finer than the pitch P may satisfy the following conditional expression (7).
d<R・λ/P ・・・(7)
例えば、光源波長λ=633nm,被検非球面5aの近似球面の曲率半径R=400mmであるときにピッチP=8μmよりも微細なうねり成分の影響を排除するためには、マスクMの開口部Hのサイズdは、d<400・0.633/8=32mmの式を満たせばよい。
d <R · λ / P (7)
For example, in order to eliminate the influence of the waviness component finer than the pitch P = 8 μm when the light source wavelength λ = 633 nm and the radius of curvature R of the approximate spherical surface of the
図7は、以上の本測定装置を用いた面形状測定方法の手順を示すフローチャートである。
ステップS1では、マスクMを光路から離脱し、本測定装置による照明領域を被検非球面5aの全測定領域Eに設定する。本測定装置は、この状態で全測定領域Eの輝度分布データT0を一括して取得する。コンピュータ22は、この全測定領域Eの輝度分布データT0を形状データA0に変換する。なお、このステップS1には位相シフト干渉法が適用されてもよい。
FIG. 7 is a flowchart showing the procedure of the surface shape measuring method using the above measuring apparatus.
In step S1, the mask M is removed from the optical path, and the illumination area by this measurement apparatus is set to the entire measurement area E of the
ステップS2では、コンピュータ22は、形状データA0をツェルニケ多項式に展開し、低次項の係数値(低周波数の形状成分)B0を抽出する。この形状成分B0は、全測定領域Eの大まかな形状を表す。
ステップS3では、マスクMを光路に挿入し、本測定装置による照明領域を被検非球面5aの各部分領域E1,E2,E3,・・・,E9に順次設定する。本測定装置は、照明領域が各部分領域E1,E2,E3,・・・,E9に設定された各状態で、部分領域E1,E2,E3,・・・,E9の輝度分布データT1,T2,T3,・・・,T9を個別に取得する。
In step S2, the
In step S3, inserting the mask M in the optical path, the partial regions E 1 of the
なお、輝度分布データT1,T2,T3,・・・,T9それぞれは、部分領域E1,E2,E3,・・・,E9のそれぞれよりも若干広い領域の輝度分布データである。よって、輝度分布データT1,T2,T3,・・・,T9は、若干ずつオーバーラップしている。
そして、コンピュータ22は、これらの輝度分布データT1,T2,T3,・・・,T9をそれぞれ形状データA1,A2,A3,・・・,A9に変換する。なお、このステップS3には位相シフト干渉法が適用されてもよい。
Incidentally, the luminance distribution data T 1, T 2, T 3 , ···, the T 9 each subregion E 1, E 2, E 3 , ···, the luminance distribution of a slightly larger area than the respective E 9 It is data. Therefore, the luminance distribution data T 1 , T 2 , T 3 ,..., T 9 slightly overlap each other.
Then, the
ステップS4では、コンピュータ22は、形状データA1,A2,A3,・・・,A9をそれぞれツェルニケ多項式に展開し、低次項の係数値(低周波数の形状成分)B1,B2,B3,・・・,B9をそれぞれ抽出する。これらの形状成分B1,B2,B3,・・・,B9は、各部分領域E1,E2,E3,・・・,E9の大まかな形状を表していると共に、被検物5の姿勢変動に起因する誤差(姿勢誤差、チルト成分及びシフト成分からなる。)を含んでいる。この姿勢変動は、請求項における「環境変化」の1種である。
In step S4, the
ステップS5では、コンピュータ22は、各部分領域E1,E2,E3,・・・,E9の大まかな形状を表す形状成分B1,B2,B3,・・・,B9を、全測定領域Eの大まかな形状を表す形状成分B0の各部と比較し、両者の差異から姿勢誤差のチルト成分やシフト成分を求める。そして、コンピュータ22は、そのチルト成分やシフト成分が無くなるように形状データA1,A2,A3,・・・,A9を補正して形状データC1,C2,C3,・・・,C9を得る。
In step S5, the
ステップS6では、コンピュータ22は、補正後の形状データC1,c2,C3,・・・,C9を繋ぎ合わせ、被検非球面5aの全測定領域Eの形状データDを作成する。
但し、形状データC1,c2,C3,・・・,C9には、本測定装置の光量変動などに起因する誤差が含まれている。よって、形状データC1,c2,C3,・・・,C9を単純に繋ぎ合わせると、繋ぎ合わせ部分に段差が生じてしまう。この光量変動は、請求項における「環境変化」の1種である。
In step S6, the
However, the shape data C 1 , c 2 , C 3 ,..., C 9 include errors due to fluctuations in the amount of light of this measuring apparatus. Therefore, when the shape data C 1 , c 2 , C 3 ,..., C 9 are simply connected, a step is generated at the connection part. This light quantity variation is one type of “environmental change” in the claims.
そこで、ステップS6におけるコンピュータ22は、繋ぎ合わせ部分を滑らかにするために、形状データC1,C2,C3,・・・,C9のうち互いにオーバーラップしたデータ同士を重み付け平均する。
図7の符号S61は、形状データC1,C2を重み付け平均して繋ぎ合わせて形状データC12を得るステップを表している。
Therefore, the
Code S61 in FIG. 7 represents the step of obtaining shape data C 12 by connecting to the weighted average of the shape data C 1, C 2.
ステップS61の重み付け平均で形状データC1に乗算すべきウェイト関数W1の値は、図7中に実線で示すように、オーバーラップ領域から外れた形状データC1側の領域では1であり、オーバーラップ領域では、形状データC1側から形状データC2側にかけて1〜0の間の連続的な値をとり、オーバーラップ領域から外れた形状データC2側の領域では0となる。 The value of the weight function W 1 to be multiplied by the shape data C 1 by the weighted average in step S61 is 1 in the region on the shape data C 1 side that is out of the overlap region, as shown by the solid line in FIG. In the overlap region, a continuous value between 1 and 0 is taken from the shape data C 1 side to the shape data C 2 side, and 0 in the region on the shape data C 2 side that is out of the overlap region.
また、このステップS61の重み付け平均で形状データC2に乗算すべきウェイト関数W2の値は、図7中に点線で示すように、オーバーラップ領域から外れた形状データC2側の領域では1であり、オーバーラップ領域では、形状データC2側から形状データC1側にかけて1〜0の間の連続的な値となり、オーバーラップ領域から外れた形状データC1側の領域では0となる。 Further, the value of the weight function W 2 to be multiplied by the shape data C 2 by the weighted average in step S61 is 1 in the region on the shape data C 2 side outside the overlap region, as indicated by the dotted line in FIG. In the overlap region, the continuous value is 1 to 0 from the shape data C 2 side to the shape data C 1 side, and 0 in the region on the shape data C 1 side that is out of the overlap region.
このようなウェイト関数W1,W2を用いれば、形状データC1,C2を段差無く滑らかに繋ぎ合わせることができる。
図7の符号S62は、形状データC12,C3を重み付け平均して繋ぎ合わせて形状データC123を得るステップを表している。
ステップS62の重み付け平均で形状データC12に乗算すべきウェイト関数W12の値は、図7中に実線で示すように、オーバーラップ領域から外れた形状データC12側の領域では1であり、オーバーラップ領域では、形状データC12側から形状データC2側にかけて1〜0の間の連続的な値をとり、オーバーラップ領域から外れた形状データC3側の領域では0となる。
By using such weight functions W 1 and W 2 , the shape data C 1 and C 2 can be smoothly joined without a step.
Code S62 in FIG. 7 represents the step of obtaining shape data C 123 by connecting to the weighted average of shape data C 12, C 3.
The value of the weight function W 12 to be multiplied by the shape data C 12 by the weighted average in step S62 is 1 in the region on the shape data C 12 side that is out of the overlap region, as shown by the solid line in FIG. In the overlap region, a continuous value between 1 and 0 is taken from the shape data C 12 side to the shape data C 2 side, and 0 in the region on the shape data C 3 side that is out of the overlap region.
また、このステップS62の重み付け平均で形状データC3に乗算すべきウェイト関数W3の値は、図7中に点線で示すように、オーバーラップ領域から外れた形状データC3側の領域では1であり、オーバーラップ領域では、形状データC3側から形状データC12側にかけて1〜0の間の連続的な値となり、オーバーラップ領域から外れた形状データC12側の領域では0となる。 Further, the value of the weight function W 3 to be multiplied by the shape data C 3 by the weighted average in step S62 is 1 in the region on the shape data C 3 side that is out of the overlap region, as indicated by a dotted line in FIG. , and the in the overlapping region becomes a continuous value between 1-0 from the shape data C 3 side to the shape data C 12 side, it becomes 0 in the area of out of the overlapping area shape data C 12 side.
このようなウェイト関数W12,W3を用いれば、形状データC12,C3を段差無く滑らかに繋ぎ合わせることができる。
同様に、コンピュータ22は、他の形状データC4,C5,・・・,C9を繋ぎ合わせ、被検非球面5aの全測定領域Eの形状データDを完成させる(ステップS7)。
なお、ステップS6では、所定方向(X方向)の繋ぎ合わせを行い、その後に、それに直交する方向(Y方向)の繋ぎ合わせを行うことが望ましい。例えば、(1),(2),(3),(4)の順である。
By using such weight functions W 12 and W 3 , the shape data C 12 and C 3 can be smoothly joined without any step.
Similarly, the
In step S6, it is desirable to perform joining in a predetermined direction (X direction) and then perform joining in a direction (Y direction) orthogonal thereto. For example, the order is (1), (2), (3), (4).
(1)形状データC1、C2,C3を繋ぎ合わせて形状データC123を得る。
(2)形状データC4,C5,C6を繋ぎ合わせて形状データC456を得る。
(3)形状データC7,C8,C9を繋ぎ合わせて形状データC789を得る。
(4)形状データC123,C456,C789を繋ぎ合わせて形状データDを得る。
以上、本測定装置によれば、マスクMを用いて被検非球面5aの照明領域を部分領域E1,E2,E3,・・・,E9に制限し、それら部分領域E1,E2,E3,・・・,E9毎に輝度分布データT1,T2,T3,・・・,T9を取得することができる。個別に取得したそれらの輝度分布データT1,T2,T3,・・・,T9の各々は、ピンホールミラー3の面精度誤差の影響を受けない。
(1) Shape data C 123 is obtained by connecting the shape data C 1 , C 2 , and C 3 .
(2) Shape data C 456 is obtained by connecting the shape data C 4 , C 5 , and C 6 .
(3) Shape data C 789 is obtained by connecting the shape data C 7 , C 8 , and C 9 .
(4) Shape data D is obtained by connecting shape data C 123 , C 456 , and C 789 .
As described above, according to this measuring device, the partial area E 1 of the illumination area of the
また、本測定方法では、各部分領域E1,E2,E3,・・・,E9の形状データA1,T2,T3,・・・,T9を繋ぎ合わせるに当たり、被検物5の姿勢変化に起因する誤差を補正し(図7ステップS1〜S5)、本測定装置の光量変動に起因する誤差の影響を抑える(図7ステップS6)。したがって、被検非球面5aの全測定領域Eの形状データDを高精度に得ることができる。
Further, in this measurement method, the partial regions E 1, E 2, E 3 , ···, the shape data A 1 of E 9, T 2, T 3 , ···, Upon joining the T 9, the test The error due to the posture change of the
なお、本測定装置において、被検非球面5aで反射した被検光束LWのうち、特に、被検非球面5aの微細な形状成分(高周波数の形状成分)に起因して生じた光線は、他の光線と比較してピンホールミラー3における集光度が低い(集光スポットが大きくなる)ので、ピンホールミラー2の面精度誤差の影響を大きく受ける。このため、従来は、被検非球面5aの形状のうち、特に微細な形状成分を高精度に測定することが困難であった。しかし、本測定装置及び本測定装置においては、ピンホールミラー2の面精度誤差の影響が輝度分布データT1,T2,T3,・・・,T9から排除されるので、微細な形状成分まで高精度に測定することができる。
In this measuring apparatus, among the test light beam LW reflected by the test
また、本測定装置では、開口部サイズや開口部位置の固定されたマスクMを用いると共に、そのマスクMの全体を移動させたが、開口部サイズや開口部位置が可変のマスクを用いてもよい。例えば、図8に示すように、1対のL字ブラインドB1,B2を組み合わせてなるマスクは、ブラインドB1,B2を駆動するだけで開口部Hのサイズや位置を自在に変更することができる。なお、このようなマスクとしては、特開平6−324474号公報などに開示されたものを適用できる。 Further, in this measurement apparatus, the mask M whose opening size and opening position are fixed is used and the entire mask M is moved. However, even if a mask whose opening size and opening position is variable is used. Good. For example, as shown in FIG. 8, in the mask formed by combining a pair of L-shaped blinds B1 and B2, the size and position of the opening H can be freely changed simply by driving the blinds B1 and B2. In addition, as such a mask, what was disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 6-324474 etc. is applicable.
その場合には、開口部位置に応じて開口部サイズを変更するような測定方法を適用することもできる。
また、本測定装置では、マスクMの開口部Hの形状を正方形状としたが、長方形、円形など、他の形状にしてもよい。
また、本測定装置では、被検光束LWの光路を折り曲げるための反射面として、ピンホールミラー3の金属膜3bの表面を用いたが、その金属膜3bの表面に被検光束LWの反射率を向上するための反射膜が形成されていてもよい。
In that case, a measurement method in which the opening size is changed according to the opening position can also be applied.
Further, in this measuring apparatus, the shape of the opening H of the mask M is a square shape, but may be another shape such as a rectangle or a circle.
Further, in this measuring apparatus, the surface of the
また、本測定装置では、ピンホールミラー3に代えて同じ作用をする別の光学部材を用いてもよい。例えば、特開平6−173337号公報には、ピンホールミラー3の代わりに光ファイバーや光導波路を用いた干渉測定装置が開示されている。その場合も、本発明によれば、光ファイバーの射出端面の面精度誤差や、光導波路の射出端面の面精度誤差に依らずに被検面の形状を高精度に測定することが可能になる。
Moreover, in this measuring apparatus, it may replace with the
[第2実施形態]
以下、図9、図10を参照して本発明の第2実施形態を説明する。
本実施形態は、投影光学系の製造方法の実施形態である。本実施形態で製造する投影光学系は、例えば、図9に示すようなEUVL用の投影露光装置に搭載される投影光学系PLである。
[Second Embodiment]
The second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
The present embodiment is an embodiment of a method for manufacturing a projection optical system. The projection optical system manufactured in this embodiment is, for example, a projection optical system PL mounted on a projection exposure apparatus for EUVL as shown in FIG.
図9に示すように、EUVL用の投影露光装置には、照明光学系101、反射型のレチクルR、投影光学系PL、ウエハWが配置される。レチクルRは、レチクルステージ102によって支持され、ウエハWはウエハステージ106によって支持される。レチクルステージ102及びウエハステージ106は、駆動回路102c,106cによって駆動される。また、駆動回路102c,106cなどは、制御部109によって制御される。
As shown in FIG. 9, an illumination
照明光学系101の光源は、波長50nm以下のEUV光(極端紫外光)、例えば13.5nmのEUV光を出射する。投影光学系PLは、光源から射出するEUV光を反射することのできる複数のミラーPL1,PL2,PL3,PL4,PL5,PL6を順に配置した反射型の投影光学系である。
なお、照明光学系101の内部の光学面やレチクルRにも、光源から射出するEUV光を反射することのできる特性が付与されている。
The light source of the illumination
It should be noted that the optical surface inside the illumination
図10は、投影光学系PLの製造方法の手順を示すフローチャートである。
ステップS101では、投影光学系PLの光学設計をする。このステップS101において、投影光学系PL内のミラーミラーPL1,PL2,PL3,PL4,PL5,PL6の各面形状が決定される。
次のステップS102では、各ミラーPL1,PL2,PL3,PL4,PL5,PL6を加工する。
FIG. 10 is a flowchart showing a procedure of a method for manufacturing the projection optical system PL.
In step S101, the optical design of the projection optical system PL is performed. In step S101, the surface shapes of the mirror mirrors PL1, PL2, PL3, PL4, PL5, and PL6 in the projection optical system PL are determined.
In the next step S102, each mirror PL1, PL2, PL3, PL4, PL5, PL6 is processed.
次のステップS103では、加工された各ミラーPL1,PL2,PL3,PL4,PL5,PL6の面形状を測定する。
次のステップS104では、ミラーPL1,PL2,PL3,PL4,PL5,PL6の面精度誤差が許容範囲にあるか否かが判断され、許容範囲でない場合には、ステップS102に戻り、再加工が施される。
In the next step S103, the surface shape of each processed mirror PL1, PL2, PL3, PL4, PL5, PL6 is measured.
In the next step S104, it is determined whether or not the surface accuracy errors of the mirrors PL1, PL2, PL3, PL4, PL5, and PL6 are within an allowable range. If not, the process returns to step S102 and rework is performed. Is done.
以上のステップS102,S103,S104は、ミラーPL1,PL2,PL3,PL4,PL5,PL6の面精度誤差が許容範囲に収まるまで繰り返される。
ここで、ステップS104において、各ミラーPL1,PL2,PL3,PL4,PL5,PL6の面精度誤差が或る程度小さくなったと判断されると、続くステップS103では、フレアの原因となり得る微細な形状成分まで測定する。この測定に、第1実施形態の測定装置及び測定方法が適用される。
The above steps S102, S103, and S104 are repeated until the surface accuracy errors of the mirrors PL1, PL2, PL3, PL4, PL5, and PL6 fall within an allowable range.
Here, if it is determined in step S104 that the surface accuracy error of each of the mirrors PL1, PL2, PL3, PL4, PL5, and PL6 has decreased to some extent, in the subsequent step S103, a minute shape component that can cause flare. Measure up to. The measurement device and measurement method of the first embodiment are applied to this measurement.
続くステップS104では、その測定結果に基づき、各ミラーPL1,PL2,PL3,PL4,PL5,PL6に、フレアの原因となるような微細な形状成分が残存しているか否かを判断する。
各ミラーPL1,PL2,PL3,PL4,PL5,PL6のうち、その微細な形状成分が残存していたものに対しては、ステップS102においてそのうねり成分を無くすための高精度な加工が施される。
In subsequent step S104, based on the measurement result, it is determined whether or not a minute shape component that causes flare remains in each of the mirrors PL1, PL2, PL3, PL4, PL5, and PL6.
Of the mirrors PL1, PL2, PL3, PL4, PL5, and PL6, those in which fine shape components remain are subjected to high-precision processing for eliminating the swell components in step S102. .
その後、全てのミラーPL1,PL2,PL3,PL4,PL5,PL6からフレアの原因が取り除かれると、ステップS104において面精度誤差が許容範囲内に収まったと判断され、ステップS105に進み、それらミラーPL1,PL2,PL3,PL4,PL5,PL6を完成させて投影光学系PLを組み立てる。
その後、投影光学系PLの波面収差を測定しつつ(ステップS106)、各ミラーPL1,PL2,PL3,PL4,PL5,PL6の間隔調整や偏心調整などを行い(ステップS108)、波面収差が許容範囲内に収まった時点(ステップS107OK)で、投影光学系PLが完成する。
Thereafter, when the cause of flare is removed from all the mirrors PL1, PL2, PL3, PL4, PL5, and PL6, it is determined in step S104 that the surface accuracy error is within the allowable range, and the process proceeds to step S105. PL2, PL3, PL4, PL5, and PL6 are completed and the projection optical system PL is assembled.
Thereafter, while measuring the wavefront aberration of the projection optical system PL (step S106), the distance between the mirrors PL1, PL2, PL3, PL4, PL5, and PL6 is adjusted and the eccentricity is adjusted (step S108). The projection optical system PL is completed when it falls within (step S107 OK).
以上、本製造方法では、ミラーPL1,PL2,PL3,PL4,PL5,PL6の面形状測定に第1実施形態が適用される。第1実施形態によれば、微細な形状成分まで高精度に測定することができるので、フレアの原因が確実に取り除かれた、面精度の高いミラーPL1,PL2,PL3,PL4,PL5,PL6を製造することができる。よって、これらのミラーPL1,PL2,PL3,PL4,PL5,PL6を組み立ててできる投影光学系PLは、フレアの生じない高性能な投影光学系PLとなる。 As described above, in this manufacturing method, the first embodiment is applied to the surface shape measurement of the mirrors PL1, PL2, PL3, PL4, PL5, and PL6. According to the first embodiment, since the fine shape component can be measured with high accuracy, the mirrors PL1, PL2, PL3, PL4, PL5, and PL6 with high surface accuracy in which the cause of flare is surely removed are provided. Can be manufactured. Therefore, the projection optical system PL formed by assembling these mirrors PL1, PL2, PL3, PL4, PL5, and PL6 is a high-performance projection optical system PL that does not cause flare.
また、この投影光学系PLを搭載した投影露光装置(図9参照)は、レチクルRのパターンをウエハWに高精度に転写できる高性能な投影露光装置となる。よって、その投影露光装置によれば、高性能なデバイスを製造することができる。
なお、本製造方法は、EUVL用の反射型の投影光学系PLの製造に第1実施形態の測定装置及び測定方法を適用したものであるが、屈折型の投影光学系、反射屈折型の投影光学系、EUVL用以外の投影光学系、投影露光装置以外の光学機器の結像光学系などの製造にも、この測定装置及び測定方法を適用することができる。因みに、第1実施形態は、ミラーの面形状測定だけでなく、レンズの表面の面形状測定にも適用できる。
A projection exposure apparatus (see FIG. 9) equipped with the projection optical system PL is a high-performance projection exposure apparatus that can transfer the pattern of the reticle R onto the wafer W with high accuracy. Therefore, according to the projection exposure apparatus, a high-performance device can be manufactured.
In this manufacturing method, the measurement apparatus and the measurement method of the first embodiment are applied to the manufacture of the reflective projection optical system PL for EUVL, but the refractive projection optical system and the catadioptric projection are used. This measuring apparatus and measuring method can also be applied to the manufacture of optical systems, projection optical systems other than those for EUVL, and imaging optical systems of optical equipment other than projection exposure apparatuses. Incidentally, 1st Embodiment is applicable not only to the surface shape measurement of a mirror but to the surface shape measurement of the surface of a lens.
第1実施形態の実施例を以下に示す。
・レーザ光源1の波長λ=0.633μm,
・全測定領域Eを一括測定するときの照明領域のサイズ(D/R)=0.2
・被検非球面5aの分割数(部分領域Eiの数i)=3×3=9,
・部分領域Eiを測定するときの照明領域のサイズ(D/R)=0.08,
但し、D:被検非球面5a上の径方向の長さ、R:被検非球面5aの曲率半径である。
Examples of the first embodiment are shown below.
The wavelength λ = 0.633 μm of the
-Size of illumination area (D / R) = 0.2 when measuring all measurement areas E at once
· The
The size of the illumination area (D / R) = 0.08 when measuring the partial area E i
Where D is the radial length on the test
以上の本実施例によると、ピンホールミラー3の面精度誤差のうち、ピッチP=8μmよりも微細なうねり成分に起因する誤差は、排除される。
According to the present embodiment described above, of the surface accuracy errors of the
1 レーザ光源
2,6 レンズ
3 ピンホールミラー
7 CCD撮像素子
M マスク
8,9 移動機構
21 制御回路
22 コンピュータ
5 被検物
5 被検面(被検非球面)
3a ガラス基板
3b 金属膜
3c ピンホール
LW 被検光束
LR 参照光束
SW 理想的球面波
DESCRIPTION OF
Claims (21)
前記理想的球面波による前記被検面の照明領域を部分領域に制限してその部分領域の形状データを取得する
ことを特徴とする面形状測定方法。 Illuminate the test surface with a part of the ideal spherical wave emitted from the point light source, and bend the optical path of the test light beam reflected by the test surface with the reflection surface to make another part of the ideal spherical wave In the surface shape measurement method using the measurement system for causing interference and obtaining data of interference fringes generated thereby as the shape data of the test surface,
A surface shape measurement method, wherein an illumination area of the surface to be examined by the ideal spherical wave is limited to a partial area, and shape data of the partial area is acquired.
前記測定系には、
前記点光源を生成する手段と前記反射面とを兼ねるピンホールミラーが備えられている
ことを特徴とする面形状測定方法。 In the surface shape measuring method according to claim 1,
The measurement system includes
A surface shape measuring method, comprising: a pinhole mirror serving as both the means for generating the point light source and the reflecting surface.
前記部分領域の位置を前記被検面上で移動させ、前記被検面上の互いに異なる複数の部分領域の形状データを取得し、それらを繋ぎ合わせて前記被検面の全域の形状データを作成する
ことを特徴とする面形状測定方法。 In the surface shape measuring method according to claim 1 or 2,
The position of the partial area is moved on the test surface, the shape data of a plurality of different partial areas on the test surface is acquired, and the shape data of the entire area of the test surface is created by connecting them A surface shape measuring method characterized by:
前記繋ぎ合わせに当たり、
前記測定系の環境変化に起因して前記複数の部分領域の形状データに生じた誤差を補正する
ことを特徴とする面形状測定方法。 In the surface shape measuring method according to claim 3,
In the connection,
A surface shape measuring method, wherein an error generated in the shape data of the plurality of partial regions due to an environmental change of the measurement system is corrected.
前記被検面の全域を一括照明して取得された前記被検面の全域の形状データと、前記複数の部分領域の形状データとを比較して前記誤差を求める
ことを特徴とする面形状測定方法。 In the surface shape measuring method according to claim 4,
A surface shape measurement characterized in that the error is obtained by comparing shape data of the entire area of the test surface acquired by collectively illuminating the entire surface of the test surface and shape data of the plurality of partial areas. Method.
前記被検面の全域の形状データに含まれる低周波数の形状成分と、前記複数の部分領域の形状データに含まれる低周波数の形状成分との差異に基づき、前記誤差を求める
ことを特徴とする面形状測定方法。 In the surface shape measuring method according to claim 5,
The error is obtained based on a difference between a low-frequency shape component included in the shape data of the entire surface of the test surface and a low-frequency shape component included in the shape data of the plurality of partial regions. Surface shape measurement method.
前記被検面の設計形状は、非球面である
ことを特徴とする面形状測定方法。 In the surface shape measuring method according to any one of claims 1 to 6,
The surface shape measuring method, wherein the design shape of the test surface is an aspherical surface.
前記被検面の入射側に配置可能であり、かつ前記理想的球面波による前記被検面の照明領域を部分領域に制限するマスクを備えた
ことを特徴とする面形状測定装置。 Illuminate the test surface with a part of the ideal spherical wave emitted from the point light source, and bend the optical path of the test light beam reflected by the test surface with the reflection surface to make another part of the ideal spherical wave In the surface shape measuring apparatus provided with a measurement system for causing interference and obtaining data of interference fringes generated thereby as shape data of the test surface,
A surface shape measuring apparatus comprising: a mask that can be arranged on an incident side of the test surface and restricts an illumination area of the test surface by the ideal spherical wave to a partial area.
前記測定系には、
前記点光源を生成する手段と前記反射面とを兼ねるピンホールミラーが備えられている
ことを特徴とする面形状測定装置。 In the surface shape measuring apparatus according to claim 8,
The measurement system includes
A surface shape measuring apparatus, comprising: a pinhole mirror serving as the means for generating the point light source and the reflecting surface.
前記部分領域の位置を前記被検面上で移動させる機構を備えた
ことを特徴とする面形状測定装置。 In the surface shape measuring apparatus according to claim 8 or 9,
A surface shape measuring apparatus comprising a mechanism for moving the position of the partial region on the surface to be examined.
前記被検面上の互いに異なる複数の部分領域の形状データを繋ぎ合わせ、前記被検面の全域の形状データを作成する演算手段を備えた
ことを特徴とする面形状測定装置。 In the surface shape measuring apparatus according to claim 10,
A surface shape measuring apparatus comprising a calculation means for connecting shape data of a plurality of different partial areas on the test surface to create shape data of the entire area of the test surface.
前記演算手段は、
前記繋ぎ合わせに当たり、前記測定系の環境変化に起因して前記複数の部分領域の形状データに生じた誤差を補正する
ことを特徴とする面形状測定装置。 In the surface shape measuring apparatus according to claim 11,
The computing means is
In the joining, a surface shape measuring apparatus that corrects an error generated in the shape data of the plurality of partial regions due to an environmental change of the measurement system.
前記演算手段は、
前記被検面の全域を一括照明して取得された前記被検面の全域の形状データと、前記複数の部分領域の形状データとを比較して前記誤差を求める
ことを特徴とする面形状測定装置。 In the surface shape measuring apparatus according to claim 12,
The computing means is
A surface shape measurement characterized in that the error is obtained by comparing shape data of the entire area of the test surface acquired by collectively illuminating the entire surface of the test surface and shape data of the plurality of partial areas. apparatus.
前記演算手段は、
前記被検面の全域の形状データに含まれる低周波数の形状成分と、前記複数の部分領域の形状データに含まれる低周波数の形状成分との差異に基づき、前記誤差を求める
ことを特徴とする面形状測定装置。 In the surface shape measuring apparatus according to claim 13,
The computing means is
The error is obtained based on a difference between a low-frequency shape component included in the shape data of the entire surface of the test surface and a low-frequency shape component included in the shape data of the plurality of partial regions. Surface shape measuring device.
前記反射面の面精度誤差のうち、少なくとも前記形状データへの影響を排除すべきうねり成分のピッチをPとし、前記被検面の近似球面の曲率半径をRとし、前記測定系の光源波長をλとするとき、前記マスクの開口部のサイズdは、
d<R・λ/P
の式を満たすことを特徴とする面形状測定装置。 In the surface shape measuring device according to any one of claims 8 to 14,
Of the surface accuracy error of the reflecting surface, at least the pitch of the waviness component that should be excluded from the influence on the shape data is P, the radius of curvature of the approximate spherical surface of the test surface is R, and the light source wavelength of the measurement system is When λ, the size d of the opening of the mask is
d <R · λ / P
The surface shape measuring device characterized by satisfying the formula:
前記マスクは、開口部の位置を変更することの可能なマスクである
ことを特徴とする面形状測定装置。 In the surface shape measuring apparatus according to any one of claims 8 to 15,
The said mask is a mask which can change the position of an opening part. The surface shape measuring apparatus characterized by the above-mentioned.
前記マスクは、開口部のサイズ及び/又は形状を変更することの可能なマスクである
ことを特徴とする面形状測定装置。 In the surface shape measuring device according to any one of claims 8 to 16,
The said mask is a mask which can change the size and / or shape of an opening part. The surface shape measuring apparatus characterized by the above-mentioned.
前記測定の結果に応じて前記光学面を加工する手順と
を含むことを特徴とする投影光学系の製造方法。 A procedure for measuring at least one optical surface of the projection optical system by the surface shape measuring method according to any one of claims 1 to 7,
And a step of processing the optical surface according to the result of the measurement.
ことを特徴とする投影光学系。 A projection optical system manufactured by the method for manufacturing a projection optical system according to claim 18.
ことを特徴とする投影露光装置。 A projection exposure apparatus comprising the projection optical system according to claim 19.
露光光は、波長50nm以下のEUV光である
ことを特徴とする投影露光装置。
The projection exposure apparatus according to claim 20,
The exposure light is EUV light having a wavelength of 50 nm or less.
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