JP2006258844A - Apparatus for measuring optical characteristics and exposure apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学特性計測装置及び露光装置に係り、更に詳しくは、被検光学系の光学特性を計測する光学特性計測装置及び該光学特性計測装置が設けられた露光装置に関する。 The present invention relates to an optical characteristic measurement apparatus and an exposure apparatus, and more particularly to an optical characteristic measurement apparatus that measures optical characteristics of a test optical system and an exposure apparatus provided with the optical characteristic measurement apparatus.
従来より、半導体素子、液晶表示素子等を製造するためのリソグラフィ工程では、マスク又はレチクル(以下、「レチクル」と総称する)に形成されたパターンを、投影光学系を介してレジスト等が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の基板(以下、適宜「ウエハ」ともいう)上に転写する露光装置が用いられている。この種の装置としては、近年では、スループットを重視する観点から、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置(いわゆる「ステッパ」)や、このステッパを改良したステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置などの逐次移動型の投影露光装置が主として用いられている。 Conventionally, in a lithography process for manufacturing a semiconductor element, a liquid crystal display element or the like, a resist or the like is applied to a pattern formed on a mask or a reticle (hereinafter, collectively referred to as “reticle”) via a projection optical system. In addition, an exposure apparatus is used that transfers onto a substrate such as a wafer or glass plate (hereinafter also referred to as “wafer” as appropriate). In recent years, as this type of apparatus, a step-and-repeat type reduction projection exposure apparatus (so-called “stepper”), a step-and-scan type scanning type improved from this stepper, from the viewpoint of emphasizing throughput. A sequential movement type projection exposure apparatus such as an exposure apparatus is mainly used.
かかる露光装置では、従来、露光用の照明光(露光ビーム)として超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線(例えばi線(波長365nm)など)やKrFエキシマレーザ光(波長248nm)のような紫外光が使用されていた。最近ではより高い解像度(解像力)を得るために、露光ビームとしてArFエキシマレーザ光(波長193nm)やF2レーザ光(波長157nm)のような真空紫外光を使用する露光装置の開発も行われている。これらの露光装置の照明光学系や投影光学系としては、屈折系又は反射屈折系が主として使用されていた。 In such an exposure apparatus, conventionally, as an illumination light (exposure beam) for exposure, an ultraviolet ray such as an ultraviolet ray (for example, i-line (wavelength 365 nm)) from an ultra-high pressure mercury lamp or an ultraviolet ray such as KrF excimer laser light (wavelength 248 nm). Light was used. Recently, in order to obtain a higher resolution (resolution), an exposure apparatus using vacuum ultraviolet light such as ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) or F 2 laser light (wavelength 157 nm) as an exposure beam has been developed. Yes. As the illumination optical system and projection optical system of these exposure apparatuses, a refractive system or a catadioptric system has been mainly used.
これに対して、より微細な半導体素子等を製造するために、最近では、露光光として波長が100nm程度以下の軟X線領域の光、すなわち極端紫外光(以下、EUV(Extreme Ultraviolet)光と呼ぶ)を使用するEUV露光装置の開発も行われている。このEUV露光装置では、EUV光が透過する光学材料が現時点では存在しないため、照明光学系及び投影光学系は全て反射光学素子(ミラー)によって構成され、レチクルもまた反射型レチクルが使用される。 On the other hand, in order to manufacture a finer semiconductor element or the like, recently, as exposure light, light in a soft X-ray region having a wavelength of about 100 nm or less, that is, extreme ultraviolet light (hereinafter referred to as EUV (Extreme Ultraviolet) light) Development of an EUV exposure apparatus that uses this method is also underway. In this EUV exposure apparatus, since there is no optical material that transmits EUV light at the present time, the illumination optical system and the projection optical system are all constituted by reflective optical elements (mirrors), and the reticle is also a reflective reticle.
この種の露光装置では、レチクルのパターンの縮小像をウエハ上の既に形成されたショット領域に正確に重ね合わせて転写することが重要であり、そのためには投影光学系による像の形成状態が所望の状態となるように投影光学系や照明光学系の光学特性を調整する必要がある。 In this type of exposure apparatus, it is important to accurately superimpose and transfer a reduced image of a reticle pattern onto an already formed shot area on a wafer. For this purpose, an image formation state by a projection optical system is desired. It is necessary to adjust the optical characteristics of the projection optical system and the illumination optical system so that the above state is obtained.
上記の光学特性の調整のためには、投影光学系などの光学系の光学特性を精度良く計測することが前提であり、近年では、投影光学系の光学特性として、総合的な収差である波面収差を計測することが比較的多く行われるようになってきた。 The adjustment of the optical characteristics described above is based on the premise that the optical characteristics of an optical system such as a projection optical system are accurately measured. In recent years, the wavefront, which is a comprehensive aberration, is used as the optical characteristics of the projection optical system. It has become relatively common to measure aberrations.
ところで、投影光学系の波面収差は、投影光学系を露光装置のボディに搭載した後、いわゆるオン・ボディにて種々の計測装置により計測されている。この種の計測装置の1つとして、受光光学系内の波面分割光学素子としてマイクロレンズアレイを採用したシャック−ハルトマン(Shack-Hartmann)方式の波面収差計測器が知られている(例えば、特許文献1参照)。 By the way, the wavefront aberration of the projection optical system is measured by various measuring devices so-called on-body after the projection optical system is mounted on the body of the exposure apparatus. As one of this type of measuring apparatus, there is known a Shack-Hartmann wavefront aberration measuring instrument that employs a microlens array as a wavefront splitting optical element in a light receiving optical system (for example, Patent Documents). 1).
しかしながら、上記特許文献1等に記載の波面収差計測器では、波面分割光学素子としてマイクロレンズアレイを採用しているため、EUV光はそのマイクロレンズアレイを透過しないことから、その波面収差計測器を上記EUV露光装置に使用することはできない。
However, since the wavefront aberration measuring instrument described in
本発明は、上述した事情の下になされたものであり、第1の観点からすると、被検光学系の光学特性を計測する光学特性計測装置であって、所定面内の一軸方向に配列された複数の反射面領域を有する波面分割光学素子と;前記波面分割光学素子を前記所定面内で一軸方向と直交する他軸方向に移動させる移動機構と;前記被検光学系及び前記波面分割光学素子を介した光を受光し、前記被検光学系の光学特性に関する情報を含む検出信号を出力する検出器と;を備える光学特性計測装置である。 The present invention has been made under the circumstances described above. From the first viewpoint, the present invention is an optical characteristic measuring apparatus that measures the optical characteristics of a test optical system, and is arranged in a uniaxial direction within a predetermined plane. A wavefront splitting optical element having a plurality of reflecting surface regions; a moving mechanism for moving the wavefront splitting optical element in the other axis direction perpendicular to the uniaxial direction within the predetermined plane; the test optical system and the wavefront splitting optics And a detector that receives light through the element and outputs a detection signal including information on the optical characteristics of the optical system to be detected.
これによれば、所定面内の一軸方向に配列された複数の反射面領域を有する波面分割光学素子が、移動機構により、前記所定面内で一軸方向と直交する他軸方向に移動され、検出器は、被検光学系及び波面分割光学素子を介した光を受光し、前記被検光学系の光学特性に関する情報を含む検出信号を出力する。このため、ガラスを透過しない波長の光を使用した露光装置においても波面収差を計測することが可能となる。また、波面分割光学素子の反射面領域を2次元面内で配列する必要が無いので、高精度な波面分割光学素子を低コストで製造でき、高精度な光学特性計測を実現することが可能である。 According to this, the wavefront splitting optical element having a plurality of reflecting surface regions arranged in a uniaxial direction within a predetermined plane is moved by the moving mechanism in the other axial direction orthogonal to the uniaxial direction within the predetermined plane, and detected. The instrument receives light through the test optical system and the wavefront splitting optical element, and outputs a detection signal including information on the optical characteristics of the test optical system. For this reason, it is possible to measure wavefront aberration even in an exposure apparatus that uses light of a wavelength that does not transmit through the glass. In addition, since it is not necessary to arrange the reflecting surface area of the wavefront splitting optical element in a two-dimensional plane, it is possible to manufacture a highly accurate wavefront splitting optical element at a low cost and to realize highly accurate optical characteristic measurement. is there.
本発明は、第2の観点からすると、マスクに形成されたパターンを物体上に転写する露光装置であって、前記マスクを照明光で照明する照明光学系と;前記マスクから射出される前記照明光を前記物体上に投射する投影光学系と;前記物体を保持して2次元移動する物体ステージと;前記照明光学系と前記投影光学系の少なくとも一方が前記被検光学系となるように前記物体ステージに設けられた本発明の光学特性計測装置と;を備える露光装置である。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus for transferring a pattern formed on a mask onto an object, an illumination optical system for illuminating the mask with illumination light; and the illumination emitted from the mask A projection optical system that projects light onto the object; an object stage that moves two-dimensionally while holding the object; and at least one of the illumination optical system and the projection optical system is the test optical system. And an optical property measuring device of the present invention provided on an object stage.
これによれば、本発明の光学特性計測装置が、マスクを照明光で照明する照明光学系と、マスクから射出された照明光を物体上に投射する投影光学系との少なくとも一方が被検光学系となるように物体ステージに設けられているので、たとえ、ガラスを透過しない程度に短い波長の光を用いる場合であっても、照明光学系と投影光学系の少なくとも一方の光学特性を高精度に計測することができる。このため、計測結果に基づいて各部を調整することにより、マスクに形成されたパターンを物体上に高精度に転写することが可能となる。また、短波長の光を用いることにより、高解像な露光を実現することが可能である。 According to this, at least one of the illumination optical system that illuminates the mask with the illumination light and the projection optical system that projects the illumination light emitted from the mask onto the object is used as the optical characteristic measurement device of the present invention. Since it is provided on the object stage so as to be a system, even when using light with a wavelength that is short enough not to pass through the glass, the optical characteristics of at least one of the illumination optical system and the projection optical system are highly accurate. Can be measured. For this reason, by adjusting each part based on the measurement result, the pattern formed on the mask can be transferred onto the object with high accuracy. In addition, high-resolution exposure can be realized by using light having a short wavelength.
以下、本発明の一実施形態を図1〜図11(C)に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1には、一実施形態に係る露光装置10の全体構成が概略的に示されている。この露光装置10では、後述するように、投影光学系POが使用されているので、以下においては、この投影光学系POの光軸方向をZ軸方向、これに直交する面内で図1における紙面内左右方向をY軸方向、紙面に直交する方向をX軸方向として説明するものとする。この露光装置10は、露光装置本体60と、波面センサ90とを備えている。
FIG. 1 schematically shows the overall configuration of an
前記露光装置本体60は、レチクルRに形成された回路パターンの一部の像を投影光学系POを介してウエハW上に投影しつつ、レチクルRとウエハWとを投影光学系POに対して1次元方向(ここではY軸方向)に相対走査することによって、レチクルRの回路パターンの全体をウエハW上の複数のショット領域の各々にステップ・アンド・スキャン方式で転写するものである。 The exposure apparatus main body 60 projects an image of a part of the circuit pattern formed on the reticle R onto the wafer W via the projection optical system PO, while the reticle R and the wafer W are projected onto the projection optical system PO. The entire circuit pattern of the reticle R is transferred to each of a plurality of shot areas on the wafer W by a step-and-scan method by performing relative scanning in a one-dimensional direction (here, the Y-axis direction).
露光装置本体60は、EUV光(軟X線領域の光)を照明光ELとして射出する光源装置12、この光源装置12からの照明光ELを反射して所定の入射角、例えば約50〔mrad〕でレチクルRのパターン面(図1における下面(−Z側の面))に入射するように折り曲げる折り曲げミラーMを含む照明光学系(なお、折り曲げミラーMは、投影光学系POの鏡筒内部に存在しているが、実際には照明光学系の一部である)、レチクルRを保持するレチクルステージRST、レチクルRのパターン面で反射された照明光(EUV光)ELをウエハWの被露光面(図1における上面(+Z側の面))に対して垂直に投射する投影光学系PO、及びウエハWを保持するウエハステージWST等を備えている。
The exposure apparatus main body 60 emits EUV light (light in the soft X-ray region) as illumination light EL, reflects the illumination light EL from the
前記光源装置12としては、一例として、レーザ励起プラズマ光源が用いられている。このレーザ励起プラズマ光源は、EUV光発生物質(ターゲット)に高輝度のレーザ光を照射することにより、そのターゲットが高温のプラズマ状態に励起され、該ターゲットが冷える際に放出するEUV光、紫外光、可視光、及び他の波長域の光を利用するものである。なお、本実施形態では、主に波長5〜20nm、例えば波長11nmのEUV光が露光ビーム(照明光EL)として用いられるものとする。
As the
前記照明光学系は、照明ミラー、波長選択窓等(いずれも図示省略)及び折り曲げミラーM等を含んで構成されている。また、光源装置12内の集光ミラーとしての放物面鏡も照明光学系の一部を構成する。光源装置12で射出され、照明光学系を介した照明光EL(前述の折り曲げミラーMで反射されたEUV光EL)は、レチクルRのパターン面を円弧スリット状の照明光となって照明する。
The illumination optical system includes an illumination mirror, a wavelength selection window and the like (all not shown), a bending mirror M, and the like. Moreover, the parabolic mirror as a condensing mirror in the
なお、上記のように構成される照明光学系と前述した光源装置12とにより、図4に示される照明系11が構成されている。
The illumination system 11 shown in FIG. 4 is configured by the illumination optical system configured as described above and the
前記レチクルステージRSTは、XY平面に沿って配置されたレチクルステージベース32上に配置され、レチクルステージ駆動系34を構成する例えば磁気浮上型2次元リニアアクチュエータが発生する磁気浮上力によって前記レチクルステージベース32上に浮上支持されている。レチクルステージRSTは、レチクルステージ駆動系34が発生する駆動力によってY軸方向に所定ストロークで駆動されるとともに、X軸方向及びθz方向(Z軸回りの回転方向)にも微小量駆動されるようになっている。また、このレチクルステージRSTは、レチクルステージ駆動系34が複数箇所で発生する磁気浮上力の調整によってZ軸方向及びXY面に対する傾斜方向(X軸回りの回転方向であるθx方向及びY軸回りの回転方向であるθy方向)にも微小量だけ駆動可能に構成されている。
The reticle stage RST is arranged on a
レチクルステージRSTの下面側に不図示の静電チャック方式(又はメカチャック方式)のレチクルホルダが設けられ、該レチクルホルダによってレチクルRが保持されている。このレチクルRとしては、照明光ELが波長11nmのEUV光であることと対応して反射型レチクルが用いられている。このレチクルRは、そのパターン面が下面となる状態でレチクルホルダによって保持されている。このレチクルRは、シリコンウエハ、石英、低膨張ガラスなどの薄い板から成り、その−Z側の表面(パターン面)には、EUV光を反射する反射膜が形成されている。この反射膜は、モリブデンMoとベリリウムBeの膜が交互に約5.5nmの周期で、約50ペア積層された多層膜であり、この多層膜は波長11nmのEUV光に対して約70%の反射率を有する。なお、前記折り曲げミラーM、その他の照明光学系内の各ミラーの反射面にも同様の構成の多層膜が形成されている。 An electrostatic chuck type (or mechanical chuck type) reticle holder (not shown) is provided on the lower surface side of the reticle stage RST, and the reticle R is held by the reticle holder. As the reticle R, a reflective reticle is used in correspondence with the illumination light EL being EUV light having a wavelength of 11 nm. The reticle R is held by a reticle holder with the pattern surface being the lower surface. The reticle R is made of a thin plate such as a silicon wafer, quartz, or low expansion glass, and a reflective film that reflects EUV light is formed on the surface (pattern surface) on the −Z side. This reflective film is a multilayer film in which about 50 pairs of molybdenum Mo and beryllium Be films are alternately laminated with a period of about 5.5 nm, and this multilayer film is about 70% of EUV light with a wavelength of 11 nm. Has reflectivity. A multilayer film having the same configuration is also formed on the reflecting surfaces of the bending mirror M and other mirrors in the illumination optical system.
レチクルRのパターン面に形成された多層膜の上には、吸収層として例えばニッケルNi又はアルミニウムAlが一面に塗布され、その吸収層にパターンニングが施されて回路パターンが形成されている。 On the multilayer film formed on the pattern surface of the reticle R, for example, nickel Ni or aluminum Al is applied on one surface as an absorption layer, and the absorption layer is patterned to form a circuit pattern.
レチクルRの吸収層が残っている部分に当たったEUV光はその吸収層によって吸収され、吸収層の抜けた部分(吸収層が除去された部分)の反射膜に当たったEUV光はその反射膜によって反射され、結果として回路パターンの情報を含んだEUV光(照明光EL)がレチクルRのパターン面からの反射光として後述する投影光学系POへ向かう。 The EUV light that hits the part of the reticle R where the absorption layer remains is absorbed by the absorption layer, and the EUV light that hits the reflection film in the part where the absorption layer has been removed (the part from which the absorption layer has been removed). As a result, EUV light (illumination light EL) including circuit pattern information is directed to the projection optical system PO described later as reflected light from the pattern surface of the reticle R.
レチクルステージRST(レチクルR)のステージ移動面内での位置(XY面内の位置)は、レチクルステージRSTに設けられた(又は形成された)反射面にレーザビームを投射するレチクルレーザ干渉計(以下、「レチクル干渉計」という)82Rによって、例えば0.5〜1nm程度の分解能で常時検出される。ここで、実際には、レチクル干渉計は、レチクルステージRSTのX軸方向位置(X位置)を計測するレチクルX干渉計とレチクルステージRSTのY軸方向位置(Y位置)を計測するレチクルY干渉計とが設けられているが、図1ではこれらが代表的にレチクル干渉計82Rとして示されている。そして、レチクルY干渉計とレチクルX干渉計の少なくとも一方、例えばレチクルY干渉計は、測長軸を2軸有する2軸干渉計であり、このレチクルY干渉計の計測値に基づきレチクルステージRST(レチクルR)のY位置に加え、θz方向(Z軸回りの回転方向)の回転量(ヨーイング量)も計測できるようになっている。
The position of reticle stage RST (reticle R) in the stage movement plane (position in the XY plane) is a reticle laser interferometer (projecting a laser beam on a reflective surface provided (or formed) on reticle stage RST). Hereinafter, it is always detected by a resolution of about 0.5 to 1 nm, for example, by 82R) (reticle interferometer). Here, actually, the reticle interferometer is a reticle X interferometer that measures the X-axis direction position (X position) of the reticle stage RST and a reticle Y interference that measures the Y-axis direction position (Y position) of the reticle stage RST. In FIG. 1, these are typically shown as a
前記レチクルRのZ軸方向の位置は、パターン面に対し斜め方向から検出ビームを照射する送光系13aと、レチクルRのパターン面で反射された検出ビームを受光する受光系13bとから構成されるレチクルフォーカスセンサ(13a,13b)によって計測されている。このレチクルフォーカスセンサ(13a,13b)としては、例えば特開平6−283403号公報(対応米国特許第5,448,332号)等に開示される多点焦点位置検出系が用いられている。このため、該レチクルフォーカスセンサ(13a,13b)の計測値に基づいて、レチクルRのパターン面のZ位置のみならず、XY面に対する傾斜(θx、θy方向の回転量)も求めることができる。
The position of the reticle R in the Z-axis direction is composed of a
レチクル干渉計82R及びレチクルフォーカスセンサ(13a,13b)の計測値は、図4に示される主制御装置20内のステージ制御部70に供給され、該ステージ制御部70によってそれらレチクル干渉計82R及びレチクルフォーカスセンサ(13a,13b)の計測値に基づいてレチクルステージ駆動部34を介してレチクルステージRSTが駆動されることで、レチクルRの6次元方向の位置及び姿勢制御が行われるようになっている。
The measurement values of the
前記投影光学系POは、開口数(N.A.)が例えば0.1で、後述するように、反射光学素子(ミラー)のみから成る反射光学系が使用されており、ここでは、投影倍率が1/4倍のものが使用されている。従って、レチクルRによって反射され、レチクルRに形成されたパターンの情報を含むEUV光ELは、ウエハW上に投射され、これによりレチクルR上のパターンは1/4に縮小されてウエハWに転写される。 The projection optical system PO has a numerical aperture (NA) of 0.1, for example, and, as will be described later, a reflection optical system composed only of a reflection optical element (mirror) is used. Here, a projection magnification is used. That is 1/4 times larger is used. Accordingly, the EUV light EL that is reflected by the reticle R and includes information on the pattern formed on the reticle R is projected onto the wafer W, whereby the pattern on the reticle R is reduced to ¼ and transferred to the wafer W. Is done.
この投影光学系POは、鏡筒17と、該鏡筒17内部に配置された、例えば6枚の反射光学素子(ミラー)とを含んで構成されている。鏡筒17aの上壁(+Z側の壁)に上下に貫通する矩形の開口17bが形成され、−Y側の側壁には、開口17aが形成されている。鏡筒17の内部には、前述した照明光学系を構成する折り曲げミラーMも配置されている。
The projection optical system PO includes a
前記ウエハステージWSTは、XY平面に沿って配置されたウエハステージベースBS上に配置され、例えば磁気浮上型2次元リニアアクチュエータから成るウエハステージ駆動系62によって該ウエハステージベースBS上に浮上支持されている。このウエハステージWSTは、前記ウエハステージ駆動系62によってX軸方向及びY軸方向に所定ストローク(ストロークは例えば300〜400mmである)で駆動されるとともに、θz方向(Z軸回りの回転方向)にも微小量駆動されるようになっている。また、このウエハステージWSTは、ウエハステージ駆動系62によってZ軸方向及びXY面に対する傾斜方向にも微小量だけ駆動可能に構成されている。
Wafer stage WST is arranged on wafer stage base BS arranged along the XY plane, and is levitated and supported on wafer stage base BS by a wafer
ウエハステージWSTの上面には、静電チャック方式の不図示のウエハホルダが載置され、該ウエハホルダによってウエハWが吸着保持されている。また、ウエハステージWSTの+Y方向側には、後述する波面センサ90が嵌合可能な形状のセンサ取付部が形成されている。
An electrostatic chuck type wafer holder (not shown) is placed on the upper surface of wafer stage WST, and wafer W is attracted and held by the wafer holder. Further, a sensor mounting portion having a shape capable of fitting a
ウエハステージWSTの位置は、ウエハレーザ干渉計(以下、「ウエハ干渉計」という)82Wにより、例えば、0.5〜1nm程度の分解能で常時検出されている。なお、実際には、X軸方向に測長軸を有する干渉計及びY軸方向に測長軸を有する干渉計が設けられているが、図1ではこれらが代表的にウエハ干渉計82Wとして示されている。それらの干渉計は、測長軸を複数有する多軸干渉計で構成され、ウエハステージWSTのX、Y位置の他、回転(ヨーイング(Z軸回りの回転であるθz回転)、ピッチング(X軸回りの回転であるθx回転)、ローリング(Y軸回りの回転であるθy回転))も計測可能となっている。
The position of wafer stage WST is always detected by a wafer laser interferometer (hereinafter referred to as “wafer interferometer”) 82W, for example, with a resolution of about 0.5 to 1 nm. In practice, an interferometer having a length measuring axis in the X-axis direction and an interferometer having a length measuring axis in the Y-axis direction are provided. In FIG. 1, these are typically shown as a
また、投影光学系POの鏡筒17を基準とするウエハWのZ軸方向に関する位置は、斜入射方式のウエハフォーカスセンサによって計測されるようになっている。このウエハフォーカスセンサは、図1に示されるように、投影光学系POの鏡筒を保持する不図示のコラムに固定され、ウエハWの上面に対し斜め方向から検出ビームを照射する送光系14aと、同じく不図示のコラムに固定され、ウエハW面で反射された検出ビームを受光する受光系14bとから構成される。このウエハフォーカスセンサ(14a,14b)としては、レチクルフォーカスセンサ(13a,13b)と同様の多点焦点位置検出系が用いられる。
The position of the wafer W in the Z-axis direction with respect to the
ウエハ干渉計82W及びウエハフォーカスセンサ(14a、14b)の計測値は、図4の主制御装置20内のステージ制御部70に供給され、該ステージ制御部70によってウエハステージ駆動系62が制御され、ウエハステージWSTの6次元方向の位置及び姿勢制御が行われるようになっている。
The measurement values of the
ウエハステージWST上面の一端部には、レチクルRに形成されたパターンが投影されるウエハ面上の位置と後述するアライメント系ALGとの相対位置関係の計測(いわゆるベースライン計測)等を行うための空間像計測器FMが設けられている。この空間像計測器FMは、従来のDUV露光装置の基準マーク板に相当するものである。 At one end of the upper surface of wafer stage WST, measurement of the relative positional relationship between the position on the wafer surface onto which the pattern formed on reticle R is projected and an alignment system ALG described later (so-called baseline measurement) is performed. An aerial image measuring instrument FM is provided. This aerial image measuring instrument FM corresponds to a reference mark plate of a conventional DUV exposure apparatus.
さらに、本実施形態では、図1に示されるように、投影光学系POの鏡筒に、アライメント系ALGが固定されている。このアライメント系ALGとしては、ブロードバンド光をウエハW上のアライメントマーク(または空間像計測器FM)に照射し、その反射光を受光して画像処理によりマーク検出を行うFIA(Field Image Alignment )方式のアライメントセンサ、レーザ光をウエハW上の回折格子状のアライメントマークに2方向から照射し、発生した2つの回折光を干渉させ、その位相からアライメントマークの位置情報を検出するLIA(Laser Interferometric Alignment )方式のアライメントセンサ、レーザ光をウエハW上のアライメントマークに照射し、回折・散乱された光の強度を利用してマーク位置を計測するLSA(Laser Step Alignment)方式のアライメントセンサやAFM(原子間力顕微鏡)のような走査型プローブ顕微鏡等種々のものを用いることができる。 Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 1, the alignment system ALG is fixed to the lens barrel of the projection optical system PO. The alignment system ALG employs an FIA (Field Image Alignment) system in which broadband light is irradiated onto an alignment mark (or aerial image measuring instrument FM) on the wafer W, the reflected light is received, and mark detection is performed by image processing. LIA (Laser Interferometric Alignment) that irradiates the diffraction grating-shaped alignment mark on the wafer W from two directions, interferes with the two generated diffracted lights, and detects the position information of the alignment mark from the phase. An alignment sensor of the LSA type (Laser Step Alignment) that irradiates the alignment mark on the wafer W to the alignment mark on the wafer W and measures the mark position using the intensity of the diffracted / scattered light, and an AFM (interatomic) Various types such as a scanning probe microscope such as a force microscope can be used. .
なお、本実施形態では、レチクルステージRST、投影光学系PO、及びウエハステージWST等は、実際には、不図示の真空チャンバ内に収容されている。 In the present embodiment, reticle stage RST, projection optical system PO, wafer stage WST, and the like are actually housed in a vacuum chamber (not shown).
前記波面センサ90としては、受光光学系内にマイクロミラーアレイを用いたシャック−ハルトマン(Shack-Hartmann)方式の波面センサが用いられている。この波面センサ90は、図2に概略的に示されるように、XZ断面が略矩形状でその上端部(+Z端部)の+X側端部が突出した状態とされた内部空間を有する筐体97と、該筐体97の内部に所定の位置関係で配置された複数の光学素子を含む受光光学系と、筐体97の内部の−X側かつ−Z側端部近傍に配置された検出器95とを備えている。
As the
前記筐体97は、その最上部(+Z側端面)に平面視円形の開口97aを有し、該開口97aは、標示板91によって閉塞されている。
The
前記標示板91は、例えばガラス基板を基材とし、ウエハステージWST上に不図示のウエハホルダを介して載置されたウエハWの表面と同じ高さ位置(Z軸方向位置)に配置されている(図1参照)。この標示板91の表面には、クロム等の金属の蒸着により反射膜が形成されている。この反射膜の中央部には、円形の貫通孔91aが形成されている。この場合、EUV光は、貫通孔91a以外の部分によって投影光学系POの波面収差の計測の際に周囲からの不要なEUV光が受光光学系に入射するのが遮られている(すなわち、貫通孔91aのみをEUV光が通過する)。また、反射膜の貫通孔91aの周辺には、該貫通孔91aとの位置関係が設計上既知の3組以上の2次元位置検出用マークが形成されている。この2次元位置検出用マークとしては、例えばY軸方向に沿って形成されたラインアンドスペースマークと、X軸方向に沿って形成されたラインアンドスペースマークとの組合せを採用することができる。なお、ラインアンドスペースマークは、上述のアライメント系ALGによって検出可能となっている。
The marking
前記受光光学系は、筐体97内部の標示板91の下方に配置された、凹面鏡から成る集光ミラー92と、該集光ミラー92の−X側に配置されたマイクロミラーアレイ94とから構成されている。集光ミラー92は、筐体97の壁の内側に不図示の保持部材を介して固定されている。
The light receiving optical system includes a condensing
集光ミラー92に入射した光は、平行光に変換された後、マイクロミラーアレイ94に入射する。
The light incident on the
前記マイクロミラーアレイ94は、図3に示されるように、XZ面内でX軸に対して45°傾いた細長い長方形板状の部材から成り、その一方の面(図3の紙面奥側の面)が図11(A)に示されるように、長手方向に沿って一列に微小な反射面領域(反射面)が複数(図11(A)では、10個)形成された第1反射面94aとされ、他方の面(図3の紙面手前側の面)が鏡面加工された平面状の第2反射面94bとされている。第1反射面94aは、平行平面ガラス板にエッチング処理を施すとともに、例えばモリブデンMoとベリリウムBeの膜が交互に約5.5nmの周期で、約50ペア積層された多層膜を蒸着して反射面を形成することにより作成される。マイクロミラーアレイ94では、各反射面領域毎に、標示板91の貫通孔91aを介した後述するピンホールパターンの像の結像光束を射出する。
As shown in FIG. 3, the
マイクロミラーアレイ94は、その上下端部それぞれにおいて、支持部材52,53により回転可能に支持されている。支持部材52内には、回転モータ等を含んで構成される回転駆動機構が設けられており、該回転駆動機構により、マイクロミラーアレイ94が図3に示される矢印A方向へ回転駆動されるようになっている。なお、以下の説明では、説明の便宜上、回転駆動機構が内部に設けられた支持部材の符号を用いて「回転駆動機構52」と呼ぶものとする。
The
回転駆動機構52のマイクロミラーアレイ94とは反対側の面には、磁極ユニット56Aが設けられており、支持部材53のマイクロミラーアレイ94の反対側には、磁極ユニット56Bが設けられている。磁極ユニット56Aは、図3に示される電機子ユニット58Aとともに、リニアモータLM1を構成し、磁極ユニット56Bは、電機子ユニット58Bとともに、リニアモータLM2を構成する。電機子ユニット58A,58Bは、その+Y側端部及び−Y側端部が筐体97の内壁に固定された状態となっている。上記リニアモータLM1,LM2により、マイクロミラーアレイ94がY軸方向に移動されるようになっている。
A
また、図3では不図示ではあるが、マイクロミラーアレイ94及びリニアモータの一部には、マイクロミラーアレイ94のY軸方向に関する位置を計測するための位置検出装置41(図4参照)が設けられている。位置検出装置41としては、例えばリニアエンコーダを採用することができる。この位置検出装置41は、図4の主制御装置20内のタイミング制御部40に接続されており、マイクロミラーアレイ94のY位置情報をタイミング制御部40に出力し、タイミング制御部40は、該Y位置情報に基づいて、マイクロミラーアレイ94の移動を制御する。
Although not shown in FIG. 3, a position detection device 41 (see FIG. 4) for measuring the position of the
図2に戻り、前記検出器95は、2次元エリアセンサから成る受光素子(以下、「エリアセンサ」と呼ぶ)、及び例えば電荷転送制御回路等の電気回路を含んで構成されている。エリアセンサは、マイクロミラーアレイ94から出射される光束のすべてを受光するのに十分な面積を有している。また、エリアセンサは、マイクロミラーアレイ94の第1反射面94aが光路上に配置されている状態では、貫通孔91a近傍に形成される後述するピンホールパターンの像がマイクロミラーアレイ94の第1反射面94a上の各反射面領域によって再結像される結像面であって、貫通孔91aの形成面の光学的な共役面に受光面を有している。また、この受光面は、マイクロミラーアレイ94の前記第2反射面94bが光路上に配置されている状態では、投影光学系POの瞳面の共役面から少しだけずれた面に位置する。
Returning to FIG. 2, the
検出器95では、マイクロミラーアレイ94の第1反射面94aが光路上に配置されている状態で、各反射面領域によって再結像されるピンホールパターンの像の撮像結果を、撮像データIMD1として図4のA/D変換器42に送信する。また、検出器95では、マイクロミラーアレイ94の第2反射面94bが光路上に配置されているときには、その受光面に結像された像の撮像結果を撮像データIMD2としてA/D変換器42に送信する。
In the
この検出器95は、図2及び図3に示されるように、その−X側端部において、Z軸方向を長手方向とする連結部材98の下端部に接続されており、連結部材98の上端部は支持部材53に接続されている。このため、マイクロミラーアレイ94のY軸方向への移動に伴って、検出器95もY軸方向に同一量だけ移動するようになっている。なお、検出器95及びマイクロミラーアレイ94をY軸方向にガイドするガイド部材を設けることとしても良い。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
前記筐体97の外形は、図2では不図示ではあるが、上述したウエハステージWSTのセンサ取付部と嵌合する形状を有しており、ウエハステージWSTに対して着脱自在となっている。
Although the outer shape of the
図4には、本実施形態の制御系の主要部が概略的に示されている。この図4の制御系は、主制御装置20を中心として構成されている。主制御装置20は、ステージ制御部70及びタイミング制御部40を含み、該タイミング制御部40は、前述した位置検出装置41による位置情報に基づいて、リニアモータLM1,LM2の駆動制御を行うとともに、照明系11による発光も制御する。また、検出器95、該検出器95による撮像結果をA/D変換するA/D変換器42、2次元の画像メモリ43、主制御装置20内の演算部44のタイミング制御も行う。また、主制御装置20は、露光装置10の各部の制御を行う。
FIG. 4 schematically shows the main part of the control system of the present embodiment. The control system of FIG. 4 is configured with the
次に、本実施形態の露光装置100における光学特性の計測動作を、主制御装置20の処理アルゴリズムを示す図5〜図9のフローチャートに沿って、適宜他の図面を参照しながら説明する。また、以下の動作の前提として、波面センサ90は、ウエハステージWSTに装着されており、その波面センサ90と主制御装置20とが接続されているものとする。
Next, the measurement operation of the optical characteristics in the exposure apparatus 100 of the present embodiment will be described along the flowcharts of FIGS. 5 to 9 showing the processing algorithm of the
なお、波面センサ90内部の受光光学系の収差は、無視できるレベルであるものとする。
It is assumed that the aberration of the light receiving optical system inside the
まず、図5のステップ102の投影光学系POの波面収差計測のサブルーチンの処理を行う。
First, the subroutine of the wavefront aberration measurement subroutine of the projection optical system PO in
このサブルーチン102では、まず、図6のステップ122において、不図示のレチクルローダを用いて、反射型の計測用レチクルRT(図10(A)参照)をレチクルステージRSTにロードする。
In this
計測用レチクルRTには、複数個(例えば、3×11=33個)のピンホール状の反射パターン(以下「ピンホールパターン」と呼ぶ)がレチクルステージRSTにロードされた状態で、X軸方向及びY軸方向をそれぞれ行方向及び列方向とするマトリクス状の配列で形成されている。なお、ピンホールパターンは、円弧スリット状の照明領域の大きさの領域内に形成されているものとする。 The measurement reticle RT has a plurality of (for example, 3 × 11 = 33) pinhole-shaped reflection patterns (hereinafter referred to as “pinhole patterns”) loaded on the reticle stage RST in the X-axis direction. And a Y-axis direction is formed in a matrix arrangement with the row direction and the column direction, respectively. It is assumed that the pinhole pattern is formed in a region having the size of an arc slit-shaped illumination region.
次のステップ124では、マイクロミラーアレイ94の第1反射面94aが光路(光軸)上に配置されるように設定する(図10(A)の状態)。ここでは、マイクロミラーアレイ94に接続された回転駆動機構52を駆動制御するとともに、リニアモータLM1,LM2を駆動制御することにより行われる。なお、既に第1反射面94aが光路に配置されている状態にある場合には、そのままの状態に維持する。
In the
次のステップ125では、ウエハステージWSTに装着された波面センサ90とウエハステージWSTとの位置関係の計測を行う。具体的には、ウエハステージWSTを順次移動してアライメント系ALGを用いて波面センサ90の標示板91上の少なくとも2つの2次元位置マークそれぞれのウエハステージ座標系上における位置の検出を行い、その位置の検出結果に基づいて、例えば最小自乗法などの所定の統計演算により波面センサ90の標示板91の貫通孔91aとウエハステージWSTとの位置関係を正確に求める。
In the
この結果、ウエハ干渉計82Wから出力される位置情報(速度情報)に基づいて、貫通孔91aのXY位置を正確に検出することができ、かつ、このXY位置の検出結果と予め計測したアライメント系ALGのベースラインとに基づいて、ウエハステージ駆動系62を介してウエハステージWSTを移動制御することにより、貫通孔91aを所望のXY位置に精度良く位置決めできるようになる。
As a result, the XY position of the through
次のステップ126では、ウエハフォーカスセンサ(14a、14b)を用いて、投影光学系POの光軸AXに直交する面(XY平面)に対する標示板91の傾斜を計測する。
In the
次のステップ128では、上記の傾斜の計測結果に基づいてウエハステージ駆動系62を介してウエハステージWSTの傾斜を調整することで、標示板91の上面の傾斜を投影光学系POの像面(又は像面の近似平面)の傾斜と一致させる。
In the
次のステップ130では、投影光学系POの視野内の基準計測点、例えば視野中心の計測点、すなわち33個のうちの中心に位置するピンホールパターン(以下、「中央のピンホールパターン」と呼ぶ)の投影光学系POに関する共役位置(光軸AX上)の計測点に波面センサ90の標示板91の貫通孔91aが一致するようにウエハステージWSTを移動する。
In the
次のステップ132では、マイクロミラーアレイ94の第1反射面94aの各反射面領域によって計測器95の受光面上に再結像される中央のピンホールパターンの像の撮像結果である撮像データIMD1に基づいてウエハステージWSTの最適Z位置(ベストフォーカス位置)をサーチする。具体的には、次の通りである。
In the
この最適Z位置のサーチが行われる際の光学配置が、図10(A)に示されている。こうした光学配置において、主制御装置20のタイミング制御部40が光源装置12からレーザ光を発振させ、照明光学系から照明光ELが射出されると、計測用レチクルRTの中央のピンホールパターンに到達した光(照明光EL)が、中央のピンホールパターンにて反射される。そして、その光は、投影光学系POを介した後、波面センサ90の標示板91の貫通孔91aに集光される。なお、中央のピンホールパターン以外のピンホールパターンにて反射した光は、貫通孔91aには到達しないようになっている。こうして貫通孔91aに集光された光(標示板91表面の貫通孔91aの内部に結像された中央のピンホールパターンの像光束)の波面は、投影光学系POの波面収差を含んだ略球面となる。
The optical arrangement at the time of searching for the optimum Z position is shown in FIG. In such an optical arrangement, when the
貫通孔91aを通過した光は、集光ミラー92により平行光に変換された後、マイクロミラーアレイ94の第1反射面94aに入射する。マイクロミラーアレイ94の第1反射面は、各反射面領域ごとに、標示板91表面の貫通孔91aの内部に結像された中央のピンホールパターンの像を、標示板91の光学的な共役面すなわち検出器95の撮像面(受光面)に結像させる。従って、検出器95の撮像面には、マイクロミラーアレイ94の反射面領域に対応する配置及び数のスポット像(中央のピンホールパターンの像)が形成される。検出器95により、それら撮像面(受光面)に形成されたスポット像の撮像が行われる。検出器95aの撮像により得られた撮像データIMD1は、図4のA/D変換器42に送信される。
The light that has passed through the through-
そこで、ウエハステージ駆動系62を介してウエハステージWSTをZ軸方向にステップ移動しつつ、上記撮像データIMD1(ただし、この場合の撮像データIMD1は位置情報ではなく光量(輝度)を意味する)の取り込みを行い、その取り込んだ撮像データIMD1に基づいて、例えばコントラストが最大となるZ軸方向の位置を見つけることにより、ウエハステージWSTの最適Z位置をサーチする。
Therefore, while moving the wafer stage WST stepwise in the Z-axis direction via the wafer
次のステップ134では、波面収差計測時の最適露光量を決定する。具体的には、上記の最適Z位置にウエハステージWSTのZ軸方向の位置を調整した状態で、例えば光源装置12の発振周波数(繰り返し周波数)を変更しながら、上記の撮像データIMD1の取り込みを繰り返し、その取り込んだ撮像データIMD1に基づいて、検出器95での電荷蓄積時間に対するパルス数が最適となる撮像データIMD1に対応する繰り返し周波数を求めることで、最適露光量を決定する。
In the
次のステップ136では、回転駆動装置52を介してマイクロミラーアレイ94を矢印A方向に回転し、第2反射面94bを光路(光軸)上に配置する(図10(B)の状態)。
In the next step 136, the
次のステップ138では、後述する瞳像計測時の最適露光量を決定する。具体的には、次の通りである。
In the
この瞳像計測時の最適露光量の決定が行われる際の光学配置が図10(B)に示されている。こうした光学配置において、光源装置12からレーザ光を発振させると、前述と同様に、計測用レチクルRTの中央のピンホールパターンに到達した光(照明光EL)が、中央のピンホールパターンで反射され、投影光学系POを介した後、波面センサ90の標示板91の貫通孔91aに集光され、貫通孔91aを通過した光は、集光ミラー92により平行光に変換された後、マイクロミラーアレイ94の第2反射面94bを介して、検出器95で受光される。これにより、検出器95の受光面には、投影光学系POの瞳面における光源像の一部が投影される。検出器95により、撮像面(受光面)に投影された像の撮像が行われ、この撮像により得られた撮像データIMD2は、A/D変換器42に送信される。
FIG. 10B shows an optical arrangement when determining the optimum exposure amount at the time of pupil image measurement. In such an optical arrangement, when laser light is oscillated from the
そこで、例えば光源装置12の発振周波数(繰り返し周波数)を変更しながら、上記の撮像データIMD2の取り込みを繰り返し、その取り込んだ撮像データIMD2に基づいて、検出器95での電荷蓄積時間に対するパルス数が最適となる撮像データIMD2に対応する繰り返し周波数を求めることで、後述する瞳像計測時の最適露光量を決定する。
Therefore, for example, while taking in the imaging data IMD2 is repeated while changing the oscillation frequency (repetition frequency) of the
ここで、瞳像とは、後述するピンホールパターンを介して投影光学系POに入射する光によって投影光学系POの瞳面に形成される光源像を指し、この瞳像は、波面センサ90に入射される光の光軸のずれなどの影響を受ける。従って、瞳像の計測は、投影光学系POの光学特性の計測の一種である。勿論、波面収差は、投影光学系POの光学特性の一種である。 Here, the pupil image refers to a light source image formed on the pupil plane of the projection optical system PO by light incident on the projection optical system PO via a pinhole pattern described later. It is affected by the deviation of the optical axis of the incident light. Therefore, the measurement of the pupil image is a kind of measurement of the optical characteristics of the projection optical system PO. Of course, the wavefront aberration is a kind of optical characteristic of the projection optical system PO.
次のステップ142(図7)では、計測点の番号を示すカウンタnを1に初期化し(n←1)、ステップ146に移行する。ステップ146では、波面センサ90をn番目(ここでは1番目)の計測点に移動する。すなわち、n番目のピンホールパターンの投影光学系POに関する共役位置の計測点に波面センサ90の標示板91の貫通孔91aが一致するようにウエハステージWSTを移動する。
In the next step 142 (FIG. 7), the counter n indicating the number of the measurement point is initialized to 1 (n ← 1), and the process proceeds to step 146. In
次のステップ148では、先にステップ138で決定した最適露光量の下で瞳像計測を行う。具体的には、まず、図8のステップ202において、マイクロミラーアレイ94(第2反射面94b)の位置を示すカウンタmを1に初期化する(m←1)。
In the
次いで、ステップ204において、マイクロミラーアレイ94(第2反射面94b)と検出器95の位置をm番目(ここでは1番目)の位置に位置決めする。ここで、マイクロミラーアレイ94は、Y軸方向に関して1番目の位置からM番目の位置までリニアモータLM1,LM2により移動可能であるものとし、1番目の位置はマイクロミラーアレイ94の可動域のうちの−Y側端部の位置であるものとする(図11(A)参照)。
Next, in
次のステップ206では、光源装置12の発光を開始し、検出器95による電荷蓄積を開始する。
In the
次のステップ208では、所定時間(ここでは、例えば電荷蓄積に必要な微小時間)が経過するまで待ち、所定時間経過した段階でステップ210において、光源装置12の発光を終了し、検出器95による電荷蓄積を終了する。
In the
次のステップ212では、検出器95からの信号を読み出し、A/D変換器42を用いてデジタル信号に変換し、ステップ214では、変換したデジタル信号を画像メモリ43のm番目(ここでは1番目)に対応した領域に記憶する。
In the
次のステップ216では、m=Mか否かを判断し、ここでの判断が否定されると、ステップ218において、mを1インクリメント(m←m+1)した後に、ステップ204に戻る。
In the
その後ステップ204において、マイクロミラーアレイ94(第2反射面94b)と検出器95の位置をm番目(ここでは2番目)の位置に位置決めし、ステップ206〜ステップ214の処理を行う。ここで、マイクロミラーアレイ94のm番目の位置と(m+1)番目の位置とでは、マイクロミラーアレイ94のY軸方向に関する幅と同一距離だけ離れているものとする。
Thereafter, in
このようにして、ステップ204〜218の処理・判断を繰り返し、1番目からM番目の位置までの検出が終了すると、瞳像全域にわたった検出が終了するので、ステップ216の判断が肯定され、ステップ220に移行する。
In this way, the processing and determination in
ステップ220では、画像メモリに記憶された信号を処理して、瞳像を求め、図7のステップ150に移行する。
In
ステップ150では、カウンタnの値が計測点の総数N(ここではN=33)以上であるか否かを判断することで、全ての計測点において瞳像計測が終了したか否かを判断する。ここでは、最初の計測点について瞳像計測が終了したのみなので、ここでの判断は否定され、ステップ152に移行して、カウンタnを1インクリメントした後、ステップ146に戻る。
In
以後、ステップ150における判断が肯定されるまで、ステップ146→148→150→152のループの処理を繰り返す。これにより、投影光学系POの視野内の2〜33番目の計測点の投影光学系POに関する共役位置の計測点について、瞳像計測が行われ、全ピンホールパターンを介した光源像のデータ(中心位置や大きさなどの光源像の位置情報)が抽出される。
Thereafter, the loop processing of
そして、全ての計測点についての瞳像計測が終了すると、ステップ154に進んで、カウンタnを1に初期化する。 When pupil image measurement is completed for all measurement points, the process proceeds to step 154 to initialize the counter n to 1.
次のステップ156では、マイクロミラーユニット94の第1反射面94aを再度光路上に配置した後、ステップ158では、波面センサ90をn番目(ここでは1番目)の計測点に移動する。すなわち、n番目のピンホールパターンの投影光学系POに関する共役位置の計測点に波面センサ90の標示板91の貫通孔91aが一致するようにウエハステージWSTを移動する。
In the
次のステップ160では、図9のステップ302〜318までを、ステップ316の判断が肯定されるまで、前述した図8のステップ202〜218と同様にして行い、画像メモリにデジタル信号を記憶しておく。ただし、ステップ302〜318では、光路上にマイクロミラーアレイ94の第1反射面94aが配置されている点がステップ202〜218とは異なる。
In the
この場合、図11(A)に示されるように、第1の位置から第Mの位置まで移動しつつ、波面のずれを計測する。ここで、各位置では図11(B)に示されるように、波面が理想的な場合には、検出器95の撮像面に白丸で示される位置にスポット像が形成されるところ、波面がずれている場合にはそのずれ(傾斜)に応じて、黒丸で示されるように白丸からずれた位置にスポット像が形成されるようになっている。
In this case, as shown in FIG. 11A, the wavefront shift is measured while moving from the first position to the Mth position. Here, at each position, as shown in FIG. 11B, when the wavefront is ideal, a spot image is formed at a position indicated by a white circle on the imaging surface of the
したがって、第1の位置から第Mの位置まで移動して計測する間に、図11(C)に示されるように、2次元面内でのスポット像のずれを検出することができるようになっている。 Therefore, as shown in FIG. 11C, the shift of the spot image in the two-dimensional plane can be detected while moving from the first position to the Mth position and measuring. ing.
なお、スポット像の位置の検出は、具体的には、各スポット像の光強度分布の重心を算出することにより、各スポット像の中心位置を算出し、各スポット像の中心位置を撮像データIMD1として画像メモリ43に記憶する。
Specifically, the detection of the position of the spot image is performed by calculating the center position of each spot image by calculating the center of gravity of the light intensity distribution of each spot image and calculating the center position of each spot image as the imaging data IMD1. Is stored in the
そして、ステップ320において、画像メモリ43から各スポット像の位置情報を読み出して、計測用レチクルRTにおけるn番目(ここでは1番目)のピンホールパターンを介した光に関する投影光学系POの波面収差を後述するようにして算出する。
In
ところで、スポット像の位置情報から波面収差を計測できる理由は、上記のスポット像の撮像に際し、マイクロミラーアレイ94に入射する光の波面が、投影光学系POの波面収差を反映したものとなっているからである。
By the way, the reason why the wavefront aberration can be measured from the position information of the spot image is that the wavefront of the light incident on the
すなわち、投影光学系POに波面収差が無い場合には、図10(A)において点線で示されるように、その波面WFは光軸と直交する平面となるのに対し、投影光学系POに波面収差が有る場合には、図10(A)において二点鎖線で示されるように、その波面WF'は平面とはならず、その平面上の位置に応じた角度の傾きを有する面となる。この場合、マイクロミラーアレイ94の第1反射面94aの各反射面領域に入射した光の波面は傾いており、その傾き量に応じた距離だけ、波面収差がない場合からずれた点を中心とするスポット像が検出器95の撮像面に結像される。
That is, when there is no wavefront aberration in the projection optical system PO, the wavefront WF is a plane orthogonal to the optical axis as shown by the dotted line in FIG. When there is an aberration, as indicated by a two-dot chain line in FIG. 10A, the wavefront WF ′ is not a plane but a plane having an inclination of an angle corresponding to the position on the plane. In this case, the wavefront of the light incident on each reflecting surface area of the first reflecting
従って、このステップ320では、波面収差が無いときに期待される各スポット像位置(図11(B),図11(C)の白丸で示す位置)と検出された各スポット像位置(図11(B),図11(C)の黒丸で示す位置)との差(位置誤差)から、波面を展開したツェルニケ多項式の係数を求めることで、計測用レチクルRTにおけるn番目のピンホールパターンを介した光に関する投影光学系POの波面収差を算出する。
Accordingly, in this
図7の説明に戻り、次のステップ166では、カウンタnの値が計測点の総数N(ここではN=33)以上であるか否かを判断することで、全ての計測点において波面収差の計測が終了したか否かを判断する。ここでは、最初の計測点について波面収差の計測が終了したのみなので、ここでの判断は否定され、ステップ168に移行して、カウンタnを1インクリメントした後、ステップ158に戻る。
Returning to the description of FIG. 7, in the
以後、ステップ166における判断が肯定されるまで、ステップ158→160→162→164→166→168のループの処理を繰り返す。これにより、投影光学系POの視野内の2〜33番目の計測点、すなわち2〜33番目のピンホールパターンの投影光学系POに関する共役位置の計測点について、波面収差計測が行われ、ピンホールパターンそれぞれを介した光に関する波面収差が算出され、メモリ内に記憶される。
Thereafter, the processing of the loop of
そして、全ての計測点についての波面収差計測が終了し、ステップ166における判断が肯定されると、図5のメインルーチンのステップ104にリターンする。
When the wavefront aberration measurement is completed for all measurement points and the determination in
このステップ104では、上で求めた投影光学系POの視野内のN個(ここでは33個)の計測点における波面収差のデータに基づいて、投影光学系POの波面収差が全ての計測点で許容値以下であるか否かを判断する。そして、この判断が否定された場合には、ステップ106に移行して、投影光学系POの波面収差の計測結果に基づき、現在発生している波面収差を低減させるように、投影光学系POを構成する6枚のミラーのうちの少なくとも一部を駆動して投影光学系POの波面収差の調整を行う。
In this
その後、ステップ102のサブルーチンの処理を行い、調整された投影光学系POに関する波面収差を上記と同様にして計測する。以後、ステップ104において肯定的な判断がなされるまで、投影光学系POの波面収差の調整(ステップ106)と、波面収差の計測(ステップ102)とを繰り返し実行する。そして、ステップ104において肯定的な判断がなされると、ステップ108に移行する。
Thereafter, the subroutine of
ステップ108では、不図示の入出力装置を介してアラーム音を発するとともにディスプレイ画面上に「波面収差計測終了」を表示するなどして、オペレータに波面収差を計測した旨を通知する。
In
その後、波面センサ90がウエハステージWSTから取り外されるのを待ち、ステップ110において、波面センサ90がウエハステージWSTから取り外されたことを例えば不図示のセンサの出力又はオペレータからの通知などにより確認すると、本実施形態の光学特性計測の一連の動作が終了する。
Thereafter, it waits for the
その後、露光動作に移行し、不図示のレチクルローダを介してレチクルステージRST上にロードされている計測用レチクルRTをアンロードするとともに、転写したいパターンが形成されたレチクルRをレチクルステージRST上にロードし、アライメント系ALG等を用いたベースライン計測等の準備動作を行う。 Thereafter, the exposure operation is performed, and the measurement reticle RT loaded on the reticle stage RST is unloaded via a reticle loader (not shown), and the reticle R on which the pattern to be transferred is formed is placed on the reticle stage RST. Load and perform preparatory operations such as baseline measurement using alignment system ALG.
そして、不図示のウエハローダを介してウエハステージWST上のウエハ交換を行い(但し、ウエハステージWST上にウエハがロードされていない場合は、ウエハを単にロードする)、ウエハWに対するアライメント(例えばEGA方式のウエハアライメントなど)を行った後、アライメント結果に基づいて、ウエハW上の各ショット領域の露光のために走査開始位置(加速開始位置)にウエハステージWSTを移動させる動作と、レチクルステージRSTとウエハステージWSTとを同期してY軸方向に相対走査しつつレチクルRを照明光ELで照明してレチクルRのパターンをウエハW上のショット領域に転写する動作とを繰り返す、ステップ・アンド・スキャン方式の露光を行う。 Then, the wafer on the wafer stage WST is exchanged via a wafer loader (not shown) (however, if the wafer is not loaded on the wafer stage WST), the wafer W is aligned (for example, EGA method). And the wafer stage WST is moved to the scanning start position (acceleration start position) for exposure of each shot area on the wafer W based on the alignment result, the reticle stage RST, Step-and-scan that repeats the operation of illuminating the reticle R with illumination light EL and transferring the pattern of the reticle R to the shot area on the wafer W while performing relative scanning in the Y-axis direction in synchronization with the wafer stage WST. System exposure is performed.
なお、上記の走査露光中やアライメント中には、ウエハフォーカスセンサ(14a、14b)によって投影光学系POの像面に対するウエハW表面の位置、像面に対する傾斜が計測され、図4の主制御装置20内のステージ制御部70によって投影光学系POの像面に対するウエハW表面の位置、像面に対する傾斜が常に一定になるようにウエハステージWSTが制御される。また、制御装置では、レチクルフォーカスセンサ(13a、13b)の計測値に基づいて、露光中(レチクルパターンの転写中)の投影光学系POの物体面に対するレチクルRのパターン面の位置、物体面に対する傾斜が常に一定に保たれるように、レチクルRの投影光学系POの光軸方向(Z方向)の位置を調整しつつ、レチクルステージRSTとウエハステージWSTとをY軸方向に沿って同期移動させる。
During the above-described scanning exposure and alignment, the wafer focus sensor (14a, 14b) measures the position of the surface of the wafer W relative to the image plane of the projection optical system PO and the tilt with respect to the image plane, and the main controller shown in FIG. Wafer stage WST is controlled by
以上詳細に説明したように、本実施形態の波面センサ90によると、XZ面内でX軸に対して45°傾いた細長い長方形板状の部材から成り、その一軸方向(長手方向)に配列された複数の反射面領域を有するマイクロミラーアレイ94が、リニアモータLM1、LM2により、前記面内で一軸方向と直交するY軸方向に移動され、検出器95は、投影光学系PO及びマイクロミラーアレイ94を介した光を受光し、投影光学系POの光学特性に関する情報を含む検出信号を出力する。このため、ガラスを透過しない波長の光を使用した露光装置においても波面収差を計測することが可能となる。また、マイクロミラーアレイ94の反射面領域を2次元面内で配列する必要が無いので、高精度なマイクロミラーアレイを低コストで製造でき、かつ高精度な光学特性計測を実現することが可能である。
As described above in detail, according to the
また、本実施形態の露光装置10によると、本実施形態の波面センサ90が、投影光学系POを被検光学系とするようにウエハステージWSTに設けられているので、投影光学系POの光学特性を高精度に計測することができ、該計測結果に基づいて投影光学系を調整することにより、レチクルRに形成されたパターンをウエハW上に高精度に転写することが可能となる。
Further, according to the
また、本実施形態では、マイクロレンズアレイ94の第2反射面94bが光路上に配置されている状態で、検出器95からの検出信号に基づいて、前述の瞳像(光源像)のデータ(中心位置や大きさなどの光源像の位置情報)を算出している。これは、ツェルニケの多項式を用いて波面収差を精度良く求めるためには、投影光学系POの瞳位置や大きさに基づいて波面収差を求めるための基準位置のずれを補正することが望ましいからである。すなわち、前述のように、検出器95によって撮像された光源像を検出対象として、その光源像の位置が精度良く検出され、その検出された光源像の位置や大きさに基づいて、基準位置のずれが補正されるので、本実施形態では、波面収差を精度良く計測することができる。
Further, in the present embodiment, the above-described pupil image (light source image) data (light source image) based on the detection signal from the
また、本実施形態では、マイクロミラーアレイ94と検出器95とを、連結部材98を用いて一体的に結合しているので、検出器95をマイクロミラーアレイ94に同期して駆動するための駆動機構を別途設ける必要が無い。また、本実施形態では検出器95もマイクロミラーアレイに合わせて小型化されているため、発熱量も少なく、この点からも高精度な光学特性の計測が可能である。
In this embodiment, since the
なお、上記実施形態では、マイクロミラーアレイ94として、複数の微小な反射面領域が設けられた第1反射面94aと、平面状の反射面を有する第2反射面94bとを備える構成を採用し、平面状の反射面の光路上への挿入及び離脱をする切替え装置として、回転駆動機構52を採用する場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではない。例えば、図12(A)に示されるように、第1反射面94aのみが設けられたマイクロミラーアレイ94とは別に、平面状の反射面が設けられた平面ミラー194を用意し、瞳像計測時には、図12(A)に示されるように、マイクロミラーアレイ94を光路外に退避させるとともに平面ミラー194を照明光ELの光路上に配置することとし、波面収差計測時には、図12(B)に示されるように平面ミラー194を光路外に退避させるとともにマイクロミラーアレイ94を照明光ELの光路上に配置することとしても良い。この場合、図12(A)、図12(B)に示されるように、マイクロミラーアレイ94と平面ミラー194とを駆動するリニアモータLM1',LM2'の固定子を共通とすることができる。また、図12(A)、図12(B)の構成に限らず、光路上にマイクロミラーアレイと平面ミラーとを配置することができる構成であれば、種々の構成を採用することができる。
In the above embodiment, the
なお、上記実施形態では、マイクロミラーアレイ94と検出器95とを連結部材98を用いて一体的に結合することにより、マイクロミラーアレイ94と検出器95とを同期移動することとしているが、これに限らず、連結部材98を用いず、マイクロミラーアレイ94と検出器95とを別のリニアモータ等の移動機構により、移動することとしても良い。
In the above embodiment, the
なお、上記実施形態では、検出器95として、マイクロミラーアレイ94の大きさに合わせたエリアセンサを用いることとしたが、本発明がこれに限られるものではなく、エリアセンサとしては、照明光の全てを受光できる程度の大きさを有するエリアセンサを採用することもできる。また、エリアセンサのみならず、ラインセンサを採用し、1画素分ずつずらしつつ照明光の全てについて計測するようにすることもできる。
In the above embodiment, an area sensor that matches the size of the
更に検出器としては、いわゆるTDI(Time Delay Integration)センサを採用することとしても良い。このTDIセンサは、ラインセンサの一種ではあるが、一軸方向のみならず、該一軸方向に垂直な他軸方向にも画素が配列された二次元構造を有している。このTDIセンサは、他軸方向に移動しつつ、他軸方向の画素による情報を積分していくことで一つの画像とするため、通常のCCDラインセンサに比べて高速・高感度な計測を行うことができる。 Further, a so-called TDI (Time Delay Integration) sensor may be employed as the detector. This TDI sensor is a kind of line sensor, but has a two-dimensional structure in which pixels are arranged not only in one axis direction but also in another axis direction perpendicular to the one axis direction. This TDI sensor moves in the direction of the other axis and integrates information from the pixels in the direction of the other axis to form one image. Therefore, the TDI sensor performs measurement with higher speed and higher sensitivity than a normal CCD line sensor. be able to.
なお、上記実施形態では、反射面領域の大きさと同一のピッチで移動することとしたが、これに限らず、反射面領域の大きさ以上のピッチで移動して、順次位置決めすることとしてもよい。 In the above-described embodiment, the movement is performed at the same pitch as the size of the reflection surface area. However, the movement is not limited to this, and the movement may be performed at a pitch larger than the size of the reflection surface area and sequentially positioned. .
なお、上記実施形態では、マイクロミラーアレイ94のY軸方向に関する位置を計測する位置検出装置として、リニアエンコーダを用いることとしたが、これに限らず、レーザ干渉計等のその他の検出装置を用いることとしても良い。
In the above embodiment, the linear encoder is used as the position detection device for measuring the position of the
なお、上記実施形態では、マイクロミラーアレイ94をY軸方向に移動する移動装置として、リニアモータLM1,LM2を少なくとも含む場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではなく、例えば、回転モータを用いたボールネジ方式の移動装置など種々の移動装置を用いることが可能である。
In the above-described embodiment, the case where at least the linear motors LM1 and LM2 are included as moving devices that move the
なお、上記実施形態中ではマイクロミラーアレイ94を一体物で構成し、一方の面を多数の反射面領域が形成された第1反射面94a、他方の面を平面状の第2反射面94bとする場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではなく、第1反射面94aが形成された第1の反射部材と、第2反射面94bが形成された第2の反射部材の2枚を貼り付けて一つのマイクロミラーアレイとすることとしても良い。
In the above-described embodiment, the
なお、上記実施形態では、マイクロミラーアレイ94の第1反射面94aに、反射面領域がその長手方向に一列に配列される場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではなく、例えば、マイクロミラーアレイ94を比較的容易に製造可能な範囲内であればその列数を2列、3列等、任意に設定することとしても良い。また、マイクロミラーアレイ94を微小な1つの反射面領域のみとし、該1つの反射面領域を2次元面内で移動することにより、2次元面内で光学特性の計測を行うこととしても良い。これらの場合、検出器95の大きさをマイクロミラーアレイの大きさに合わせることとしても良い。
In the above embodiment, the case where the reflective surface regions are arranged in a line in the longitudinal direction on the first
また、上記実施形態では、33個の計測点における瞳像を全て計測した後に、33個の計測点における波面収差計測を行うこととしているが、本発明がこれに限られるものではなく、各計測点において瞳像計測と波面収差計測とを交互に行うこととしても良い。例えば、前者を第1モード、後者を第2モードとし、いずれのモードで計測を行うかをオペレータが選択できるようにすることとしても良い。 In the above embodiment, wavefront aberration measurement is performed at 33 measurement points after all pupil images at 33 measurement points are measured. However, the present invention is not limited to this, and each measurement is performed. It is also possible to alternately perform pupil image measurement and wavefront aberration measurement at a point. For example, the former may be the first mode, the latter may be the second mode, and the operator may select which mode to perform the measurement.
なお、上記実施形態では、計測用レチクルRTにおけるピンホールパターンの数を11×3=33としたが、所望の波面収差の計測精度に応じて、数を増減することが可能である。 In the above embodiment, the number of pinhole patterns in the measurement reticle RT is 11 × 3 = 33. However, the number can be increased or decreased according to the measurement accuracy of the desired wavefront aberration.
また、上記実施形態では、投影光学系POの波面収差の計測に際し、レチクルステージRSTに計測用レチクルRTをロードするものとしたが、計測用レチクルと同様のピンホールパターンが形成されたパターン板をレチクルステージRSTに常設しておき、このパターン板を投影光学系POの視野に対して位置合わせして、投影光学系POの波面収差の計測を行うようにしても良い。 In the above embodiment, the measurement reticle RT is loaded onto the reticle stage RST when measuring the wavefront aberration of the projection optical system PO. However, a pattern plate on which a pinhole pattern similar to the measurement reticle is formed is used. The wavefront aberration of the projection optical system PO may be measured by placing the pattern plate on the reticle stage RST and aligning the pattern plate with the field of view of the projection optical system PO.
また、上記実施形態では、波面センサ90内部の受光光学系の収差は、無視できる程小さいものとしたが、さらに高い精度の波面収差計測を行う場合などには、波面収差を算出するまでのいずれかの時点で、受光光学系単独の波面収差を計測しておいても良い。かかる受光光学系単独の波面収差の計測は、投影光学系POを介した照明光ELの照射により球面波を発生する程度の大きさのピンホール開口が形成されたパターン板を、標示板91の近傍に設け、このパターン板のピンホール開口で前記貫通孔91aを更に制限した状態で、投影光学系POから射出される照明光ELをパターン板に照射して、上述と同様の波面収差の計測を行うことで実現できる。そして、投影光学系POの波面収差の算出の際に、上記の受光光学系単独の波面収差を補正値として用いることとしても良い。
Further, in the above embodiment, the aberration of the light receiving optical system inside the
また、同様に、波面収差を精度良く求めるために、波面収差を算出するまでのいずれかの時点で、検出器95の暗電流を計測しておき、各画素の値(輝度値)を求める際に、この暗電流に起因するオフセットを補正しても良い。かかるオフセット補正は、前述した瞳像計測などの場合に行うと良い。
Similarly, in order to obtain the wavefront aberration accurately, the dark current of the
また、上記実施形態では、投影光学系POの波面収差計測及び波面収差調整を、露光装置が組み立てられた後の定期メンテナンス時等に行い、その後のウエハの露光に備える場合について説明したが、露光装置の製造における投影光学系POの調整時に、上記実施形態と同様にして、波面収差の調整を行っても良い。なお、露光装置の製造時における投影光学系POの調整にあたっては、上記の実施形態において行われる投影光学系POを構成する一部のミラーの位置調整に加えて、他のミラーの位置調整、ミラーの再加工、ミラーの交換等を行うことが可能である。 In the above embodiment, the case where the wavefront aberration measurement and the wavefront aberration adjustment of the projection optical system PO are performed at the time of periodic maintenance after the exposure apparatus is assembled and the like is prepared for the subsequent wafer exposure is described. When adjusting the projection optical system PO in the manufacture of the apparatus, the wavefront aberration may be adjusted in the same manner as in the above embodiment. When adjusting the projection optical system PO at the time of manufacturing the exposure apparatus, in addition to the position adjustment of some mirrors constituting the projection optical system PO performed in the above embodiment, the position adjustment of other mirrors and mirrors It is possible to rework, replace the mirror, etc.
また、上記実施形態では、波面センサ90がウエハステージWSTに対して着脱自在になっている場合について説明したが、これに限らず、波面センサ90はウエハステージWSTに常設されても良い。また、ウエハステージとは異なる別のステージに常設しても良い。
In the above embodiment, the case where the
なお、上記実施形態では、被検光学系として投影光学系を採用する場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではなく、被検光学系として照明光学系を採用することとしても良い。 In the above embodiment, the case where the projection optical system is employed as the test optical system has been described. However, the present invention is not limited to this, and an illumination optical system may be employed as the test optical system. .
また、上記実施形態では、露光光としてEUV光を用い、6枚のミラーのみから成るオール反射の投影光学系を用いる場合について説明したが、これは一例であって、本発明がこれに限定されないことは勿論である。すなわち、例えば、特開平11−345761号公報に開示されるような4枚のミラーのみから成る投影光学系を備えた露光装置は勿論、光源に波長100〜160nmのVUV光源、例えばAr2レーザ(波長126nm)を用い、4〜8枚のミラーを有する投影光学系などにも好適に適用することができる。また、レンズのみから成る屈折系の投影光学系、レンズを一部に含む反射屈折系の投影光学系のいずれにも、本発明は好適に適用することができる。 In the above embodiment, the case where the EUV light is used as the exposure light and the all-reflection projection optical system including only six mirrors is used is described as an example, and the present invention is not limited thereto. Of course. That is, for example, an exposure apparatus having a projection optical system composed of only four mirrors as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-345761, as well as a VUV light source having a wavelength of 100 to 160 nm, such as an Ar 2 laser ( The present invention can be suitably applied to a projection optical system having a wavelength of 126 nm) and having 4 to 8 mirrors. Further, the present invention can be suitably applied to both a refractive projection optical system including only a lens and a catadioptric projection optical system including a lens in part.
なお、上記実施形態では、EUV露光装置に波面センサ90が設けられた場合について説明したが、これに限らず、F2レーザ光源、ArFエキシマレーザ光源、KrFエキシマレーザ光源などの紫外パルス光源、g線(波長436nm)、i線(波長365nm)などの輝線を発する超高圧水銀ランプ等を用いる露光装置に上記実施形態の波面センサ90を設けることも可能である。また、DFB半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム(又はエルビウムとイッテルビウムの両方)がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。
In the above embodiment, the case where the
なお、上記実施形態では、波面センサ90の被検光学系として、露光装置を構成する投影光学系を採用した場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではなく、例えば、被検光学系として照明光学系を採用することとしても良い。
In the above embodiment, the case where the projection optical system constituting the exposure apparatus is adopted as the test optical system of the
なお、上記実施形態では、露光光として波長11nmのEUV光を用いる場合について説明したが、これに限らず、露光光として波長13nmのEUV光を用いても良い。この場合には、波長13nmのEUV光に対して約70%の反射率を確保するため、各ミラーの反射膜としてモリブデンMoとケイ素Siを交互に積層した多層膜を用いる必要がある。 In the above embodiment, the case where EUV light having a wavelength of 11 nm is used as exposure light has been described. However, the present invention is not limited to this, and EUV light having a wavelength of 13 nm may be used as exposure light. In this case, in order to secure a reflectance of about 70% with respect to EUV light having a wavelength of 13 nm, it is necessary to use a multilayer film in which molybdenum Mo and silicon Si are alternately laminated as the reflection film of each mirror.
また、上記実施形態では、露光光源としてレーザ励起プラズマ光源を用いるものとしたが、これに限らず、SOR、ベータトロン光源、ディスチャージド光源、X線レーザなどのいずれを用いても良い。 In the above embodiment, the laser excitation plasma light source is used as the exposure light source. However, the present invention is not limited to this, and any of SOR, betatron light source, discharged light source, X-ray laser, and the like may be used.
また、上記実施形態では、走査型露光装置の場合を説明したが、本発明は、投影光学系を備える露光装置であれば、ステップ・アンド・リピート機、ステップ・アンド・スキャン機、ステップ・アンド・スティッチング機を問わず適用することができる。 In the above embodiment, the case of a scanning exposure apparatus has been described. However, the present invention is not limited to a step-and-repeat machine, a step-and-scan machine, a step-and-scan machine, and the like, as long as the exposure apparatus includes a projection optical system.・ It can be applied to any stitching machine.
露光装置の用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶標示素子パターンを転写する液晶用の露光装置や、有機EL、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシーン及びDNAチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、EUV露光装置、X線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。 The use of the exposure apparatus is not limited to the exposure apparatus for semiconductor manufacturing, but for example, an exposure apparatus for liquid crystal that transfers a liquid crystal display element pattern onto a square glass plate, an organic EL, a thin film magnetic head, a micromachine, etc. In addition, it can be widely applied to an exposure apparatus for manufacturing a DNA chip or the like. Further, in order to manufacture reticles or masks used in not only microdevices such as semiconductor elements but also light exposure apparatuses, EUV exposure apparatuses, X-ray exposure apparatuses, electron beam exposure apparatuses, etc., glass substrates or silicon wafers, etc. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern.
なお、例えば国際公開WO99/49504号などに開示される、投影光学系POとウエハとの間に液体が満たされる液浸露光装置に本発明を適用しても良い。 Note that the present invention may be applied to an immersion exposure apparatus in which a liquid is filled between the projection optical system PO and the wafer, which is disclosed in, for example, International Publication WO99 / 49504.
以上説明したように、本発明の光学特性計測装置は、被検光学系の光学特性を計測するのに適している。また、本発明の露光装置は、マスクに形成されたパターンを基板に転写するのに適している。 As described above, the optical property measuring apparatus of the present invention is suitable for measuring the optical property of the optical system to be detected. The exposure apparatus of the present invention is suitable for transferring a pattern formed on a mask onto a substrate.
10…露光装置、41…位置検出装置(計測装置)、52…回転駆動機構(切替え装置)、90…波面センサ(光学特性計測装置)、94…マイクロミラーアレイ(波面分割光学素子)、94a…第2反射面(平面ミラー)、95…検出器、98…連結部材(結合機構)、LM1,LM2…リニアモータ(移動機構)、PO…投影光学系(被検光学系)、R…レチクル(マスク)、W…ウエハ(物体)、WST…ウエハステージ(物体ステージ)。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
所定面内の一軸方向に配列された複数の反射面領域を有する波面分割光学素子と;
前記波面分割光学素子を前記所定面内で一軸方向と直交する他軸方向に移動させる移動機構と;
前記被検光学系及び前記波面分割光学素子を介した光を受光し、前記被検光学系の光学特性に関する情報を含む検出信号を出力する検出器と;を備える光学特性計測装置。 An optical property measuring device for measuring optical properties of a test optical system,
A wavefront splitting optical element having a plurality of reflecting surface regions arranged in a uniaxial direction within a predetermined plane;
A moving mechanism for moving the wavefront splitting optical element in the other axis direction orthogonal to the one axis direction within the predetermined plane;
And a detector that receives light through the test optical system and the wavefront splitting optical element and outputs a detection signal including information on optical characteristics of the test optical system.
前記光の光路上に前記波面分割光学素子が配置された状態と前記平面ミラーが配置された状態とを切り換える切替え装置と;を更に備える請求項1に記載の光学特性計測装置。 A plane mirror capable of inserting and removing light on the optical path through the test optical system;
The optical characteristic measurement device according to claim 1, further comprising: a switching device that switches between a state in which the wavefront splitting optical element is disposed on an optical path of the light and a state in which the planar mirror is disposed.
前記検出器は、前記位置決め毎に前記検出信号を出力することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の光学特性計測装置。 The drive mechanism moves the wavefront dividing optical element at a predetermined pitch that is equal to or larger than the size of the reflection surface region with respect to the other axis direction, and sequentially positions the optical element.
The optical detector according to claim 1, wherein the detector outputs the detection signal for each positioning.
前記マスクを照明光で照明する照明光学系と;
前記マスクから射出される前記照明光を前記物体上に投射する投影光学系と;
前記物体を保持して2次元移動する物体ステージと;
前記照明光学系と前記投影光学系の少なくとも一方が前記被検光学系となるように前記物体ステージに設けられた請求項1〜8のいずれか一項に記載の光学特性計測装置と;を備える露光装置。 An exposure apparatus for transferring a pattern formed on a mask onto an object,
An illumination optical system for illuminating the mask with illumination light;
A projection optical system that projects the illumination light emitted from the mask onto the object;
An object stage that holds the object and moves two-dimensionally;
The optical characteristic measurement apparatus according to claim 1, wherein the optical stage is provided on the object stage so that at least one of the illumination optical system and the projection optical system is the optical system to be detected. Exposure device.
前記照明光が、極端紫外光であることを特徴とする請求項9に記載の露光装置。
A reflective mask is used as the mask,
The exposure apparatus according to claim 9, wherein the illumination light is extreme ultraviolet light.
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