JP2007324342A - Exposure method, exposure system management method, exposure system, and device manufacturing method - Google Patents

Exposure method, exposure system management method, exposure system, and device manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JP2007324342A
JP2007324342A JP2006152315A JP2006152315A JP2007324342A JP 2007324342 A JP2007324342 A JP 2007324342A JP 2006152315 A JP2006152315 A JP 2006152315A JP 2006152315 A JP2006152315 A JP 2006152315A JP 2007324342 A JP2007324342 A JP 2007324342A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exposure
flare
pattern
amount
apparatuses
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006152315A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kensho Tokuda
憲昭 徳田
Hiroshi Niyuuhama
洋 入浜
Naohito Kondo
尚人 近藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2006152315A priority Critical patent/JP2007324342A/en
Publication of JP2007324342A publication Critical patent/JP2007324342A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently carry out matching, etc. between pattern formation states of a plurality of exposure apparatuses, by suppressing the impact of flare, when flare states are different among the plurality of exposure apparatuses. <P>SOLUTION: The exposure method wherein patterns of reticles R1 and R2 are transferred onto a wafer W1 by using the plurality of exposure apparatuses 32A and 32B comprises processes of measuring an amount of flare of the exposure apparatus 32A and 32B, respectively; comparing the amounts of flares; predicting the optical proximity-effect characteristics for each exposure apparatus 32A and 32B, based on the amounts of flares; and adjusting the optical proximity-effect characteristics of the other exposure apparatus, with respect to that of the exposure apparatus having the least amount of flares. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数の露光装置を用いる場合の露光技術、複数の露光装置を有する露光システム、及びこのような露光システムの管理技術に関し、例えば半導体素子、撮像素子（ＣＣＤ等）、及び液晶表示素子等のデバイスを製造するためのリソグラフィ工程で、マスクパターンをウエハ等の物体上に転写する際に適用できるものである。   The present invention relates to an exposure technique in the case of using a plurality of exposure apparatuses, an exposure system having a plurality of exposure apparatuses, and a management technique for such an exposure system, for example, a semiconductor element, an imaging element (CCD, etc.), and a liquid crystal display element. It can be applied when transferring a mask pattern onto an object such as a wafer in a lithography process for manufacturing a device such as the above.

従来より、半導体素子等を製造するためのリソグラフィ工程中で、レチクル（又はフォトマスク等）のパターンを投影光学系を介して感光性の基板としてのレジストが塗布されたウエハ（又はガラスプレート等）の各ショット領域に転写するために、ステッパー等の一括露光型の投影露光装置及びスキャニングステッパー等の走査露光型の投影露光装置等の露光装置が使用されている。近年の集積回路の一層の微細化に伴い、露光装置に要求される転写後のパターンに対する線幅均一性も高まっている。   Conventionally, a wafer (or glass plate or the like) coated with a resist as a photosensitive substrate through a projection optical system on a reticle (or photomask or the like) pattern in a lithography process for manufacturing a semiconductor element or the like. In order to transfer to each shot area, an exposure apparatus such as a batch exposure type projection exposure apparatus such as a stepper and a scanning exposure type projection exposure apparatus such as a scanning stepper is used. With the further miniaturization of integrated circuits in recent years, the line width uniformity with respect to a pattern after transfer required for an exposure apparatus is also increasing.

レチクルには、同じ線幅のラインパターンが互いに異なるピッチで配列された複数のライン・アンド・スペースパターン（以下、Ｌ＆Ｓパターンという。）が形成されている。このレチクルに形成されたＬ＆Ｓパターンを、投影光学系を介してウエハ上に転写する場合、その投影光学系がたとえ無収差であったとしても、投影像の光学的近接効果であるＯＰＥ（Optical Proximity Effect）によって、現像後にウエハ上に形成されるレジストパターンの線幅は、ピッチによって変化する。このような転写されるパターン（又は投影像）の線幅のピッチ依存性は、ＯＰＥ特性と呼ばれている。通常、露光装置の投影光学系には或る程度の収差が残存しており、その残存している収差によって露光装置のＯＰＥ特性は変化する。   A plurality of line and space patterns (hereinafter referred to as L & S patterns) in which line patterns having the same line width are arranged at different pitches are formed on the reticle. When the L & S pattern formed on the reticle is transferred onto the wafer via the projection optical system, even if the projection optical system is non-aberration, OPE (Optical Proximity) is an optical proximity effect of the projected image. The line width of the resist pattern formed on the wafer after development varies depending on the pitch. Such pitch dependency of the line width of the transferred pattern (or projected image) is called an OPE characteristic. Usually, some aberration remains in the projection optical system of the exposure apparatus, and the OPE characteristic of the exposure apparatus changes due to the remaining aberration.

また、線幅均一性の劣化の要因の一つに投影光学系のフレアがある。光学系で発生するフレアには大きく分けて、光学系を構成する光学部材（レンズ等）の表面やコーティング膜で小さい角度範囲に発生する前方散乱光に起因する迷光（又はかぶり光）であるいわゆるローカルフレア(loca1 flare）と、光学部材のコーティング膜における反射に起因する迷光であるいわゆるグローバルフレア（ロングレンジフレア）とがある。パターンの線幅均一性の劣化に寄与するのは主にローカルフレアである。ローカルフレアは、ウエハ上の本来のパターン像の周辺の例えば２０μｍ程度の幅の範囲内に発生する「かぶり光」である。通常、ローカルフレアの強度は、本来のパターン像を形成する結像光束の強度に対してほぼ１％程度以下であり、グローバルフレアの強度はそれよりも小さい。   Further, one of the causes of the deterioration of the line width uniformity is the flare of the projection optical system. The flare generated in the optical system is roughly divided into stray light (or fog light) caused by forward scattered light generated in a small angle range on the surface of the optical member (lens or the like) constituting the optical system and the coating film. There are local flare (loca1 flare) and so-called global flare (long range flare) which is stray light caused by reflection on the coating film of the optical member. It is mainly local flare that contributes to the degradation of the line width uniformity of the pattern. The local flare is “fogging light” generated within a width of about 20 μm, for example, around the original pattern image on the wafer. Usually, the intensity of the local flare is about 1% or less with respect to the intensity of the imaging light beam forming the original pattern image, and the intensity of the global flare is smaller than that.

従来、投影光学系のフレアを計測する方法としては、例えばテストレチクルの照明領域の全面にほぼ均一な分布で複数のほぼ同一形状の矩形の遮光パターンを形成しておき、そのテストレチクルのパターンを投影光学系を介してレジストの塗布されたウエハ上に投影露光する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、露光量を変えて複数回の露光を行ってそれぞれ現像によって得られるレジスト像の形状を計測することによって、それらの遮光パターンに対応する部分が感光されないとき（レジスト像が形成されないとき）の露光量と、それらの遮光パターンに対応する部分が感光されるとき（レジスト像が形成されるとき）の露光量との関係からフレア量が求められる。
国際公開第０２／０９１６３号パンフレット Conventionally, as a method for measuring the flare of the projection optical system, for example, a plurality of rectangular light shielding patterns having a substantially uniform distribution are formed on the entire illumination area of the test reticle, and the pattern of the test reticle is formed. A method of performing projection exposure on a wafer coated with a resist via a projection optical system is known (for example, see Patent Document 1). In this method, exposure is performed multiple times with different exposure amounts, and the shape of the resist image obtained by development is measured, so that the portions corresponding to the light shielding patterns are not exposed (when the resist image is not formed). ) And the exposure amount when the portions corresponding to the light shielding patterns are exposed (when a resist image is formed), the flare amount is obtained.
International Publication No. 02/09163

通常、半導体素子はウエハ上に多層の回路パターンを積み重ねて形成されるとともに、露光工程のスループットを高めるために、半導体素子の製造ライン中には複数の露光装置が設置され、例えばレイヤ毎に異なる露光装置でまとめて露光が行われる。この場合、１つのウエハ上の異なるレイヤの回路パターンが異なる露光装置によって露光されるため、重ね合わせ精度を高めるためには、その複数の露光装置によるパターンの形成状態、例えば上記の線幅均一性の特性をできるだけマッチングさせる必要がある。   Usually, a semiconductor element is formed by stacking multiple circuit patterns on a wafer, and in order to increase the throughput of the exposure process, a plurality of exposure apparatuses are installed in the production line of the semiconductor element. Exposure is performed collectively by the exposure apparatus. In this case, since circuit patterns of different layers on one wafer are exposed by different exposure apparatuses, the pattern formation state by the plurality of exposure apparatuses, for example, the above-described line width uniformity is used to improve the overlay accuracy. Must be matched as much as possible.

また、上述のように、その線幅均一性に影響を与える要因の一つは投影光学系のフレアであるが、フレアの発生要因を考慮すると投影光学系のフレア自体の修正を高頻度に行うことは困難である。
本発明はこのような事情に鑑み、複数の露光装置を用いて露光を行う場合に、複数の露光装置のそれぞれのフレアの影響を抑制して、露光装置間のパターンの形成状態等の調整、例えばマッチングを効率的に行うことができる露光技術及び管理技術を提供することを目的とする。 Further, as described above, one of the factors affecting the line width uniformity is the flare of the projection optical system. However, when the flare generation factor is taken into consideration, the flare of the projection optical system itself is frequently corrected. It is difficult.
In view of such circumstances, the present invention suppresses the influence of each flare of a plurality of exposure apparatuses when performing exposure using a plurality of exposure apparatuses, and adjusts the formation state of a pattern between exposure apparatuses, For example, it aims at providing the exposure technique and management technique which can perform matching efficiently.

本発明による露光方法は、複数の露光装置（３２Ａ，３２Ｂ）を用いて、所定のパターンを物体上に露光する露光方法において、その複数の露光装置のそれぞれのフレアに関する情報を計測する第１工程（ステップ１０１）と、その第１工程で計測されたそのフレアに関する情報に基づいて、その複数の露光装置のそれぞれにおけるその所定のパターンの形成状態を調整する第２工程（ステップ１０３〜１０６）とを有するものである。   An exposure method according to the present invention is a first step of measuring information on each flare of a plurality of exposure apparatuses in an exposure method in which a predetermined pattern is exposed on an object using a plurality of exposure apparatuses (32A, 32B). (Step 101) and a second step (steps 103 to 106) for adjusting the formation state of the predetermined pattern in each of the plurality of exposure apparatuses based on the information on the flare measured in the first step. It is what has.

また、本発明による露光システムの管理方法は、複数の露光装置（３２Ａ，３２Ｂ）を用いて所定のパターンを物体上に露光する露光システムの管理方法であって、その複数の露光装置のそれぞれのフレアに関する情報を計測する第１工程（ステップ１０１）と、その第１工程で計測されたそのフレアに関する情報に基づいて、その複数の露光装置の露光性能の管理を行う第２工程（ステップ１０３〜１０６）とを有するものである。   An exposure system management method according to the present invention is an exposure system management method for exposing a predetermined pattern on an object using a plurality of exposure apparatuses (32A, 32B), and each of the plurality of exposure apparatuses. A first step (step 101) for measuring information on flare and a second step (step 103-) for managing the exposure performance of the plurality of exposure apparatuses based on the information on the flare measured in the first step. 106).

また、本発明による露光システムは、所定のパターンを物体上に露光する複数の露光装置（３２Ａ，３２Ｂ）を備える露光システムにおいて、その複数の露光装置のそれぞれに備えられ、投影光学系のフレアに関する情報を計測するフレア計測装置（５９Ａ，５９Ｂ）と、そのフレア計測装置の計測結果から、その複数の露光装置におけるその所定のパターンの形成状態をそれぞれ予測するとともに、予測されたその所定のパターンの形成状態に関する情報をその複数の露光装置のそれぞれに通知可能なシステム制御装置（３３）と、その複数の露光装置のそれぞれに備えられ、そのシステム制御装置から通知される情報に基づいて、その所定のパターンの形成状態を補正する補正装置（３９Ａ，３９Ｂ）とを備えるものである。   An exposure system according to the present invention relates to a flare of a projection optical system provided in each of the plurality of exposure apparatuses in an exposure system including a plurality of exposure apparatuses (32A, 32B) for exposing a predetermined pattern onto an object. From the flare measurement devices (59A, 59B) that measure information and the measurement results of the flare measurement devices, the formation state of the predetermined pattern in each of the plurality of exposure apparatuses is predicted, and the predicted predetermined pattern A system controller (33) capable of notifying each of the plurality of exposure apparatuses of information relating to the formation state, and a predetermined control based on information provided from each of the plurality of exposure apparatuses and notified from the system controller. And a correction device (39A, 39B) for correcting the pattern formation state.

これらの本発明によれば、例えば複数の露光装置間でフレアの状態が異なっている場合に、フレア自体を修正することなく、そのフレアの状態が異なることに起因するパターンの形成状態の相違を低減させるように、複数の露光装置のパターンの形成状態（又は露光性能）を調整（又は補正）することによって、そのフレアの影響を抑制して、複数の露光装置間のパターンの形成状態の調整等を効率的に行うことができる。   According to these aspects of the present invention, for example, when the flare state is different among a plurality of exposure apparatuses, the difference in the pattern formation state caused by the difference in the flare state is corrected without correcting the flare itself. By adjusting (or correcting) the pattern formation state (or exposure performance) of the plurality of exposure apparatuses so as to reduce the influence of the flare, the pattern formation state between the plurality of exposure apparatuses is adjusted. Etc. can be performed efficiently.

なお、以上の本発明の所定要素に付した括弧付き符号は、本発明の一実施形態を示す図面中の部材に対応しているが、各符号は本発明を分かり易くするために本発明の要素を例示したに過ぎず、本発明をその実施形態の構成に限定するものではない。   In addition, although the reference numerals in parentheses attached to the predetermined elements of the present invention correspond to members in the drawings showing an embodiment of the present invention, each reference numeral of the present invention is provided for easy understanding of the present invention. The elements are merely illustrative, and the present invention is not limited to the configuration of the embodiment.

以下、本発明の好ましい実施形態の一例につき図面を参照して説明する。本例は、半導体デバイス製造用の複数の露光装置を備える露光システムに本発明を適用したものである。
図１は、本例の露光システムの概略構成を示し、この図１において、本例の露光システムは、ウエハ上の第１のレイヤへの露光用の第１の露光装置３２Ａと、その第１のレイヤとは異なる第２のレイヤへの露光用の第２の露光装置３２Ｂと、これらを制御するホストコンピュータ３３（システム制御装置）とを含んで構成され、第１及び第２の露光装置３２Ａ，３２Ｂは共にステップ・アンド・スキャン方式の走査露光型の投影露光装置（スキャニング・ステッパー）である。また、不図示であるが、その露光システムには、ウエハに対してレジストの塗布や現像を行うコータ・デベロッパも含まれている。 Hereinafter, an example of a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In this example, the present invention is applied to an exposure system including a plurality of exposure apparatuses for manufacturing semiconductor devices.
FIG. 1 shows a schematic configuration of the exposure system of this example. In FIG. 1, the exposure system of this example includes a first exposure apparatus 32A for exposing a first layer on a wafer and a first exposure apparatus 32A. A second exposure apparatus 32B for exposing a second layer different from the first layer, and a host computer 33 (system control apparatus) for controlling the second exposure apparatus 32B, and the first and second exposure apparatuses 32A. 32B are step-and-scan type scanning exposure type projection exposure apparatuses (scanning steppers). Although not shown, the exposure system includes a coater / developer for applying and developing a resist on the wafer.

なお、その第１のレイヤと第２のレイヤとは互いに同程度の解像度が要求されるレイヤでもよい。また、その第１のレイヤがミドルレイヤで、その第２のレイヤがクリティカルレイヤというように、それらのレイヤは要求される解像度及び／又は１つのショット領域（投影光学系の露光フィールド）の大きさが異なっていてもよい。
［第１の露光装置３２Ａの説明］
図１に示すように、第１の露光装置３２Ａは、露光光源（不図示）と、この露光光源からの露光光ＩＬＡを用いてレチクルＲ１のパターン面上の矩形の照明領域４９Ａを照明する照明光学系３１Ａと、レチクルＲ１を駆動するレチクルステージ１３Ａと、レチクルＲ１のパターンの像をウエハＷ１上に投影する投影光学系１８Ａと、ウエハＷ１を駆動するウエハステージ１９Ａと、空間像計測系５９Ａと、これらの光学系及びステージ系等を統括的に制御するコンピュータよりなる制御装置３０Ａとを備えている。本例では、空間像計測系５９Ａがフレア計測装置としても使用される（詳細後述）。制御装置３０Ａは、ホストコンピュータ３３から露光条件（レチクルの種類、フォトレジストの感度等）の情報を受け取るとともに、後述のように、ホストコンピュータ３３に投影光学系１８Ａのフレア情報を送出し、ホストコンピュータ３３はそのフレア情報に応じて露光装置３２Ａが実行すべき動作等を示す情報を制御装置３０Ａに通知する。以下、露光装置３２Ａに関しては、投影光学系１８Ａの光軸に平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内で走査露光時のレチクルＲ１及びウエハＷ１の走査方向５２Ａに平行にＸ軸を取り、その走査方向に直交する非走査方向にＹ軸を取って説明する。また、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に平行な方向をそれぞれＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向と呼び、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の周りの回転角又は傾斜角をそれぞれ回転角θＸ，θＹ，θＺと呼ぶ。 The first layer and the second layer may be layers that require the same resolution. In addition, the first layer is a middle layer and the second layer is a critical layer. These layers are required resolution and / or size of one shot area (exposure field of projection optical system). May be different.
[Description of First Exposure Apparatus 32A]
As shown in FIG. 1, the first exposure apparatus 32A illuminates a rectangular illumination area 49A on the pattern surface of the reticle R1 using an exposure light source (not shown) and exposure light ILA from the exposure light source. Optical system 31A, reticle stage 13A that drives reticle R1, projection optical system 18A that projects an image of the pattern of reticle R1 onto wafer W1, wafer stage 19A that drives wafer W1, and aerial image measurement system 59A And a control device 30A composed of a computer that comprehensively controls these optical system and stage system. In this example, the aerial image measurement system 59A is also used as a flare measurement device (details will be described later). The control device 30A receives exposure condition (reticle type, photoresist sensitivity, etc.) information from the host computer 33, and sends flare information of the projection optical system 18A to the host computer 33 as will be described later. 33 notifies the control device 30A of information indicating the operation to be performed by the exposure device 32A according to the flare information. Hereinafter, regarding the exposure apparatus 32A, the Z axis is taken in parallel to the optical axis of the projection optical system 18A, and the X axis is taken in parallel to the scanning direction 52A of the reticle R1 and the wafer W1 during scanning exposure in a plane perpendicular to the Z axis. In the following description, the Y axis is taken in the non-scanning direction orthogonal to the scanning direction. The directions parallel to the X axis, Y axis, and Z axis are called the X direction, Y direction, and Z direction, respectively, and the rotation angles or inclination angles around the X axis, Y axis, and Z axis are rotation angles θX and θY, respectively. , ΘZ.

その露光光源としては、ＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）が用いられているが、その他にＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）、Ｆ2 レーザ（波長１５７ｎｍ）、固体レーザ（ＹＡＧレーザ又は半導体レーザ等）の高調波発生装置、又は水銀ランプ（ｉ線等）等も使用できる。照明光学系３１Ａは、その露光光源からの露光光の偏光状態を制御する偏光制御部、その露光光の照明光学系３１Ａの瞳面における光量分布を円形領域、輪帯領域、２極領域、及び４極領域等に設定するための交換可能な複数の回折光学素子、この回折光学素子からの光束の断面形状を伸縮するための少なくとも一方が移動可能な１対の円錐プリズム（アキシコン）、その瞳面における光量分布を半径方向に制御するためのズームレンズ系、その露光光の照度分布を均一化するためのオプティカル・インテグレータ、リレーレンズ系、レチクルブラインド（固定及び可動ブラインド）、光路折り曲げ用のミラー、及びコンデンサレンズ系等を備えている。 As the exposure light source, an ArF excimer laser (wavelength 193 nm) is used, but other harmonics of KrF excimer laser (wavelength 248 nm), F 2 laser (wavelength 157 nm), solid-state laser (YAG laser, semiconductor laser, etc.) A wave generator or a mercury lamp (i-line etc.) can also be used. The illumination optical system 31A includes a polarization control unit that controls the polarization state of the exposure light from the exposure light source, a light amount distribution of the exposure light on the pupil plane of the illumination optical system 31A, a circular region, an annular region, a bipolar region, and A plurality of interchangeable diffractive optical elements for setting to a quadrupole region, etc., a pair of conical prisms (axicons) capable of moving at least one of them to expand and contract the cross-sectional shape of the light beam from the diffractive optical elements, and its pupil Zoom lens system for controlling the light quantity distribution on the surface in the radial direction, optical integrator for uniforming the illuminance distribution of the exposure light, relay lens system, reticle blind (fixed and movable blind), mirror for bending the optical path And a condenser lens system.

この場合、制御装置３０Ａが、その複数の回折光学素子の切り換えを行うことによって照明条件（通常照明、コヒーレンスファクタ（σ値）の小さい小σ照明、輪帯照明、２極照明、４極照明等）を設定できる。また、制御装置３０Ａが、例えばその１対の円錐プリズムとそのズームレンズ系とを含む調整光学系４３Ａ（照明光学系３１Ａ内に配置されている。）を制御することで、露光光ＩＬＡのσ値、又は輪帯照明時の輪帯状の光量分布の外径と内径との比の値（照明輪帯比）等を調整することができる。   In this case, the control device 30A switches the plurality of diffractive optical elements so that illumination conditions (normal illumination, small σ illumination with small coherence factor (σ value), annular illumination, dipole illumination, quadrupole illumination, etc. ) Can be set. Further, the control device 30A controls the adjustment optical system 43A (arranged in the illumination optical system 31A) including, for example, the pair of conical prisms and the zoom lens system, so that σ of the exposure light ILA. It is possible to adjust the value, the value of the ratio between the outer diameter and the inner diameter of the annular light quantity distribution at the time of annular illumination (illumination annular ratio), or the like.

露光光ＩＬＡにより照明されたレチクルＲ１の非走査方向（Ｙ方向）に細長い照明領域４９Ａ内のパターンは、例えば両側テレセントリックな投影光学系１８Ａを介して所定の投影倍率（例えば１／４，１／５等）で、フォトレジスト（感光材料）が塗布されたウエハＷ１（物体）上の一つのショット領域５１Ａ上の露光領域５０Ａに投影される。投影光学系１８Ａとしては、屈折系の他に反射屈折系又は反射系も使用できる。投影光学系１８Ａの瞳面近傍には、可変開口絞り３９Ａが設置され、制御装置３０Ａは可変開口絞り３９Ａを駆動することで、投影光学系１８Ａの開口数ＮＡを粗調整及び微調整することができる。調整光学系４３Ａ及び可変開口絞り３９Ａは、パターンの形成状態（露光性能）の補正装置としても使用できる（詳細後述）。また、露光領域５０Ａは、投影光学系１８Ａに関して照明領域４９Ａと光学的に共役であり、ウエハＷ１上の露光面は、ショット領域５１Ａと同じ大きさの多数のショット領域（区画領域）に区分されている。   The pattern in the illumination area 49A elongated in the non-scanning direction (Y direction) of the reticle R1 illuminated by the exposure light ILA is, for example, a predetermined projection magnification (for example, 1/4, 1/1) via the bilateral telecentric projection optical system 18A. 5) and the like is projected onto the exposure area 50A on one shot area 51A on the wafer W1 (object) coated with the photoresist (photosensitive material). As the projection optical system 18A, a catadioptric system or a reflective system can be used in addition to the refractive system. A variable aperture stop 39A is installed in the vicinity of the pupil plane of the projection optical system 18A, and the control device 30A drives the variable aperture stop 39A, so that the numerical aperture NA of the projection optical system 18A can be roughly and finely adjusted. it can. The adjustment optical system 43A and the variable aperture stop 39A can also be used as a pattern forming state (exposure performance) correction device (details will be described later). The exposure area 50A is optically conjugate with the illumination area 49A with respect to the projection optical system 18A, and the exposure surface on the wafer W1 is divided into a number of shot areas (partition areas) having the same size as the shot area 51A. ing.

レチクルＲ１はレチクルステージ１３Ａ上に保持され、レチクルステージ１３Ａはレチクルベース１６Ａ上に例えばリニアモータを含む駆動機構（不図示）によってＸ方向に連続移動できるように載置されている。さらに、その駆動機構は、必要に応じて、レチクルステージ１３ＡのＸ方向、Ｙ方向の位置、及び回転角θＺ等を微調整する。このため、レチクルステージ１３Ａに固定された２つのＸ軸の移動鏡１４ＸＡ１，１４ＸＡ２と、Ｙ軸の移動鏡１４ＹＡと、これらの移動鏡に対向するように配置されたレーザ干渉計１５ＸＡ１，１５ＸＡ２，１５ＹＡとを含むレチクル干渉計システムによって、レチクルステージ１３Ａ（レチクルＲ１）のＸ方向、Ｙ方向の位置、及び回転角θＺ等の位置が計測されている。これらの計測結果に基づいて、制御装置３０Ａは、その駆動機構を介してレチクルステージ１３Ａの位置及び速度を制御する。   Reticle R1 is held on reticle stage 13A, and reticle stage 13A is placed on reticle base 16A so that it can be continuously moved in the X direction by a drive mechanism (not shown) including, for example, a linear motor. Further, the drive mechanism finely adjusts the position of the reticle stage 13A in the X direction, the Y direction, the rotation angle θZ, and the like as necessary. Therefore, two X-axis moving mirrors 14XA1, 14XA2 fixed to the reticle stage 13A, a Y-axis moving mirror 14YA, and laser interferometers 15XA1, 15XA2, 15YA arranged to face these moving mirrors. The position of the reticle stage 13A (reticle R1) in the X direction, the Y direction, the rotation angle θZ, and the like is measured by a reticle interferometer system. Based on these measurement results, control device 30A controls the position and speed of reticle stage 13A via the drive mechanism.

一方、図２に示すように、ウエハＷ１はウエハホルダ３６を介してウエハステージ１９Ａ上に吸着保持され、ウエハステージ１９Ａは、ウエハＷ１のフォーカス位置（Ｚ方向の位置）及び回転角θＸ，θＹを制御するＺチルトステージ３５と、ウエハベース２２Ａ上をリニアモータ等を含む駆動機構（不図示）によってＸ方向、Ｙ方向に駆動されるＸＹステージ３４とを備えている。そのＺチルトステージ３５をオートフォーカス方式で駆動して、ウエハＷ１の露光面を投影光学系１８Ａの像面に合わせ込むために、投影光学系１８Ａの側面には、ウエハＷ１の露光面の複数の計測点のフォーカス位置を計測するための光学式で斜入射方式の多点のオートフォーカスセンサ（不図示）が備えられている。図１に戻り、ウエハステージ１９Ａに固定されたＸ軸の移動鏡２０ＸＡ及びＹ軸の移動鏡２０ＹＡと、これらに対向するように配置されたレーザ干渉計２１ＸＡ及び２１ＹＡとを含むウエハ干渉計システムによって、ウエハステージ１９Ａ（ウエハＷ１）のＸ方向、Ｙ方向の位置、及びＺ軸、Ｘ軸、Ｙ軸の周りの回転量（ヨーイング量、ピッチング量、及びローリング量）も計測されている。これらの計測結果に基づいて、制御装置３０Ａは、その駆動機構を介してウエハステージ１９Ａの位置及び速度を制御する。   On the other hand, as shown in FIG. 2, the wafer W1 is sucked and held on the wafer stage 19A via the wafer holder 36, and the wafer stage 19A controls the focus position (position in the Z direction) and the rotation angles θX and θY of the wafer W1. And a XY stage 34 driven on the wafer base 22A in the X and Y directions by a drive mechanism (not shown) including a linear motor and the like. In order to drive the Z tilt stage 35 by the autofocus method so that the exposure surface of the wafer W1 is aligned with the image surface of the projection optical system 18A, the side surface of the projection optical system 18A has a plurality of exposure surfaces of the wafer W1. An optical and oblique incidence type multi-point autofocus sensor (not shown) for measuring the focus position of the measurement point is provided. Returning to FIG. 1, a wafer interferometer system including an X-axis moving mirror 20XA and a Y-axis moving mirror 20YA fixed to the wafer stage 19A, and laser interferometers 21XA and 21YA arranged so as to oppose them. The positions of the wafer stage 19A (wafer W1) in the X direction and Y direction, and the rotation amounts (yaw amount, pitching amount, and rolling amount) around the Z axis, X axis, and Y axis are also measured. Based on these measurement results, the control device 30A controls the position and speed of the wafer stage 19A through the drive mechanism.

また、投影光学系１８Ａの側面には、ウエハＷ１上の各ショット領域に付設されたアライメントマークの位置を検出するためのアライメントセンサ２５Ａが設置され、レチクルステージ１３Ａの上方にはレチクルＲ１に形成されたアライメントマークの位置を検出するためのレチクルアライメント顕微鏡（不図示）が設置され、これらの検出結果は制御装置３０Ａに供給されている。これらの検出結果に基づいて、制御装置３０Ａがレチクルステージ１３Ａ及びウエハステージ１９Ａを駆動することによって、重ね合わせ露光を行う際にレチクルＲ１のパターン像とウエハＷ上の各ショット領域に既に形成されている回路パターンとを高精度に重ね合わせることができる。   An alignment sensor 25A for detecting the position of the alignment mark attached to each shot area on the wafer W1 is installed on the side surface of the projection optical system 18A, and is formed on the reticle R1 above the reticle stage 13A. A reticle alignment microscope (not shown) for detecting the position of the alignment mark is installed, and the detection results are supplied to the control device 30A. Based on these detection results, the control device 30A drives the reticle stage 13A and the wafer stage 19A so that the pattern image of the reticle R1 and the shot area on the wafer W are already formed when performing overlay exposure. It is possible to superimpose existing circuit patterns with high accuracy.

露光時には、露光光ＩＬＡでレチクルＲ１を照明した状態で、レチクルステージ１３Ａを介して照明領域４９Ａに対してレチクルＲ１をＸ方向に移動するのに同期して、ウエハステージ１９Ａを介して露光領域５０Ａに対してウエハＷ１を対応する方向に移動する走査露光動作と、露光光ＩＬＡの照射を停止して、ウエハステージ１９Ａを介してウエハＷ１をＸ方向、Ｙ方向にステップ移動する動作とを繰り返すことによって、ウエハＷ１の各ショット領域にレチクルＲ１のパターンの像が露光される。   At the time of exposure, in a state where the reticle R1 is illuminated with the exposure light ILA, the exposure region 50A is transmitted via the wafer stage 19A in synchronization with the movement of the reticle R1 in the X direction with respect to the illumination region 49A via the reticle stage 13A. The scanning exposure operation for moving the wafer W1 in the corresponding direction and the operation for stopping the irradiation of the exposure light ILA and moving the wafer W1 stepwise in the X and Y directions via the wafer stage 19A are repeated. Thus, an image of the pattern of the reticle R1 is exposed to each shot area of the wafer W1.

この露光を継続すると、露光光の照射熱等の影響で投影光学系１８Ａの歪曲収差及び球面収差等の結像特性が僅かではあるが次第に変化する。そこで、本例の露光装置３２Ａには、投影光学系１８Ａの結像特性の補正機構、及び例えば定期的にその結像特性等の計測を行うための空間像計測計５９Ａが備えられている。
図２は、図１の投影光学系１８Ａの結像特性の補正機構及び空間像計測計５９Ａの構成をも示し、この図２において、投影光学系１８Ａを構成する複数の光学部材のうちの所定の複数枚（ここでは２枚とする。）のレンズエレメントＬ１及びＬ２が、それぞれＺ方向に伸縮可能な駆動素子４２Ａ及び４２Ｂを介して鏡筒に支持されている。駆動素子４２Ａ，４２Ｂは、例えば圧電素子（ピエゾ素子等）又は磁歪素子等から構成され、実際には光軸の周りに等角度間隔で３箇所に配置されている。従って、制御装置３０Ａの制御のもとで、結像特性制御系４０Ａが、３箇所の駆動素子４２Ａ及び４２Ｂを独立にＺ方向に駆動して、レンズエレメントＬ１及びＬ２のＺ方向の位置及び回転角θＸ，θＹを制御することで、例えば露光光の照射熱によって変動した投影光学系１８Ａの所定の結像特性を基準となる状態に回復することができる。 If this exposure is continued, the imaging characteristics such as distortion and spherical aberration of the projection optical system 18A gradually change due to the influence of the irradiation heat of the exposure light. Therefore, the exposure apparatus 32A of the present example is provided with a correction mechanism for the imaging characteristics of the projection optical system 18A and an aerial image meter 59A for periodically measuring the imaging characteristics and the like.
FIG. 2 also shows the configuration of the imaging characteristic correction mechanism of the projection optical system 18A of FIG. 1 and the configuration of the aerial image measuring instrument 59A. In FIG. 2, a predetermined one of a plurality of optical members constituting the projection optical system 18A is shown. A plurality of (here, two) lens elements L1 and L2 are supported by the lens barrel via drive elements 42A and 42B that can expand and contract in the Z direction, respectively. The drive elements 42A and 42B are composed of, for example, piezoelectric elements (piezo elements or the like), magnetostrictive elements, or the like, and are actually arranged at three locations at equal angular intervals around the optical axis. Therefore, under the control of the control device 30A, the imaging characteristic control system 40A drives the three drive elements 42A and 42B independently in the Z direction, and the position and rotation of the lens elements L1 and L2 in the Z direction. By controlling the angles θX and θY, for example, the predetermined imaging characteristic of the projection optical system 18A that has fluctuated due to the irradiation heat of the exposure light can be restored to a reference state.

また、空間像計測系５９Ａは、ウエハステージ１９Ａ中のＺチルトステージ３５に設けられたステージ側構成部分、即ちスリット板９０Ａ、レンズ８４，８６から成るリレー光学系、光路折り曲げ用のミラー８８、送光レンズ８７と、ウエハステージ１９Ａの外部に設けられたステージ外構成部分、即ちミラー９６、受光レンズ８９、例えばフォトマルチプライア等の光電センサ９４等とを備えている。   The aerial image measurement system 59A includes stage side components provided on the Z tilt stage 35 in the wafer stage 19A, that is, a relay optical system including a slit plate 90A and lenses 84 and 86, a mirror 88 for bending an optical path, An optical lens 87 and an external stage part provided outside the wafer stage 19A, that is, a mirror 96, a light receiving lens 89, a photoelectric sensor 94 such as a photomultiplier, and the like are provided.

これを更に詳述すると、ＸＹ平面に平行な矩形の平板状のスリット板９０Ａは、Ｚチルトステージ３５の上面に設けられた開口を持つ突設部３７に対し、その開口を覆う状態で上方から嵌め込まれている。このスリット板９０Ａは、ガラス基板８２の上面に遮光膜を兼ねる反射膜８３を形成して構成され、その反射膜８３の一部に所定幅Ｄのスリット状の開口パターン（以下、スリットと呼ぶ。）２９が形成されている。なお、図２（及び図７（Ｂ））のスリット２９は、スリット板９０Ａに設けられた複数のスリット（図３参照）のうちの一つを代表的に示している。   More specifically, the rectangular flat plate-like slit plate 90A parallel to the XY plane is projected from above in a state of covering the opening with respect to the projecting portion 37 having the opening provided on the upper surface of the Z tilt stage 35. It is inserted. The slit plate 90A is configured by forming a reflection film 83 also serving as a light shielding film on the upper surface of the glass substrate 82, and a slit-like opening pattern (hereinafter referred to as a slit) having a predetermined width D in a part of the reflection film 83. ) 29 is formed. 2 (and FIG. 7B) representatively shows one of a plurality of slits (see FIG. 3) provided in the slit plate 90A.

また、図２の状態では、露光光ＩＬＡの照明領域に、評価用のテストレチクルＲＴに形成されたマークＰＭｘ及びＰＭｙが位置しており、そのマークの像が投影光学系１８Ａによってスリット板９０Ａ上に投影されている。そして、露光光ＩＬＡよりなる結像光束の一部がスリット２９を通過して、レンズ８４、ミラー８８、レンズ８６及び送光レンズ８７を介してほぼ＋Ｘ方向に向けてウエハステージ１９Ａ外に射出される。   In the state of FIG. 2, the marks PMx and PMy formed on the evaluation test reticle RT are positioned in the illumination area of the exposure light ILA, and the image of the mark is projected on the slit plate 90A by the projection optical system 18A. Is projected. Then, a part of the imaging light beam made of the exposure light ILA passes through the slit 29 and is emitted out of the wafer stage 19 </ b> A through the lens 84, the mirror 88, the lens 86, and the light transmission lens 87 almost in the + X direction. The

ウエハステージ１９Ａの外部に送出された露光光ＩＬＡは、ミラー９６によってほぼ＋Ｚ方向（鉛直上方）に向けて折り曲げられた後、送光レンズ８７に比べて大きい受光レンズ８９によって光電センサ９４上に集光される。受光レンズ８９及び光電センサ９４はケース９２内に収納され、ケース９２は、取付け部材９３を介してウエハベース２２Ａ上に植設された支柱９７に固定されている。ミラー９６も不図示の支持部材を介してケース９２に固定されている。   The exposure light ILA transmitted to the outside of the wafer stage 19A is bent in the + Z direction (vertically upward) by the mirror 96 and then collected on the photoelectric sensor 94 by the light receiving lens 89 larger than the light transmission lens 87. Lighted. The light receiving lens 89 and the photoelectric sensor 94 are housed in a case 92, and the case 92 is fixed to a support column 97 that is implanted on the wafer base 22 </ b> A via an attachment member 93. The mirror 96 is also fixed to the case 92 via a support member (not shown).

光電センサ９４からの光電変換信号ＰＳは、信号処理装置３８Ａを介して制御装置３０Ａに送られる。信号処理装置３８Ａは、例えば増幅器、サンプルホールド回路、Ａ／Ｄコンバータ、及びマイクロプロセッサなどを含んで構成することができる。信号処理装置３８Ａには、図１のレーザ干渉計２１ＸＡ及び２１ＹＡによって計測されるウエハステージ１９ＡのＸ座標、Ｙ座標の情報も供給されており、信号処理装置３８Ａでは、光電変換信号ＰＳからマーク像の位置及びコントラスト等の情報を求め、これらの情報を制御装置３０Ａに送出する。   The photoelectric conversion signal PS from the photoelectric sensor 94 is sent to the control device 30A via the signal processing device 38A. The signal processing device 38A can be configured to include, for example, an amplifier, a sample and hold circuit, an A / D converter, and a microprocessor. Information about the X and Y coordinates of the wafer stage 19A measured by the laser interferometers 21XA and 21YA shown in FIG. 1 is also supplied to the signal processing device 38A. The signal processing device 38A receives a mark image from the photoelectric conversion signal PS. The information such as the position and contrast is obtained, and the information is sent to the control device 30A.

図３は、スリット板９０Ａに形成されている複数のスリットの配置の一例を示し、この図３において、スリット板９０Ａの上面の遮光膜中に直交するように、かつＸ方向及びＹ方向の間隔がＬとなるように、Ｘ方向の幅ＤでＹ方向の長さＬのＸ軸のスリット２９ｘと、Ｙ方向の幅ＤでＸ方向の長さＬのＹ軸のスリット２９ｙとが形成されている。この場合、一例として、幅Ｄは１００ｎｍ、長さ（間隔）Ｌは２０μｍである。   FIG. 3 shows an example of the arrangement of a plurality of slits formed in the slit plate 90A. In FIG. 3, the gaps in the X and Y directions are orthogonal to the light shielding film on the upper surface of the slit plate 90A. Is formed with an X-axis slit 29x having a width D in the X direction and a length L in the Y direction, and a Y-axis slit 29y having a width D in the Y direction and a length L in the X direction. Yes. In this case, as an example, the width D is 100 nm and the length (interval) L is 20 μm.

図３において、スリット板９０Ａ上に図２のＹ軸のマークＰＭｙの像ＰＭｙ’が投影されているものとして、像ＰＭｙ’（空間像）のＹ方向の光量分布を計測するためには、図２のウエハステージ１９Ａを駆動して、図３のスリット板９０Ａ上のＹ軸のスリット２９ｙで像ＰＭｙ’をＹ軸に平行な方向Ｆｙに相対走査し、そのときの図２の光電センサ９４の光電変換信号ＰＳを信号処理装置３８Ａにおいて、ウエハステージ１９ＡのＹ座標に沿ってサンプリングすればよい。この結果、図４に示すように、図３の像ＰＭｙ’の光強度分布に応じた光電変換信号ＰＳを得ることができる。同様に、Ｘ軸のマーク像の光量分布を計測するためには、図３において、その像に対してＸ軸のスリット２９ｘをＸ軸に平行な方向Ｆｘに相対走査し、光電センサ９４の光電変換信号ＰＳをウエハステージ１９ＡのＸ座標に沿ってサンプリングすればよい。   3, assuming that the image PMy ′ of the Y-axis mark PMy of FIG. 2 is projected on the slit plate 90A, in order to measure the light amount distribution in the Y direction of the image PMy ′ (aerial image), FIG. 2 is driven, the image PMy ′ is relatively scanned in the direction Fy parallel to the Y-axis by the Y-axis slit 29y on the slit plate 90A of FIG. 3, and the photoelectric sensor 94 of FIG. The photoelectric conversion signal PS may be sampled along the Y coordinate of the wafer stage 19A in the signal processing device 38A. As a result, as shown in FIG. 4, a photoelectric conversion signal PS corresponding to the light intensity distribution of the image PMy ′ in FIG. 3 can be obtained. Similarly, in order to measure the light quantity distribution of the X-axis mark image, the X-axis slit 29x is scanned relative to the image in the direction Fx parallel to the X-axis in FIG. The conversion signal PS may be sampled along the X coordinate of the wafer stage 19A.

例えばＹ軸のマーク像の位置又はコントラストを計測する場合には、信号処理装置３８Ａでは、その光電変換信号ＰＳを所定のスライスレベルで２値化してＹ方向の位置を求めるか、又は光電変換信号ＰＳの振幅と直流信号との比の値を求めればよい。
［第２の露光装置３２Ｂの説明］
図１に戻り、第２の露光装置３２Ｂは、第１の露光装置３２Ａと同様に、露光光源（不図示）と、この露光光源からの露光光ＩＬＢを用いてレチクルＲ２のパターン面上の矩形の照明領域４９Ｂを照明する照明光学系３１Ｂと、レチクルＲ２をレチクルベース１６Ｂ上で駆動するレチクルステージ１３Ｂと、レチクルステージ１３Ｂの位置を計測するレチクル干渉計システム（移動鏡１４ＸＢ１，１４ＸＢ２，１４ＹＢ及びレーザ干渉計１５ＸＢ１，１５ＸＢ２，１５ＹＢ）と、レチクルＲ２のパターンの像をフォトレジストが塗布されたウエハＷ２（物体）の一つのショット領域５１Ｂ上の露光領域５０Ｂに投影する投影光学系１８Ｂと、ウエハＷ２をウエハベース２２Ｂ上で駆動するウエハステージ１９Ｂと、ウエハステージ１９Ｂの位置を計測するウエハ干渉計システム（移動鏡２０ＸＢ，２０ＹＢ及びレーザ干渉計２１ＸＢ，２１ＹＢ）と、スリット２９ｘ，２９ｙが形成されたスリット板９０Ｂを含む空間像計測系５９Ｂと、アライメントセンサ２５Ｂ及びレチクルアライメント顕微鏡（不図示）と、これらの光学系及びステージ系等を統括的に制御するコンピュータよりなる制御装置３０Ｂとを備えている。露光装置３２Ｂにおいても、空間像計測系５９Ｂがフレア計測装置としても使用される（詳細後述）。 For example, when measuring the position or contrast of the Y-axis mark image, the signal processing device 38A binarizes the photoelectric conversion signal PS at a predetermined slice level to obtain the position in the Y direction, or the photoelectric conversion signal. What is necessary is just to obtain | require the value of the ratio of the amplitude of PS and a DC signal.
[Description of Second Exposure Apparatus 32B]
Returning to FIG. 1, similarly to the first exposure apparatus 32A, the second exposure apparatus 32B uses an exposure light source (not shown) and exposure light ILB from the exposure light source to form a rectangle on the pattern surface of the reticle R2. An illumination optical system 31B that illuminates the illumination area 49B, a reticle stage 13B that drives the reticle R2 on the reticle base 16B, and a reticle interferometer system that measures the position of the reticle stage 13B (moving mirrors 14XB1, 14XB2, and 14YB and a laser). Interferometers 15XB1, 15XB2, and 15YB), a projection optical system 18B that projects an image of the pattern of reticle R2 onto an exposure area 50B on one shot area 51B of wafer W2 (object) coated with photoresist, and wafer W2. Wafer stage 19B for driving the wafer base 22B and the position of the wafer stage 19B Interferometer system (moving mirrors 20XB and 20YB and laser interferometers 21XB and 21YB) for measuring the position, an aerial image measurement system 59B including a slit plate 90B in which slits 29x and 29y are formed, an alignment sensor 25B and a reticle alignment microscope (Not shown) and a control device 30B composed of a computer that comprehensively controls these optical system and stage system. In the exposure apparatus 32B, the aerial image measurement system 59B is also used as a flare measurement apparatus (details will be described later).

また、露光装置３２Ｂの制御装置３０Ｂも、ホストコンピュータ３３から露光条件（レチクルの種類、フォトレジストの感度等）の情報を受け取るとともに、後述のように、ホストコンピュータ３３に投影光学系１８Ｂのフレア情報を送出し、ホストコンピュータ３３はそのフレア情報に応じて露光装置３２Ｂが実行すべき動作等を示す情報を制御装置３０Ｂに通知する。以下、露光装置３２Ｂに関しては、投影光学系１８Ｂの光軸に平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内で走査露光時のレチクルＲ２及びウエハＷ２の走査方向５２Ｂに平行にＸ軸を取り、その走査方向に直交する非走査方向にＹ軸を取って説明する。   The control device 30B of the exposure device 32B also receives information on exposure conditions (reticle type, photoresist sensitivity, etc.) from the host computer 33, and also sends the flare information of the projection optical system 18B to the host computer 33 as will be described later. The host computer 33 notifies the control device 30B of information indicating the operation to be performed by the exposure device 32B according to the flare information. Hereinafter, regarding the exposure apparatus 32B, the Z axis is taken in parallel to the optical axis of the projection optical system 18B, and the X axis is taken in parallel to the scanning direction 52B of the reticle R2 and the wafer W2 during scanning exposure in a plane perpendicular to the Z axis. In the following description, the Y axis is taken in the non-scanning direction orthogonal to the scanning direction.

第１の露光装置３２Ａと同様に、この第２の露光装置３２Ｂにおいても、制御装置３０Ｂが、照明光学系３１Ｂ内に配置されている調整光学系４３Ｂ（例えば１対の円錐プリズムとズームレンズ系とを含む光学系）を制御することで、露光光ＩＬＢのσ値及び輪帯照明時の照明輪帯比等を調整することができる。また、制御装置３０Ｂが投影光学系１８Ｂ中の可変開口絞り３９Ｂを駆動することで、投影光学系１８Ｂの開口数ＮＡを粗調整及び微調整することができる。調整光学系４３Ｂ及び可変開口絞り３９Ｂは、パターンの形成状態（又は露光性能）の補正装置としても使用できる（詳細後述）。なお、投影光学系１８Ａと投影光学系１８Ｂとは倍率が異なっていてもよい。   Similar to the first exposure apparatus 32A, also in the second exposure apparatus 32B, the control apparatus 30B has an adjustment optical system 43B (for example, a pair of conical prisms and a zoom lens system) disposed in the illumination optical system 31B. , The σ value of the exposure light ILB, the illumination zone ratio during annular illumination, and the like can be adjusted. Further, the control device 30B drives the variable aperture stop 39B in the projection optical system 18B, so that the numerical aperture NA of the projection optical system 18B can be roughly adjusted and finely adjusted. The adjusting optical system 43B and the variable aperture stop 39B can also be used as a pattern forming state (or exposure performance) correcting device (details will be described later). The projection optical system 18A and the projection optical system 18B may have different magnifications.

一例として、第１の露光装置３２ＡによってウエハＷ１上の第１のレイヤへの露光が行われ、そのウエハＷ１上のフォトレジストの現像及びパターン形成（エッチング等）等の工程を経て、その第１のレイヤの回路パターンが形成される。その後、ウエハＷ１上の第２のレイヤに回路パターンを形成する場合には、第２レイヤ用の薄膜が形成されその上にフォトレジストが塗布されたウエハＷ１を第２の露光装置３２Ｂのウエハステージ１９Ｂ上にロードする。そして、露光装置３２Ｂにおいて、アライメントが完了した後、露光光ＩＬＢでレチクルＲ２を照明した状態で、レチクルステージ１３Ｂを介して照明領域４９Ｂに対してレチクルＲ２をＸ方向に移動するのに同期して、ウエハステージ１９Ｂを介して露光領域５０Ｂに対してウエハＷ１を対応する方向に移動する走査露光動作と、露光光ＩＬＢの照射を停止して、ウエハステージ１９Ｂを介してウエハＷ１をＸ方向、Ｙ方向にステップ移動する動作とを繰り返すことによって、ウエハＷ１の各ショット領域の第２レイヤにレチクルＲ２のパターンの像が露光される。その後、ウエハＷ１のフォトレジストの現像及びパターン形成工程等を経ることで、ウエハＷ１の第２レイヤに所望の回路パターンが形成される。   As an example, the first exposure device 32A exposes the first layer on the wafer W1, and after the steps of developing the photoresist on the wafer W1 and pattern formation (etching, etc.), the first layer. The circuit pattern of the layer is formed. Thereafter, when a circuit pattern is formed on the second layer on the wafer W1, the wafer W1 on which the thin film for the second layer is formed and the photoresist is applied thereon is used as the wafer stage of the second exposure apparatus 32B. Load on 19B. In the exposure apparatus 32B, after alignment is completed, the reticle R2 is illuminated with the exposure light ILB, and the reticle R2 is moved in the X direction with respect to the illumination area 49B via the reticle stage 13B. The scanning exposure operation for moving the wafer W1 in the direction corresponding to the exposure area 50B via the wafer stage 19B and the irradiation of the exposure light ILB are stopped, and the wafer W1 is moved in the X direction and Y through the wafer stage 19B. By repeating the step moving operation in the direction, the pattern image of the reticle R2 is exposed on the second layer of each shot region of the wafer W1. Thereafter, a desired circuit pattern is formed on the second layer of the wafer W1 by performing development of a photoresist on the wafer W1, a pattern formation process, and the like.

また、露光装置３２Ｂにおいても、露光を継続すると、露光光の照射熱等の影響で投影光学系１８Ｂの歪曲収差及び球面収差等の結像特性が僅かではあるが次第に変化する。そこで、投影光学系１８Ｂについても、図２の投影光学系１８Ａと同様に、駆動素子４２Ａ及び結像特性制御系４０Ａに対応する部材からなり、制御装置３０Ｂによって制御される結像特性の補正機構が設けられている。また、例えば定期的に投影光学系１８Ｂの結像特性等を計測するための空間像計測系５９Ｂの構成は、図２に示す空間像計測系５９Ａと同様である。空間像計測系５９Ｂ内の光電センサ（光電センサ９４に対応する部材）からの光電変換信号は、図２の信号処理装置３８Ａと同様の信号処理装置に供給され、この信号処理装置で求められる計測用マークの位置及びコントラスト等の情報は制御装置３０Ｂに送出される。   Also in the exposure device 32B, if the exposure is continued, the imaging characteristics such as distortion aberration and spherical aberration of the projection optical system 18B gradually change due to the influence of irradiation heat of the exposure light. Therefore, similarly to the projection optical system 18A of FIG. 2, the projection optical system 18B is composed of members corresponding to the drive element 42A and the image formation characteristic control system 40A, and is an image formation characteristic correction mechanism controlled by the control device 30B. Is provided. Further, for example, the configuration of the aerial image measurement system 59B for periodically measuring the imaging characteristics and the like of the projection optical system 18B is the same as that of the aerial image measurement system 59A shown in FIG. A photoelectric conversion signal from a photoelectric sensor (a member corresponding to the photoelectric sensor 94) in the aerial image measurement system 59B is supplied to a signal processing device similar to the signal processing device 38A in FIG. 2, and measurement required by this signal processing device. Information such as the position and contrast of the mark for use is sent to the control device 30B.

この場合、第１の露光装置３２Ａの空間像計測系５９Ａの図２の光電センサ９４の検出感度と、第２の露光装置３２Ｂの空間像計測系５９Ｂの対応する光電センサの検出感度とは同じになるように調整されている。ただし、そのように検出感度を調整する代わりに、例えば空間像計測系５９Ａ側の検出感度に対して空間像計測系５９Ｂ側の検出感度に所定の補正値を乗じた感度が等しくなるような補正値を記憶しておき、空間像計測系５９Ｂの光電変換信号にはその補正値を乗ずるようにしてもよい。   In this case, the detection sensitivity of the photoelectric sensor 94 of FIG. 2 in the aerial image measurement system 59A of the first exposure apparatus 32A is the same as the detection sensitivity of the corresponding photoelectric sensor of the aerial image measurement system 59B of the second exposure apparatus 32B. It has been adjusted to be. However, instead of adjusting the detection sensitivity in this way, for example, correction is made so that the detection sensitivity on the aerial image measurement system 59A side is equal to the detection sensitivity on the aerial image measurement system 59B side multiplied by a predetermined correction value. A value may be stored, and the photoelectric conversion signal of the aerial image measurement system 59B may be multiplied by the correction value.

［フレアの計測方法の説明］
次に、図１の第１の露光装置３２Ａにおいて図２の空間像計測系５９Ａを用いて投影光学系１８Ａのフレア（フレアに関する情報）を計測する方法の一例につき説明する。
第１の露光装置３２Ａにおいて、投影光学系１８Ａのフレアを計測する場合には、図１のレチクルステージ１３Ａ上に図５（Ａ）に示すテストレチクルＲＴ１をロードする。なお、テストレチクルＲＴ１と同じパターン配置のテストレチクルＲＴ２を第２の露光装置３２Ｂのレチクルステージ１３Ｂ上にロードして、以下の方法を適用することによって、露光装置３２Ｂにおいても空間像計測系５９Ｂを用いて投影光学系１８Ｂのフレアを計測できる。 [Explanation of flare measurement method]
Next, an example of a method for measuring the flare (information regarding flare) of the projection optical system 18A using the aerial image measurement system 59A of FIG. 2 in the first exposure apparatus 32A of FIG. 1 will be described.
In the first exposure apparatus 32A, when measuring the flare of the projection optical system 18A, the test reticle RT1 shown in FIG. 5A is loaded on the reticle stage 13A shown in FIG. Note that the aerial image measurement system 59B is also provided in the exposure apparatus 32B by loading the test reticle RT2 having the same pattern arrangement as the test reticle RT1 onto the reticle stage 13B of the second exposure apparatus 32B and applying the following method. It is possible to measure the flare of the projection optical system 18B.

図５（Ａ）は、レチクルステージ１３Ａ上にロードした状態のテストレチクルＲＴ１を示す平面図であり、この図５（Ａ）において、テストレチクルＲＴ１のガラス基板７０のパターン領域ＰＡをＹ方向に挟むように１対のアライメントマークＲＭ1，ＲＭ2が形成され、パターン領域ＰＡ内にはそれぞれ図１の照明領域４９Ａとほぼ同じ大きさの２つの矩形のマーク形成領域が設けられている。そのうちの第１のマーク形成領域には、光透過部を背景として、クロム等の遮光膜によってＮ個（Ｎは２以上の整数）の互いに同一のフレア評価マーク群ＭＰn（ｎ＝１〜Ｎ）がＩ行×Ｊ列（図５（Ａ）では２行×５列）のマトリックス状に形成されている。 FIG. 5A is a plan view showing the test reticle RT1 loaded on the reticle stage 13A. In FIG. 5A, the pattern area PA of the glass substrate 70 of the test reticle RT1 is sandwiched in the Y direction. Thus, a pair of alignment marks RM 1 and RM 2 are formed, and two rectangular mark formation areas each having the same size as the illumination area 49A of FIG. 1 are provided in the pattern area PA. In the first mark formation region, N (N is an integer of 2 or more) identical flare evaluation mark groups MP n (n = 1 to N) by a light-shielding film such as chrome with the light transmission portion as a background. ) Are formed in a matrix of I rows × J columns (2 rows × 5 columns in FIG. 5A).

フレア評価マーク群ＭＰnは、図５（Ｂ）に示すように、複数（ここでは３つ）の互いに同一の略Ｌ字状のフレア評価マークＭＰn,1，ＭＰn,2，ＭＰn,3から構成されている。このうち、フレア評価マークＭＰn,1は、図６に示すように、Ｙ方向に伸びる長さＭで第１の線幅ｄのライン状の遮光パターンからなる第１マーク部ｍｐｘと、この第１マーク部ｍｐｘの一端に接する状態で配置され、この第１マーク部ｍｐｘを９０°回転した状態のＸ方向に伸びる第２マーク部ｍｐｙとを有している。長さＭは、像面上に換算して図３のスリット２９ｘの長さＬの３倍（Ｌが２０μｍであれば、６０μｍ）程度に設定されている。 As shown in FIG. 5B, the flare evaluation mark group MP n includes a plurality (here, three) of substantially the same L-shaped flare evaluation marks MP n, 1 , MP n, 2 , MP n, It consists of three . Among these, as shown in FIG. 6, the flare evaluation mark MP n, 1 includes a first mark portion mpx composed of a linear light shielding pattern having a length M extending in the Y direction and a first line width d, There is a second mark portion mpy that is arranged in contact with one end of the first mark portion mpx and extends in the X direction in a state in which the first mark portion mpx is rotated by 90 °. The length M is set to about three times the length L of the slit 29x in FIG. 3 in terms of the image plane (60 μm if L is 20 μm).

また、図５（Ｂ）のフレア評価マークＭＰn,2，ＭＰn,3のそれぞれは、フレア評価マークＭＰn,1と同様に第１マーク部ｍｐｘと第２マーク部ｍｐｙとからなるが、各マーク部の線幅はｄ１及びｄ２である。そして、これらの線幅ｄ，ｄ１，ｄ２が、一例としてｄ＞ｄ１＞ｄ２のように相互に異なるように設定されている。また、フレア評価マークＭＰn,1，ＭＰn,2，ＭＰn,3は、隣り合うマーク部同士がＸ方向及びＹ方向に、像面上に換算して１００μｍの間隔をあけた状態で配置されている。このように間隔を１００μｍとしているのは、ローカルフレアの広がり範囲が最大でもパターンエッジから１００μｍ程度であることを考慮したためである。 Further, each of the flare evaluation marks MP n, 2 , MP n, 3 in FIG. 5B is composed of the first mark portion mxx and the second mark portion mpy, like the flare evaluation mark MP n, 1 . The line width of each mark part is d1 and d2. The line widths d, d1, and d2 are set to be different from each other, for example, d>d1> d2. Further, the flare evaluation marks MP n, 1 , MP n, 2 , MP n, 3 are arranged in a state where the adjacent mark portions are spaced in the X direction and the Y direction at an interval of 100 μm in terms of the image plane. Has been. The reason why the interval is set to 100 μm is that the range of local flare spreading is about 100 μm from the pattern edge at the maximum.

ここで、図３のスリット２９ｘ，２９ｙと図５（Ｂ）のフレア評価マーク群ＭＰnとを上述の形状とした理由につき説明する。
図７（Ａ）には、計測結果の一例として、図７（Ｂ）に示される横方向の長さが像面上でＦの矩形の遮光パターンの空間像を図２のスリット２９（２９ｘ又は２９ｙ）でＸ方向又はＹ方向に走査したときに、空間像計測系５９Ａの光電センサ９４を介して検出される空間像強度（光強度）が、スリット２９の中心位置に対して示されている。図７（Ａ）に示すように、像のエッジ部分Ｅから約２０μｍの領域までは、ローカルフレアの影響によって空間像強度は一定にならないこと、即ちエッジ部分Ｅから約２０μｍ程度まではエッジの外側方向へのローカルフレアの影響を受けること、及びそれよりも外側の領域ではグローバルフレアの影響によって僅かに空間像強度が検出されることが分かる。 Here, the slits 29x in FIG. 3, and a flare evaluation mark group MP n of 29y and Fig. 5 (B) will be described the reason for the above-mentioned shape.
In FIG. 7A, as an example of a measurement result, a spatial image of a rectangular light-shielding pattern having a lateral length F on the image plane shown in FIG. 7B is shown as a slit 29 (29x or 29x in FIG. 2). 29y), the aerial image intensity (light intensity) detected via the photoelectric sensor 94 of the aerial image measurement system 59A when scanning in the X direction or the Y direction is shown with respect to the center position of the slit 29. . As shown in FIG. 7A, the aerial image intensity is not constant due to the influence of local flare from the edge portion E of the image to the region of about 20 μm, that is, outside the edge from the edge portion E to about 20 μm. It can be seen that the image is affected by the local flare in the direction, and the aerial image intensity is slightly detected by the influence of the global flare in the area outside the area.

また、本例では、フレア情報の計測に際しては、図８中の矢印で示すように、スリット２９ｘ及び２９ｙが、フレア評価マークＭＰn,1の像ＭＰn,1’に対してＸ軸及びＹ軸に４５°をなす方向に相対走査されるようにして空間像計測が行われる。なお、説明の便宜上、投影像は正立像であるとしている。また、遮光パターンの空間像とスリットとの関係は、誇張して示している。この計測の際に、図８に示すように、フレア評価マークＭＰn,1の第１マーク部ｍｐｘの像ｍｐｘ’及び第２マーク部ｍｐｙの像ｍｐｙ’のそれぞれの長手方向のエッジから間隔Ｌ（ここでは２０μｍ）だけ離れた位置をスリット２９ｘ及び２９ｙが通過するため、スリット２９ｘ及び２９ｙではそれぞれ第２マーク部の像ｍｐｙ’及び第１マーク部の像ｍｐｘ’からのローカルフレアの影響を実質的に受けない。また、グローバルフレアは像ｍｐｘ’及びｍｐｙ’でほぼ同じであるため、図３に示す配置のスリット２９ｘ，２９ｙを用いて、図５（Ｂ）のフレア評価マーク群ＭＰnの像を斜めに１回相対走査するだけで、ローカルフレア及びグローバルフレアの量を計測できる。また、図５（Ａ）のフレア評価マーク群ＭＰnのそれぞれについてフレア量を計測することで、投影光学系１８Ａの視野内の複数の位置でのフレア量、即ちフレアの範囲をも計測できる。 Further, in this example, when measuring flare information, as indicated by the arrows in FIG. 8, the slits 29x and 29y have X-axis and Y-axis with respect to the image MP n, 1 ′ of the flare evaluation mark MP n, 1. The aerial image measurement is performed so as to be relatively scanned in a direction of 45 ° with respect to the axis. For convenience of explanation, it is assumed that the projected image is an erect image. The relationship between the aerial image of the light shielding pattern and the slit is exaggerated. In this measurement, as shown in FIG. 8, the distance L from the edge in the longitudinal direction of each of the image mxx ′ of the first mark part mpx and the image mpy ′ of the second mark part mpy ′ of the flare evaluation mark MP n, 1 . Since the slits 29x and 29y pass through the positions separated by 20 μm (here, 20 μm), the slits 29x and 29y substantially influence the local flare from the image mpy ′ of the second mark part and the image mx ′ of the first mark part, respectively. Not received. Further, since the global flare is almost the same between the images mxx ′ and mpy ′, the image of the flare evaluation mark group MP n in FIG. 5B is obliquely 1 by using the slits 29x and 29y arranged as shown in FIG. The amount of local flare and global flare can be measured only by performing relative scanning once. Also, by measuring the amount of flare for each of the flare evaluation mark group MP n of FIG. 5 (A), can be measured even if the amount of flare, i.e. the range of the flare at a plurality of locations within the field of projection optical system 18A.

さらに、図５（Ａ）において、テストレチクルＲＴ１のパターン領域ＰＡ内の第２のマーク形成領域には、フレア評価マーク群ＭＰnに対応する配置で、遮光膜を背景として透過パターンよりなる十字型のフォーカス評価マークＦＲＭi,j（ｉ＝１〜Ｉ，ｊ＝１〜Ｊ，ここではＩ＝２，Ｊ＝５）が形成されている。フォーカス評価マークＦＲＭi,jとしては、配列方向がＸ方向及びＹ方向の２つのＬ＆Ｓパターン（ライン・アンド・スペースパターン）を組み合わせたマーク等を用いることもできる。一例として、図１の露光光ＩＬＡの照明領域４９Ａ内にその第２のマーク形成領域を移動して、図２のＺチルトステージ３５を駆動してスリット板９０Ａのフォーカス位置を所定量ずつ変化させながら、図５（Ａ）のフォーカス評価マークＦＲＭi,jの像をそれぞれ図３のスリット２９ｘ及び２９ｙでＸ方向及びＹ方向に走査して、図２の光電センサ９４から得られる光電変換信号ＰＳのコントラストが最大になるときのフォーカス位置を特定することで、各フォーカス評価マークＦＲＭi,jの像の位置での投影光学系１８Ａのベストフォーカス位置を求めることができる。そして、図５（Ａ）のフレア評価マーク群ＭＰn（ｎ＝１〜Ｎ）の像を走査してフレアを計測する際には、その像を上記のベストフォーカス位置に設定しておく。これによって、デフォーカスによる計測誤差が生じない状態で、フレアのみを高精度に計測できる。 Further, in FIG. 5 (A), the second mark forming region in the pattern area PA of the test reticle RT1, in an arrangement corresponding to the flare evaluation mark group MP n, cruciform consisting transmitting pattern light shielding film as a background Focus evaluation marks FRM i, j (i = 1 to I, j = 1 to J, here I = 2, J = 5) are formed. As the focus evaluation mark FRM i, j , a mark that is a combination of two L & S patterns (line and space patterns) whose arrangement directions are the X direction and the Y direction can be used. As an example, the second mark formation area is moved into the illumination area 49A of the exposure light ILA in FIG. 1, and the Z tilt stage 35 in FIG. 2 is driven to change the focus position of the slit plate 90A by a predetermined amount. However, the image of the focus evaluation mark FRM i, j in FIG. 5A is scanned in the X and Y directions by the slits 29x and 29y in FIG. 3, respectively, and the photoelectric conversion signal PS obtained from the photoelectric sensor 94 in FIG. By specifying the focus position when the contrast of the image becomes the maximum, the best focus position of the projection optical system 18A at the position of the image of each focus evaluation mark FRM i, j can be obtained. When the flare is measured by scanning the image of the flare evaluation mark group MP n (n = 1 to N) in FIG. 5A, the image is set at the best focus position. As a result, it is possible to measure only the flare with high accuracy without causing a measurement error due to defocus.

次に、図５（Ｂ）のｎ番目のフレア評価マーク群ＭＰn中の最も幅広なフレア評価マークＭＰn,1を用いてフレア計測を行う場合には、一例として次のステップＡ〜Ｃのようにする。
ステップＡ）図２の制御装置３０Ａはウエハステージ１９Ａを駆動して、図８に示すように、フレア評価マークＭＰn,1の像ＭＰn,1’が投影される位置に対してＸ軸及びＹ軸に４５°で交差する方向の手前の位置Ａ１に、スリット板９０Ａのスリット２９ｘ及び２９ｙを移動する。 Next, when performing flare measurement using the widest flare evaluation mark MP n, 1 in the n-th flare evaluation mark group MP n in FIG. 5B, the following steps A to C are taken as an example. Like that.
Step A) The controller 30A in FIG. 2 drives the wafer stage 19A, and as shown in FIG. 8, the X axis and the position where the image MP n, 1 ′ of the flare evaluation mark MP n, 1 is projected. The slits 29x and 29y of the slit plate 90A are moved to a position A1 in front of the direction crossing the Y axis at 45 °.

ステップＢ）この状態から、制御装置３０Ａは、図１の照明光学系３１Ａ中のレチクルブラインドを駆動して図５（Ａ）の計測対象のフレア評価マーク群ＭＰnを含む部分領域を露光光ＩＬＡで照明する。そして、ウエハステージ１９Ａを駆動して、図８に示すように、像ＭＰn,1’の第１マーク部及び第２マーク部の像ｍｐｘ’及びｍｐｙ’をそれぞれスリット２９ｘ及び２９ｙでＸ軸及びＹ軸に４５°で交差する位置Ａ２の方向に相対走査して、図２の光電センサ９４の光電変換信号ＰＳを信号処理装置３８Ａにおいてサンプリングする。これにより、信号処理装置３８Ａは、図９に示すような光強度分布（光電変換信号ＰＳ）を得る。図９において、横軸は図８のスリット２９ｘのＸ方向（計測方向）の位置（又はスリット２９ｙのＹ方向の位置でもよい。）であり、縦軸はその位置で計測される光強度である。図８から分かるように、本例では像ｍｐｘ’の光強度分布と像ｍｐｙ’の光強度分布とを加算した光強度分布が得られる。従って、像ｍｐｘ’又はｍｐｙ’について単独にフレアを計測する場合に比べてＳＮ比の良好な光電変換信号を得ることができる。 Step B) from this state, control device 30A, the exposure light ILA a partial region including a flare evaluation mark group MP n for measurement object shown in FIG. 5 (A) by driving the reticle blind in the illumination optical system 31A of FIG. 1 Illuminate with. Then, the wafer stage 19A is driven, and as shown in FIG. 8, the images mmp ′ and mpy ′ of the first mark part and the second mark part of the image MP n, 1 ′ are respectively converted into the X axis and the slit 29x and 29y. The signal processing device 38A samples the photoelectric conversion signal PS of the photoelectric sensor 94 in FIG. 2 by performing relative scanning in the direction of the position A2 that intersects the Y axis at 45 °. Thereby, the signal processing device 38A obtains a light intensity distribution (photoelectric conversion signal PS) as shown in FIG. In FIG. 9, the horizontal axis represents the position in the X direction (measurement direction) of the slit 29x in FIG. 8 (or the position in the Y direction of the slit 29y), and the vertical axis represents the light intensity measured at that position. . As can be seen from FIG. 8, in this example, a light intensity distribution is obtained by adding the light intensity distribution of the image mpx ′ and the light intensity distribution of the image mpy ′. Therefore, it is possible to obtain a photoelectric conversion signal having a better SN ratio than when flare is measured for the image mxx ′ or mpy ′ alone.

ステップＣ）次に、信号処理装置３８Ａは、得られた光電変換信号に基づいて、次式（１）を用いてｎ番目（ｎ＝１〜Ｎ）のフレア評価マーク群に関するフレア量Ｃｎ１を算出する。
Ｃｎ１＝ｎＩ０／ｎＩ１ …（１）
ここで、ｎＩ１は図９の検出された光強度の最大値（基準値）に対応する光電変換信号、ｎＩ０はフレア量を計測したい点の光強度に対応する光電変換信号である。線幅ｄの部分の代表的なフレア量Ｃｎ１は、式（１）のｎＩ０に計測された光強度の最小値に対応する光電変換信号ｎＩ３を代入して、Ｃｎ１（基準値）＝ｎＩ３／ｎＩ１を算出すればよい。このフレア量はローカルフレアとグローバルフレアとを合わせたフレア量とも考えられる。 Step C) Next, the signal processing device 38A calculates the flare amount Cn1 related to the nth (n = 1 to N) flare evaluation mark group using the following equation (1) based on the obtained photoelectric conversion signal. To do.
Cn1 = nI0 / nI1 (1)
Here, nI1 is a photoelectric conversion signal corresponding to the maximum value (reference value) of the detected light intensity in FIG. 9, and nI0 is a photoelectric conversion signal corresponding to the light intensity at the point where the flare amount is to be measured. The representative flare amount Cn1 in the line width d portion is obtained by substituting the photoelectric conversion signal nI3 corresponding to the minimum value of the measured light intensity into nI0 in the equation (1), and Cn1 (reference value) = nI3 / nI1 May be calculated. This flare amount is also considered to be a flare amount combining the local flare and the global flare.

また、図９の投影像の段階での線幅ｄが４０μｍ程度以下であるときには、そのフレア量Ｃｎ１（基準値）は、ほぼローカルフレア量とみなすことが可能である。
一方、その線幅ｄが例えば５０μｍ程度以上であるときに、その光強度が最小になる点が図７（Ａ）のグローバルフレアの領域である場合には、そのフレア量Ｃｎ１（基準値）をグローバルフレア量とみなすこともできる。この場合には、例えば図７（Ａ）のローカルフレアの領域において遮光マークの像側に所定間隔（例えば１０μｍ）だけ入った位置における光強度に対応する図９の光電変換信号ｎＩ２を求め、この光電変換信号ｎＩ２と上記の光電変換信号ｎＩ３との差分ΔｎＩ（＝ｎＩ２−ｎＩ３）を式（１）に代入して、次式からローカルフレア量Ｃｎ１（ローカル）を算出してもよい。 Further, when the line width d at the stage of the projected image in FIG. 9 is about 40 μm or less, the flare amount Cn1 (reference value) can be regarded as a local flare amount.
On the other hand, when the line width d is, for example, about 50 μm or more, and the point where the light intensity is the minimum is the global flare region in FIG. 7A, the flare amount Cn1 (reference value) is set as follows. It can also be regarded as the amount of global flare. In this case, for example, the photoelectric conversion signal nI2 of FIG. 9 corresponding to the light intensity at a position that is a predetermined interval (for example, 10 μm) on the image side of the light shielding mark in the local flare region of FIG. The local flare amount Cn1 (local) may be calculated from the following equation by substituting the difference ΔnI (= nI2−nI3) between the photoelectric conversion signal nI2 and the photoelectric conversion signal nI3 into the equation (1).

Ｃｎ１（ローカル）＝ΔｎＩ／ｎＩ１ …（２）
これによって、ローカルフレア量とグローバルフレア量とを個別に求めることができる。このためには、図５（Ｂ）のフレア評価マークＭＰn,1の像面上での線幅ｄを５０μｍ程度以上として、別のフレア評価マークＭＰn,2の像面上での線幅ｄ１を４０μｍ程度以下で２０μｍ程度以上としておけばよい。 Cn1 (local) = ΔnI / nI1 (2)
Thereby, the local flare amount and the global flare amount can be obtained individually. For this purpose, the line width d of the flare evaluation mark MP n, 1 in FIG. 5B on the image plane is set to about 50 μm or more, and the line width of another flare evaluation mark MP n, 2 on the image plane is set. d1 may be about 40 μm or less and about 20 μm or more.

図２の制御装置３０Ａは、図５（Ａ）のＮ個のフレア評価マーク群ＭＰnについてそれぞれ上記のフレア計測を繰り返す。この計測終了後に、信号処理装置３８Ａは、Ｎ個のフレア量Ｃｎ１（基準値）（ｎ＝１〜Ｎ）、又はＮ組のローカルフレア量Ｃｎ１（ローカル）及びグローバルフレア量Ｃｎ１（基準値）をフレア情報として制御装置３０Ａに供給する。この場合、Ｎ個又はＮ組のフレア量から投影光学系１８Ａの視野内において例えばフレアが許容範囲を超えている範囲（フレアの範囲）を検出することも可能となる。 The control device 30A in FIG. 2 repeats the above flare measurement for each of the N flare evaluation mark groups MPn in FIG . After the measurement, the signal processing device 38A obtains N flare amounts Cn1 (reference value) (n = 1 to N), or N sets of local flare amounts Cn1 (local) and global flare amounts Cn1 (reference values). The flare information is supplied to the control device 30A. In this case, for example, a range in which the flare exceeds the allowable range (flare range) in the field of view of the projection optical system 18A can be detected from the N or N sets of flare amounts.

なお、投影光学系１８Ａのフレア計測を行うためには、図１０に示すように、像面上での１辺の幅ｄが異なる複数の正方形のフレア評価マークの像ＭＰ’を投影し、この像ＭＰ’に対してピンホール２９ｐを相対走査して、ピンホール２９ｐを通過した光量を図２の光電センサ９４で検出してもよい。この場合にも、式（１）及び／又は式（２）を用いることによってフレア量を算出することができる。   In order to perform the flare measurement of the projection optical system 18A, as shown in FIG. 10, a plurality of square flare evaluation mark images MP ′ having different widths d on one side on the image plane are projected. The light quantity that has passed through the pinhole 29p may be detected by the photoelectric sensor 94 of FIG. Also in this case, the flare amount can be calculated by using the formula (1) and / or the formula (2).

［ＯＰＥ特性の計測方法の説明］
次に、図１の露光装置３２Ａ及び３２Ｂにおける投影像の線幅均一性を劣化させる一つの要因であるＯＰＥ（Optical Proximity Effect）特性（光学的近接効果特性）の計測方法の一例につき説明する。そのＯＰＥ特性は、パターンの形成状態又は露光装置の露光性能の一例であり、以下のように空間像のシミュレーション又は実測によって求めることができる。以下では露光装置３２ＡにおけるＯＰＥ特性の計測（又は計算）及び調整について説明するが、同様に露光装置３２ＢにおいてもＯＰＥ特性の計測（又は計算）及び調整を行うことができる。 [Description of OPE characteristics measurement method]
Next, an example of a method for measuring OPE (Optical Proximity Effect) characteristics (optical proximity effect characteristics), which is one factor that degrades the line width uniformity of projected images in the exposure apparatuses 32A and 32B of FIG. The OPE characteristic is an example of the pattern formation state or the exposure performance of the exposure apparatus, and can be obtained by aerial image simulation or actual measurement as follows. Hereinafter, the measurement (or calculation) and adjustment of the OPE characteristic in the exposure apparatus 32A will be described. Similarly, the measurement (or calculation) and adjustment of the OPE characteristic can be performed in the exposure apparatus 32B.

図１１は、ＯＰＥ特性を評価するためのＯＰＥ特性計測用レチクルＴＲのパターンの一部を示し、この図１１において、ＯＰＥ特性計測用レチクルＴＲには、同一ライン線幅で、ピッチが異なる複数（例えば１０個）のＬ＆Ｓパターン５１，５３等が形成されている。なお、図１１のＸ軸及びＹ軸は、図１１のＯＰＥ特性計測用レチクルＴＲを図１のレチクルステージ１３Ａ上にロードした場合の座標系である。   FIG. 11 shows a part of an OPE characteristic measuring reticle TR for evaluating the OPE characteristic. In FIG. 11, the OPE characteristic measuring reticle TR has a plurality of (the same line line width and different pitches) ( For example, 10) L & S patterns 51, 53, etc. are formed. 11 is a coordinate system when the OPE characteristic measuring reticle TR in FIG. 11 is loaded on the reticle stage 13A in FIG.

そして、Ｌ＆Ｓパターン５１及び５３は、それぞれＸ方向の幅ＤのＹ方向に伸びた透過率６％のクロム膜よりなるハーフトーンの１１個のラインパターン５２及び５４をピッチＰ１及びＰ２（＞Ｐ１＞Ｄ）でＸ方向に配列して形成されている。そして、ピッチが実質上無限大（像面上に換算した長さで１．５〜２μｍ程度）のＬ＆Ｓパターンとしての孤立パターン５５は、Ｘ方向の幅ＤのＹ方向に伸びた透過率６％のハーフトーンのラインパターンである。   The L & S patterns 51 and 53 are respectively formed of 11 line patterns 52 and 54 of a halftone made of a chromium film having a transmittance of 6% and extending in the Y direction with a width D in the X direction at pitches P1 and P2 (> P1>). D) and arranged in the X direction. The isolated pattern 55 as an L & S pattern having a pitch that is substantially infinite (the length converted to the image plane is about 1.5 to 2 μm) has a transmittance of 6% extending in the Y direction with a width D in the X direction. This is a halftone line pattern.

この場合、Ｌ＆Ｓパターン５１のピッチＰ１は線幅Ｄの２倍、第２のＬ＆Ｓパターン５３のピッチＰ２は線幅Ｄの３倍である。実際には、第２のＬ＆Ｓパターン５３と孤立パターン５５との間には、ラインパターン５４（５２）と同じ線幅のラインパターンを次第に大きくなるピッチでＸ方向に配列した複数のＬ＆Ｓパターン（不図示）も形成されている。   In this case, the pitch P1 of the L & S pattern 51 is twice the line width D, and the pitch P2 of the second L & S pattern 53 is three times the line width D. Actually, between the second L & S pattern 53 and the isolated pattern 55, a plurality of L & S patterns (non-patterns) in which line patterns having the same line width as the line pattern 54 (52) are arranged in the X direction at gradually increasing pitches. (Shown) is also formed.

次に、図１のレチクルステージ１３Ａ上に、レチクルＲ１の代わりに図１１のＯＰＥ特性計測用レチクルＴＲをロードして、同一線幅で異なるピッチのＬ＆Ｓパターン５１，５３等の像を投影光学系１８Ａを介してウエハＷ１上に投影する場合の、投影像の線幅のピッチ依存性（ＯＰＥ特性）を求める。投影像の線幅を求めるには、（Ａ）実際に未露光のウエハＷ１上にそのＯＰＥ特性計測用レチクルＴＲの各パターンの像を投影し、現像によって得られるレジストパターンの線幅を計測するテストプリント法、（Ｂ）その像を図１の空間像計測系５９Ａのスリット２９ｘでＸ方向に走査して、各パターン像の線幅を計測する空間像計測法、及び（Ｃ）コンピュータによる空間像のシミュレーションによって求める方法がある。ここでは、露光装置３２ＡのＯＰＥ特性を、図１のホストコンピュータ３３において空間像のシミュレーションによって求めるものとする。そのために、ホストコンピュータ３３には光学シミュレーション用のソフトウェアが登録されている。なお、露光装置３２ＡのＯＰＥ特性を制御装置３０Ａにおいて光学シミュレーションによって求めても良い。   Next, the OPE characteristic measuring reticle TR shown in FIG. 11 is loaded on the reticle stage 13A shown in FIG. The pitch dependence (OPE characteristic) of the line width of the projected image is obtained when projecting onto the wafer W1 via 18A. In order to obtain the line width of the projected image, (A) the image of each pattern of the OPE characteristic measuring reticle TR is actually projected onto the unexposed wafer W1, and the line width of the resist pattern obtained by development is measured. Test print method, (B) an aerial image measurement method for measuring the line width of each pattern image by scanning the image in the X direction with the slit 29x of the aerial image measurement system 59A in FIG. 1, and (C) a space by a computer. There is a method of obtaining by image simulation. Here, it is assumed that the OPE characteristic of the exposure apparatus 32A is obtained by aerial image simulation in the host computer 33 of FIG. For this purpose, optical simulation software is registered in the host computer 33. Note that the OPE characteristic of the exposure apparatus 32A may be obtained by optical simulation in the control apparatus 30A.

このシミュレーションのための露光条件を、露光波長が１９３ｎｍ、投影光学系１８Ａの開口数ＮＡが０．６０、照明光学系３１Ａのコヒーレンスファクタ（σ値）が０．７５、輪帯照明を行うものとして照明輪帯比が０．６７とした。また、図１１の各ラインパターン５２，５４及び孤立パターン５５の線幅Ｄを、像面上に換算した値で１４０ｎｍとした。更に、簡単のために、投影光学系１８Ａは無収差であるとして、像面上での各ピッチ毎のＬ＆Ｓパターンの中央のラインパターンの投影像（空間像）の線幅を計算した。   The exposure conditions for this simulation are that the exposure wavelength is 193 nm, the numerical aperture NA of the projection optical system 18A is 0.60, the coherence factor (σ value) of the illumination optical system 31A is 0.75, and annular illumination is performed. The illumination zone ratio was 0.67. Further, the line width D of each of the line patterns 52 and 54 and the isolated pattern 55 in FIG. 11 is 140 nm as a value converted on the image plane. Further, for the sake of simplicity, assuming that the projection optical system 18A has no aberration, the line width of the projected image (spatial image) of the center line pattern of the L & S pattern for each pitch on the image plane was calculated.

図１２は、図１１のＯＰＥ特性計測用レチクルＴＲの空間像ＴＲＷを示し、この図１２において、図１１のＬ＆Ｓパターン５１，５３及び孤立パターン５５の投影像５１Ｗ，５３Ｗ，５５Ｗの光量分布を計算し、これらの中で中央のラインパターンに対応する像５２Ｗ，５４Ｗ，５５Ｗの線幅ｅ１，ｅ２，ｅ３を計算によって求めた。なお、図１２では、説明の便宜上、投影光学系１８Ａが正立像を形成するものとしてしている。実際には、例えば異なる１０個のピッチのＬ＆Ｓパターンの投影像に対して、それぞれ中央のラインパターンの像の線幅を計算した。   FIG. 12 shows the aerial image TRW of the OPE characteristic measuring reticle TR of FIG. 11. In FIG. 12, the light quantity distribution of the L & S patterns 51 and 53 and the projected images 51W, 53W and 55W of the isolated pattern 55 of FIG. Of these, the line widths e1, e2, and e3 of the images 52W, 54W, and 55W corresponding to the center line pattern were obtained by calculation. In FIG. 12, for convenience of explanation, it is assumed that the projection optical system 18A forms an erect image. Actually, for example, the line width of the image of the central line pattern was calculated for the projected images of the L & S pattern having 10 different pitches.

図１３は、その空間像シミュレーションの結果を示し、この図１３において、折れ線Ｃ７は、最も小さいピッチの計算結果６１から最も大きいピッチ（実質的に孤立パターン）の計算結果６２を含む１０個のピッチに関して、実際に計算された線幅を結んでいる。また、図１３において、横軸は投影されるＬ＆Ｓパターンのピッチｐを像面上での長さに換算した値（ｎｍ）であり、縦軸はそのピッチｐのＬ＆Ｓパターンの中央のラインパターンの像の線幅ｅ（ｎｍ）である。これは、以下の図１５、図１６でも共通である。   FIG. 13 shows the result of the aerial image simulation. In FIG. 13, the polygonal line C7 has 10 pitches including the calculation result 62 of the largest pitch (substantially isolated pattern) from the calculation result 61 of the smallest pitch. With respect to the actual line width calculated. In FIG. 13, the horizontal axis represents a value (nm) obtained by converting the pitch p of the projected L & S pattern into the length on the image plane, and the vertical axis represents the center line pattern of the L & S pattern having the pitch p. The line width e (nm) of the image. This also applies to FIGS. 15 and 16 below.

図１３の線幅のピッチ依存性（ＯＰＥ特性）より、投影光学系１８Ａがたとえ無収差であっても、Ｌ＆Ｓパターンのピッチｐが変わると、レチクル上で同じ線幅のラインパターンであっても、像面上では違う線幅の像になることが分かる。更に実際には、図１の投影光学系１８Ａには僅かな収差が残存しているため、予め投影光学系１８Ａの波面収差を実測によって求めておき、その波面収差のデータをも用いて上記のシミュレーションを行うことで、図１の露光装置３２Ａに固有のＯＰＥ特性を求めることができる。   Due to the pitch dependence (OPE characteristic) of the line width in FIG. 13, even if the projection optical system 18A is non-aberrated, even if the pitch p of the L & S pattern changes, even if the line pattern has the same line width on the reticle. It can be seen that the image has a different line width on the image plane. Furthermore, in practice, since slight aberration remains in the projection optical system 18A of FIG. 1, the wavefront aberration of the projection optical system 18A is obtained in advance by actual measurement, and the above-mentioned wavefront aberration data is also used. By performing the simulation, the OPE characteristic unique to the exposure apparatus 32A in FIG. 1 can be obtained.

また、投影光学系１８Ａのフレア量が多くなると、ポジ型のレジスト上に遮光パターンの像を投影した場合に、その像に対応するレジストパターンの線幅は細くなる。即ち、投影光学系１８ＡのフレアによってもＯＰＥ特性は変化するため、図１のホストコンピュータ３３には、投影光学系１８Ａのフレア量に応じて変化するＯＰＥ特性を求める（予測する）ためのソフトウェアも備えられている。   When the flare amount of the projection optical system 18A increases, when the image of the light shielding pattern is projected onto the positive resist, the line width of the resist pattern corresponding to the image becomes narrow. That is, since the OPE characteristic also changes due to the flare of the projection optical system 18A, the host computer 33 in FIG. 1 also has software for obtaining (predicting) the OPE characteristic that changes according to the flare amount of the projection optical system 18A. Is provided.

この場合、予め投影光学系１８Ａのフレア量が種々の場合につきＯＰＥ特性をシミュレーション又は実測によって求め、このようにして求めたＯＰＥ特性を複数のフレア量に対応させて記憶しておき、フレア計測を行ったときには、フレア量の計測値に基づいて例えば補間計算によってＯＰＥ特性を求めるようにしてもよい。同様にして、露光装置３２Ｂについても、ホストコンピュータ３３においてそのフレア量を考慮した場合のＯＰＥ特性を求めることができる。   In this case, the OPE characteristic is obtained in advance by simulation or actual measurement when the amount of flare of the projection optical system 18A is various, and the OPE characteristic obtained in this way is stored in association with a plurality of flare amounts, and flare measurement is performed. When it is performed, the OPE characteristic may be obtained by, for example, interpolation calculation based on the measured value of the flare amount. Similarly, for the exposure apparatus 32B, the OPE characteristic when the flare amount is taken into consideration in the host computer 33 can be obtained.

［ＯＰＥ特性の調整方法の説明］
次に、図１の露光装置３２Ａ，３２Ａの設定可能な露光条件には、投影光学系１８Ａ，１８Ｂの開口数ＮＡ（以下、「投影ＮＡ」と言う。）、照明光学系３１Ａ，３１Ｂによる照明条件（通常、２極、４極、輪帯、小σ等）、照明光学系３１Ａ，３１Ｂのσ値（以下、「照明シグマ」と言う。）、輪帯照明時の照明輪帯比、露光波長λ、露光波長の半値幅、露光光ＩＬＡ，ＩＬＢの露光量、デフォーカス量、像面に対してウエハの上面（ウエハ面）を傾けて走査露光する場合におけるウエハ面の傾き量、ウエハＷ上のフォトレジスト（感光材料）の種類、及びフォトレジストの厚さ等がある。本例では、これらの露光条件のいずれかを変えることによって図１の露光装置３２Ａ，３２Ｂの投影像の線幅のピッチ依存性（ＯＰＥ特性）を所定範囲で、即ち両者のＯＰＥ特性をマッチングさせるように調整する。 [Explanation of OPE characteristics adjustment method]
Next, exposure conditions that can be set by the exposure apparatuses 32A and 32A in FIG. 1 include numerical aperture NA of the projection optical systems 18A and 18B (hereinafter referred to as “projection NA”) and illumination by the illumination optical systems 31A and 31B. Conditions (usually 2 poles, 4 poles, ring zones, small σ, etc.), σ values of the illumination optical systems 31A and 31B (hereinafter referred to as “illumination sigma”), illumination zone ratios during ring illumination, exposure The wavelength λ, the half width of the exposure wavelength, the exposure amounts of the exposure light ILA and ILB, the defocus amount, the tilt amount of the wafer surface when the wafer upper surface (wafer surface) is tilted with respect to the image plane, and the wafer W There are types of photoresist (photosensitive material) and the thickness of the photoresist. In this example, by changing one of these exposure conditions, the pitch dependence (OPE characteristics) of the line width of the projected image of the exposure apparatuses 32A and 32B in FIG. 1 is matched within a predetermined range, that is, the OPE characteristics of both are matched. Adjust as follows.

一例として、本例では、フレア量がより少ない露光装置を基準となる露光装置として、別の露光装置のＯＰＥ特性がその基準となる露光装置のＯＰＥ特性に近付くように、その別の露光装置のＯＰＥ特性を調整する。
図１４は、投影ＮＡ、照明シグマ、及び照明輪帯比を変化させたときの露光装置３２ＡのＯＰＥ特性の変化率の一例を示し、図１４において、折れ線Ｃ１４，Ｃ１５及びＣ１６はそれぞれ投影ＮＡの変化（０．０１）に対する空間像の線幅の変化量（変化率）（ｎｍ）、照明シグマの変化（０．０１）に対する空間像の線幅の変化量（変化率）（ｎｍ）、及び照明輪帯比の変化（０．０１）に対する空間像の線幅の変化量（変化率）（ｎｍ）である。図１４の横軸はＬ＆Ｓパターンの像面上に換算したピッチ（ｎｍ）であり、その縦軸は空間像の線幅の変化率（ｎｍ）である。図１４より、投影ＮＡ、照明シグマ、及び照明輪帯比を変化させたときのＯＰＥ特性の変化率は互いに違うことが分かる。同様に、他の露光条件を変化させた場合のＯＰＥ特性の変化率も求められ、これらのＯＰＥ特性の変化率の情報は、図１の制御装置３０Ａ内の記憶装置に記憶されている。 As an example, in this example, an exposure apparatus having a smaller flare amount is used as a reference exposure apparatus, so that the OPE characteristic of another exposure apparatus approaches the OPE characteristic of the reference exposure apparatus. Adjust OPE characteristics.
FIG. 14 shows an example of the change rate of the OPE characteristic of the exposure apparatus 32A when the projection NA, the illumination sigma, and the illumination ring zone ratio are changed. In FIG. 14, the polygonal lines C14, C15, and C16 represent the projection NA. The change amount (change rate) (nm) of the line width of the aerial image with respect to the change (0.01), the change amount (change rate) (nm) of the line width of the aerial image with respect to the change of illumination sigma (0.01) It is a change amount (change rate) (nm) of the line width of the aerial image with respect to a change (0.01) in the illumination ring zone ratio. The horizontal axis in FIG. 14 is the pitch (nm) converted on the image surface of the L & S pattern, and the vertical axis is the rate of change (nm) in the line width of the aerial image. From FIG. 14, it can be seen that the change rates of the OPE characteristics are different from each other when the projection NA, the illumination sigma, and the illumination zone ratio are changed. Similarly, the change rate of the OPE characteristic when other exposure conditions are changed is also obtained, and information on the change rate of the OPE characteristic is stored in the storage device in the control device 30A of FIG.

このように、投影ＮＡ、照明シグマ、及び照明輪帯比等の露光条件の変化によってそれぞれＯＰＥ特性が変化するということは、それらの露光条件によってパターンの形成状態又は露光装置の露光性能が変化することを意味する。従って、それらの露光条件自体をもそれぞれパターンの形成状態又は露光性能とみなすこともできる。
次に、図１５の点線の折れ線で示すＯＰＥ特性Ｃ１８は、図１の露光装置３２Ａの投影光学系１８Ａに所定のフレアがある場合のＯＰＥ特性の評価（予測）結果を示す。この場合の露光条件（露光波長：１９３ｎｍ、投影ＮＡ：０．６０、照明シグマ：０．７５、照明輪帯比：０．６７、ラインパターンの線幅：１４０ｎｍ）は、図１３の場合と同じである。これに対して、図１５の実線の折れ線で示すＯＰＥ特性Ｃ１７は、図１の基準となる第２の露光装置３２Ｂについて、フレアの計測結果を考慮して求められたＯＰＥ特性であるとする。図１の投影光学系１８Ａと投影光学系１８Ｂとはフレア量等が異なっているため、対応する２つのＯＰＥ特性Ｃ１７，Ｃ１８も異なっている。 As described above, the change in the OPE characteristics due to changes in the exposure conditions such as the projection NA, illumination sigma, and illumination ring zone ratio means that the pattern formation state or the exposure performance of the exposure apparatus changes depending on the exposure conditions. Means that. Therefore, these exposure conditions themselves can also be regarded as a pattern formation state or exposure performance, respectively.
Next, the OPE characteristic C18 indicated by the dotted broken line in FIG. 15 shows the evaluation (prediction) result of the OPE characteristic when there is a predetermined flare in the projection optical system 18A of the exposure apparatus 32A in FIG. The exposure conditions in this case (exposure wavelength: 193 nm, projection NA: 0.60, illumination sigma: 0.75, illumination ring zone ratio: 0.67, line pattern line width: 140 nm) are the same as in FIG. It is. On the other hand, it is assumed that the OPE characteristic C17 indicated by the solid broken line in FIG. 15 is the OPE characteristic obtained in consideration of the flare measurement result for the second exposure apparatus 32B serving as the reference in FIG. Since the projection optical system 18A and the projection optical system 18B in FIG. 1 have different flare amounts and the like, the corresponding two OPE characteristics C17 and C18 are also different.

なお、図１５において、パターンピッチの最小値ｐ１（＝２８０ｎｍ）ではＯＰＥ特性Ｃ１７，Ｃ１８は合致しているが、これは最小ピッチｐ１においてレジストパターンの線幅が等しくなるように、露光量を制御するためである。これとは異なり、例えばパターンピッチの最大値ｐ３（＝１５４０ｎｍ）において、ＯＰＥ特性Ｃ１７，Ｃ１８が合致するように露光量を制御することも可能である。   In FIG. 15, the OPE characteristics C17 and C18 match at the minimum value p1 (= 280 nm) of the pattern pitch, but this controls the exposure amount so that the line widths of the resist patterns are equal at the minimum pitch p1. It is to do. In contrast to this, for example, the exposure amount can be controlled so that the OPE characteristics C17 and C18 match at the maximum value p3 (= 1540 nm) of the pattern pitch.

本例では、露光装置３２Ａの投影ＮＡ、照明シグマ、及び照明輪帯比を変化させることで、露光装置３２ＡのＯＰＥ特性Ｃ１８を、その基準となる露光装置３２ＢのＯＰＥ特性Ｃ１７に近づけることを考える。その投影ＮＡは可変開口絞り３９Ａによって調整でき、照明シグマ及び照明輪帯比は上述の調整光学系４３Ａによって調整できる。
なお、本例では、投影ＮＡ、照明シグマ、及び照明輪帯比等の露光条件の変化量は、ＯＰＥ特性以外の特性、例えば投影光学系１８Ａの歪曲収差及び解像度等の所定の結像特性には実質的に影響を与えない範囲で設定される。そのように投影光学系１８Ａの所定の結像特性に実質的に影響を与えない範囲の投影ＮＡ、及び照明シグマの変化量は、一例としてそれぞれ±０．０５以内程度、その所定の結像特性に実質的に影響を与えない範囲の照明輪帯比の変化量は、一例として±０．２以内程度である。 In this example, it is considered that the OPE characteristic C18 of the exposure apparatus 32A is brought closer to the OPE characteristic C17 of the exposure apparatus 32B serving as the reference by changing the projection NA, illumination sigma, and illumination ring zone ratio of the exposure apparatus 32A. . The projection NA can be adjusted by the variable aperture stop 39A, and the illumination sigma and the illumination zone ratio can be adjusted by the adjusting optical system 43A.
In this example, the amount of change in exposure conditions such as the projection NA, illumination sigma, and illumination ring zone ratio is a characteristic other than the OPE characteristic, for example, predetermined imaging characteristics such as distortion and resolution of the projection optical system 18A. Is set in a range that does not substantially affect. As such, the projection NA in a range that does not substantially affect the predetermined imaging characteristics of the projection optical system 18A and the amount of change of the illumination sigma are, for example, about ± 0.05, respectively. As an example, the amount of change in the illumination zone ratio in a range that does not substantially affect the range is within ± 0.2.

ここでは、図１の露光装置３２Ａの投影ＮＡ及び照明シグマを同時に調整して、パターンピッチｐ３でのＯＰＥ特性Ｃ１８とパターンピッチｐ２（＝４９０ｎｍ）でのＯＰＥ特性Ｃ１８とを、同時に基準となる露光装置３２ＢのＯＰＥ特性Ｃ１７と一致させることを考える。このためには、制御装置３０Ａは、図１５の状態を開始点として、図１４の折れ線Ｃ１４及びＣ１５のＯＰＥ特性の変化率を用いて、パターンピッチｐ２及びｐ３でＯＰＥ特性Ｃ１８をＯＰＥ特性Ｃ１７に一致させるための投影ＮＡ及び照明シグマの変化量を計算する。この結果、投影ＮＡの変化量は０．０１、照明シグマの変化量は０．０３となる。   Here, the projection NA and the illumination sigma of the exposure apparatus 32A in FIG. 1 are adjusted simultaneously, and the OPE characteristic C18 at the pattern pitch p3 and the OPE characteristic C18 at the pattern pitch p2 (= 490 nm) are simultaneously used as the reference exposure. Consider matching with the OPE characteristic C17 of the device 32B. For this purpose, the control device 30A changes the OPE characteristic C18 to the OPE characteristic C17 at the pattern pitches p2 and p3 using the change rate of the OPE characteristic of the polygonal lines C14 and C15 of FIG. 14 starting from the state of FIG. The projection NA and illumination sigma change amount for matching are calculated. As a result, the change amount of the projection NA is 0.01, and the change amount of the illumination sigma is 0.03.

図１６のＯＰＥ特性Ｃ２４は、そのように図１５の状態から投影ＮＡを０．６０から０．６１に、照明シグマを０．７５から０．７８に調整した場合の露光装置３２ＡのＯＰＥ特性を示す。また、図１６のＯＰＥ特性Ｃ１７は、図１５の基準となるＯＰＥ特性Ｃ１７と同じである。
図１６の領域Ｃ２６，Ｃ２７から分かるように、露光装置３２Ａの投影ＮＡ、照明シグマ、及び露光量を同時に調整することで、３つのパターンピッチｐ１，ｐ２及びｐ３において、露光装置３２ＡのＯＰＥ特性Ｃ２４と、基準となる露光装置３２ＢのＯＰＥ特性Ｃ１７とを一致させることができる。また、調整すべきパターンピッチが４つ以上ある場合には、ＯＰＥ特性全体の標準偏差が最小になるような投影ＮＡ、照明シグマ、照明輪帯比の組み合わせを、自乗平均法等などにより最適化して導くことができる。更に、露光条件として、上記の全部の露光条件を変化させることによって、更に多くのピッチでＯＰＥ特性を合わせることができる。そして、図１の制御装置３０Ａは、そのようにして調整された露光条件を実際に設定して、その後のウエハＷ１に対する露光を行う。 16 is the OPE characteristic of the exposure apparatus 32A when the projection NA is adjusted from 0.60 to 0.61 and the illumination sigma is adjusted from 0.75 to 0.78 from the state of FIG. Show. Also, the OPE characteristic C17 in FIG. 16 is the same as the reference OPE characteristic C17 in FIG.
As can be seen from regions C26 and C27 in FIG. 16, by adjusting the projection NA, illumination sigma, and exposure amount of the exposure apparatus 32A at the same time, the OPE characteristic C24 of the exposure apparatus 32A at the three pattern pitches p1, p2, and p3. And the OPE characteristic C17 of the reference exposure apparatus 32B can be matched. When there are four or more pattern pitches to be adjusted, the combination of projection NA, illumination sigma, and illumination zone ratio that minimizes the standard deviation of the entire OPE characteristic is optimized by the root mean square method. Can be guided. Further, by changing all the above exposure conditions as the exposure conditions, the OPE characteristics can be adjusted with a larger number of pitches. Then, the control device 30A of FIG. 1 actually sets the exposure conditions adjusted in this way, and performs subsequent exposure on the wafer W1.

［複数の露光装置の結像特性等の調整方法の説明］
次に、図１の２台の露光装置３２Ａ及び３２Ｂの結像特性等の調整方法の一例につき図１７のフローチャートを参照して説明する。この調整は、例えば１週間又は１箇月に１回程度で定期的に実行される。
先ず図１７のステップ１０１において、その２台の露光装置３２Ａ，３２Ｂのそれぞれのフレア量を計測する。このためには、上述のように図５（Ａ）のテストレチクルＲＴ１及びＲＴ２をそれぞれ図１のレチクルステージ１３Ａ及び１３Ｂ上にロードして、フレア評価マーク群ＭＰnの像を空間像計測系５９Ａ及び５９Ｂのスリットで相対走査して光電変換信号を検出し、式（１）又は式（２）から投影光学系１８Ａ及び１８Ｂの視野内の複数箇所又は特定の代表的な１箇所のフレア量を求めればよい。計測された露光装置３２Ａ，３２Ｂのフレア量の情報は、それぞれ制御装置３０Ａ及び３０Ｂを介してホストコンピュータ３３に通知される。 [Description of adjusting method of imaging characteristics of a plurality of exposure apparatuses]
Next, an example of a method for adjusting the imaging characteristics and the like of the two exposure apparatuses 32A and 32B in FIG. 1 will be described with reference to the flowchart in FIG. This adjustment is periodically executed, for example, once a week or once a month.
First, in step 101 of FIG. 17, the flare amounts of the two exposure apparatuses 32A and 32B are measured. To do this, load the test reticle RT1 and RT2 on the reticle stage 13A and 13B, respectively, of FIG 1 shown in FIG. 5 (A) as described above, the image of the flare evaluation mark group MP n aerial image measuring system 59A And 59B, the photoelectric conversion signal is detected by relative scanning, and the flare amount at a plurality of locations in the field of the projection optical systems 18A and 18B or one specific representative location is calculated from the equation (1) or (2). Find it. Information on the measured flare amounts of the exposure apparatuses 32A and 32B is notified to the host computer 33 via the control apparatuses 30A and 30B, respectively.

次のステップ１０２において、ホストコンピュータ３３では、供給された露光装置３２Ａ，３２Ｂのフレア量がそれぞれ予め定められている許容範囲内か否かを判定する。露光装置３２Ａ，３２Ｂのうち少なくとも一方の露光装置（仮に露光装置３２Ａとする。）のフレア量がその許容範囲を超えている場合には、動作はステップ１１０に移行して、ホストコンピュータ３３はその露光装置３２Ａの制御装置３０Ａにフレア量がその許容範囲を超えている旨の情報を通知する。これに応じて、制御装置３０Ａでは例えばオペレータに投影光学系１８Ａのフレア量が許容範囲を超えた旨の警告を発する。そして、オペレータは、投影光学系１８Ａのフレア発生の要因になる恐れのある特定の光学部材、例えばレチクル側及び／又はウエハ側の特定のレンズ（平行平面板等でもよい）に付着している異物を除去するためのクリーニングを行う。そのクリーニングは、一例としてそのレンズ表面を所定の溶剤で拭き取ることによって行われる。   In the next step 102, the host computer 33 determines whether or not the supplied flare amounts of the exposure apparatuses 32A and 32B are within a predetermined allowable range. When the flare amount of at least one of the exposure apparatuses 32A and 32B (assumed to be the exposure apparatus 32A) exceeds the allowable range, the operation proceeds to step 110, and the host computer 33 Information indicating that the flare amount exceeds the allowable range is notified to the control device 30A of the exposure device 32A. In response to this, the control device 30A issues a warning to the operator that the flare amount of the projection optical system 18A has exceeded the allowable range, for example. The operator then adheres to a specific optical member that may cause flare in the projection optical system 18A, such as a specific lens (or a plane parallel plate or the like) on the reticle side and / or wafer side. Perform cleaning to remove. The cleaning is performed, for example, by wiping the lens surface with a predetermined solvent.

また、図１の露光装置３２Ａの露光光ＩＬＡがパルス紫外光である場合には、そのクリーニングの別の例として、レチクルを介することなく露光光ＩＬＡを投影光学系１８Ａに直接照射する光洗浄を行ってもよい。
投影光学系１８Ａのレンズのクリーニングが終了した後、動作は再びステップ１０１に戻り、クリーニングが終了した露光装置３２Ａにおいてフレア量を計測する。露光装置３２Ａについては、フレア量の計測結果がその許容範囲内になるまでステップ１０２，１１０，１０１が繰り返される。そして、ステップ１０２において、２台の露光装置３２Ａ，３２Ｂのフレア量がともに許容範囲内であるときに、動作はステップ１０３に移行して、ホストコンピュータ３３は２台の露光装置３２Ａ，３２Ｂのフレア量を比較する。なお、例えば投影光学系１８Ａ及び１８Ｂがともにクリーニングされてからそれ程期間が経過しておらず、投影光学系１８Ａ及び１８Ｂのフレア量が少ないと予測されるような場合には、ステップ１０２及び１１０の動作、即ちフレア量が許容範囲を超えたか否かの判定、及び露光装置の投影光学系のレンズのクリーニングは省略することが可能である。 In addition, when the exposure light ILA of the exposure apparatus 32A of FIG. 1 is pulsed ultraviolet light, as another example of the cleaning, optical cleaning that directly irradiates the projection optical system 18A with the exposure light ILA without passing through the reticle is performed. You may go.
After the cleaning of the lens of the projection optical system 18A is completed, the operation returns to Step 101 again, and the flare amount is measured in the exposure device 32A after the cleaning is completed. For the exposure device 32A, steps 102, 110, and 101 are repeated until the measurement result of the flare amount falls within the allowable range. In step 102, when the flare amounts of the two exposure apparatuses 32A and 32B are both within the allowable range, the operation shifts to step 103, and the host computer 33 determines the flare of the two exposure apparatuses 32A and 32B. Compare quantities. For example, when it is predicted that the period of time has not passed since the projection optical systems 18A and 18B were cleaned and the flare amount of the projection optical systems 18A and 18B is small, the steps 102 and 110 are performed. It is possible to omit the operation, that is, the determination of whether or not the flare amount exceeds the allowable range and the cleaning of the lens of the projection optical system of the exposure apparatus.

次のステップ１０４において、図１のホストコンピュータ３３は、制御装置３０Ａ及び３０Ｂから通知されたフレア量の計測結果の情報を用いて、上述のように光学シミュレーションによって露光装置３２Ａ及び３２ＢのＯＰＥ特性を計算（予測）する。この結果、露光装置３２Ａ及び３２Ｂの予測されるＯＰＥ特性は、一例としてそれぞれ図１５のＯＰＥ特性Ｃ１８及びＣ１７となる。そして、露光装置３２Ａ及び３２ＢのＯＰＥ特性の予測結果はそれぞれホストコンピュータ３３から露光装置３２Ａ及び３２Ｂの制御装置３０Ａ及び３０Ｂに通知される。なお、ステップ１０３及び１０４の動作は順序が逆でもよく、それらの動作を異なるコンピュータを用いて少なくとも部分的に並行して実行してもよい。   In the next step 104, the host computer 33 in FIG. 1 uses the information on the measurement result of the flare amount notified from the control devices 30A and 30B to determine the OPE characteristics of the exposure devices 32A and 32B by optical simulation as described above. Calculate (predict). As a result, the predicted OPE characteristics of the exposure apparatuses 32A and 32B are, as an example, OPE characteristics C18 and C17 in FIG. The prediction results of the OPE characteristics of the exposure apparatuses 32A and 32B are notified from the host computer 33 to the control apparatuses 30A and 30B of the exposure apparatuses 32A and 32B, respectively. Note that the operations of steps 103 and 104 may be reversed, and the operations may be executed at least partially in parallel using different computers.

次のステップ１０５において、ホストコンピュータ３３は、露光装置３２Ａ及び３２Ｂのうちから、基準となる露光装置として、フレア量の計測値が最も少ない露光装置（ここでは露光装置３２Ｂとする。）を選択する。なお、例えば図５（Ａ）のＮ個のフレア評価マーク群ＭＰnについてフレア量を計測した場合には、それらのフレア量の平均値を比較してもよい。また、露光装置３２Ａ及び３２Ｂのフレア量の平均値がほぼ等しい場合には、例えばフレア量のばらつき（標準偏差）が小さい方の露光装置を基準としてもよい。ただし、例えば解像度がより高い投影光学系を持つ露光装置等を基準とすることも可能である。 In the next step 105, the host computer 33 selects an exposure apparatus (herein referred to as the exposure apparatus 32B) having the smallest measured flare amount as the reference exposure apparatus from the exposure apparatuses 32A and 32B. . For example, when the flare amount is measured for the N flare evaluation mark groups MP n in FIG. 5A, the average values of the flare amounts may be compared. Further, when the average values of the flare amounts of the exposure apparatuses 32A and 32B are substantially equal, for example, the exposure apparatus having a smaller variation (standard deviation) in the flare amount may be used as a reference. However, for example, an exposure apparatus having a projection optical system with a higher resolution may be used as a reference.

次のステップ１０６において、ホストコンピュータ３３は、露光装置３２Ａ及び３２Ｂの制御装置３０Ａ，３０Ｂに対して、基準となる露光装置のＯＰＥ特性の情報及びＯＰＥ特性をマッチングさせるための指令を通知する。具体的に、ここでは第２の露光装置３２Ｂが基準となる露光装置であるため、ホストコンピュータ３３はその第２の露光装置３２Ｂの制御装置３０Ｂに対しては、単にこの露光装置３２Ｂが基準となる露光装置に選択された旨の情報を通知し、これに応じて制御装置３０ＢはＯＰＥ特性をそれまでの状態に維持して露光を行う。   In the next step 106, the host computer 33 notifies the control devices 30A and 30B of the exposure apparatuses 32A and 32B of the OPE characteristic information of the reference exposure apparatus and a command for matching the OPE characteristic. Specifically, since the second exposure apparatus 32B is the reference exposure apparatus here, the host computer 33 simply uses the exposure apparatus 32B as the reference for the control apparatus 30B of the second exposure apparatus 32B. In response to this, the control device 30B performs exposure while maintaining the OPE characteristic in the state up to that time.

一方、ホストコンピュータ３３は第１の露光装置３２Ａの制御装置３０Ａに対しては、第２の露光装置３２ＢのＯＰＥ特性の予測結果の情報を通知し、かつ露光装置３２ＡのＯＰＥ特性をその露光装置３２ＢのＯＰＥ特性に対して所定の複数のパターンピッチ（本例では図１６に示す３つのピッチｐ１，ｐ２，ｐ３）で、それぞれ所定の許容範囲内で合致させるように指令を通知する。これに応じて、制御装置３０Ａは、上述のように図１の調整光学系４３Ａ及び可変開口絞り３９Ａを介して投影ＮＡ、照明シグマ、及び照明輪帯比（照明条件）のいずれかを調整し、必要に応じて露光量をも調整することによって、図１６に示すように、露光装置３２ＡのＯＰＥ特性Ｃ２４を３つのピッチｐ１，ｐ２，ｐ３においてその許容範囲内で露光装置３２ＢのＯＰＥ特性Ｃ１７に合致させる。   On the other hand, the host computer 33 notifies the control apparatus 30A of the first exposure apparatus 32A of the information on the prediction result of the OPE characteristic of the second exposure apparatus 32B, and the exposure apparatus 32A indicates the OPE characteristic of the exposure apparatus 32A. A command is notified to match the OPE characteristic of 32B with a predetermined plurality of pattern pitches (in this example, three pitches p1, p2, and p3 shown in FIG. 16) within a predetermined allowable range. In response to this, the control device 30A adjusts any one of the projection NA, the illumination sigma, and the illumination ring zone ratio (illumination condition) via the adjustment optical system 43A and the variable aperture stop 39A in FIG. 1 as described above. By adjusting the exposure amount as necessary, as shown in FIG. 16, the OPE characteristic C24 of the exposure apparatus 32A is within the allowable range at the three pitches p1, p2, and p3, and the OPE characteristic C17 of the exposure apparatus 32B. To match.

この後は、図１の露光システムの２つの露光装置３２Ａ及び３２ＢのＯＰＥ特性、ひいては線幅均一性は互いにほぼ等しくなる。この調整工程の完了後、第１の露光装置３２Ａによってウエハ上の第１のレイヤにレチクルＲ１のパターン像を投影して回路パターンを形成した後、第２の露光装置３２Ｂによってそのウエハ上の第２のレイヤにレチクルＲ２のパターン像を投影して回路パターンを形成するというミックス・アンド・マッチ方式のデバイス製造工程が実行される。   After this, the OPE characteristics of the two exposure apparatuses 32A and 32B of the exposure system of FIG. 1 and thus the line width uniformity are substantially equal to each other. After the adjustment process is completed, the first exposure device 32A projects the pattern image of the reticle R1 onto the first layer on the wafer to form a circuit pattern, and then the second exposure device 32B performs the second exposure on the wafer. A device manufacturing process of a mix-and-match method is performed in which a pattern image of the reticle R2 is projected onto the second layer to form a circuit pattern.

このように本例の露光システムにおいては、２台の露光装置３２Ａ，３２Ｂ間でフレア量が所定の許容範囲内で異なっている場合に、露光装置３２Ａ，３２Ｂのフレア自体を修正することなく、そのフレア量が異なることに起因するＯＰＥ特性（パターンの形成状態又は露光性能の一例）の相違を低減させるように、露光装置３２Ａ，３２ＢのＯＰＥ特性を調整又は管理している。従って、フレアの影響を抑制して、露光装置３２Ａ，３２Ｂ間のＯＰＥ特性のマッチングを効率的に行うことができる。   Thus, in the exposure system of this example, when the flare amount differs between the two exposure apparatuses 32A and 32B within a predetermined allowable range, the flare itself of the exposure apparatuses 32A and 32B is not corrected. The OPE characteristics of the exposure apparatuses 32A and 32B are adjusted or managed so as to reduce the difference in OPE characteristics (an example of the pattern formation state or exposure performance) caused by the difference in flare amount. Therefore, it is possible to efficiently match the OPE characteristics between the exposure apparatuses 32A and 32B while suppressing the influence of flare.

また、本例の露光システムによれば、ウエハ上の第１のレイヤに露光装置３２Ａを用いて第１の回路パターンを形成した後、そのウエハ上の第２のレイヤに露光装置３２Ｂを用いて第２の回路パターンを形成した場合に、その第１及び第２の回路パターンの重ね合わせ精度を高く維持できる。従って、例えばミックス・アンド・マッチ方式を用いて高いスループットで、かつ高精度に半導体デバイスを製造できる。   Further, according to the exposure system of the present example, after the first circuit pattern is formed on the first layer on the wafer using the exposure device 32A, the exposure device 32B is used on the second layer on the wafer. When the second circuit pattern is formed, the overlay accuracy of the first and second circuit patterns can be maintained high. Therefore, for example, a semiconductor device can be manufactured with high throughput and high accuracy using a mix-and-match method.

なお、本例では、パターンの形成状態又は露光性能の一例としてＯＰＥ特性（パターンの線幅均一性）を用いているが、パターンの形成状態又は露光性能として、照明条件（照明シグマ、照明輪帯比等）、投影光学系の結像特性（投影ＮＡ等）、又は露光量等を用いてもよい。
また、本例では露光装置３２Ａ，３２Ｂのフレアに関する情報として投影光学系１８Ａ，１８Ｂの視野内の複数の位置でのフレア量（ローカルフレアとグローバルフレアとを合わせたフレアの量）、又はローカルフレア量及びグローバルフレア量を用いているが、フレアに関する情報として、ローカルフレア量又はグローバルフレア量のいずれか一方を用いてもよい。 In this example, the OPE characteristic (pattern line width uniformity) is used as an example of the pattern formation state or exposure performance. However, the illumination condition (illumination sigma, illumination ring zone) is used as the pattern formation state or exposure performance. Ratio), the imaging characteristics of the projection optical system (projection NA, etc.), the exposure amount, etc. may be used.
In this example, as information on the flare of the exposure apparatuses 32A and 32B, flare amounts at a plurality of positions in the field of view of the projection optical systems 18A and 18B (amount of flare combining local flare and global flare), or local flare Although the amount and the global flare amount are used, any one of the local flare amount and the global flare amount may be used as information on the flare.

なお、本例の図１の露光システムは、３台以上の露光装置を備えてもよいと共に、これら複数の露光装置の少なくとも１台の露光装置は、一括露光型の投影露光装置（ステッパー）であってもよい。この場合でも、例えばフレア量が少ない露光装置のパターンの形成状態に合わせて他の露光装置のパターンの形成状態を調整することによって、上記の実施形態と同様の効果を得ることができる。   The exposure system in FIG. 1 of this example may include three or more exposure apparatuses, and at least one of the plurality of exposure apparatuses is a batch exposure type projection exposure apparatus (stepper). There may be. Even in this case, for example, by adjusting the pattern formation state of another exposure apparatus in accordance with the pattern formation state of the exposure apparatus with a small flare amount, the same effect as in the above embodiment can be obtained.

また、例えば半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいてレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した実施形態の露光装置によりレチクルのパターンをウエハに転写するステップ、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、及び検査ステップ等を経て製造される。   In addition, for example, in the case of a semiconductor device, a step of designing the function and performance of the device, a step of manufacturing a reticle based on this design step, a step of manufacturing a wafer from a silicon material, and a reticle pattern by the exposure apparatus of the above-described embodiment. Manufactured through a wafer transfer step, a device assembly step (including a dicing process, a bonding process, and a package process), an inspection step, and the like.

また、本発明は、例えば国際公開第９９／４９５０４号パンフレット、国際公開第２００４／０１９１２８号パンフレットに開示されている液浸型露光装置で露光を行う場合にも適用することができる。
また、本発明は、半導体デバイス製造用の露光装置に限らず、液晶表示素子やプラズマディスプレイなどを含むディスプレイの製造に用いられる、デバイスパターンをガラスプレート上に転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられるデバイスパターンをセラミックウエハ上に転写する露光装置、及び撮像素子（ＣＣＤなど）、有機ＥＬ、マイクロマシーン、ＭＥＭＳ(Microelectromechanical Systems)、ＤＮＡチップなどの製造に用いられる露光装置などにも適用することができる。なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得ることは勿論である。 The present invention can also be applied to the case where exposure is performed with an immersion exposure apparatus disclosed in, for example, International Publication No. 99/49504 pamphlet and International Publication No. 2004/019128 pamphlet.
The present invention is not limited to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor device, but is used for manufacturing a display including a liquid crystal display element and a plasma display. It is also applied to an exposure apparatus that transfers a device pattern used in a ceramic wafer onto a ceramic wafer, and an exposure apparatus that is used to manufacture an image sensor (CCD, etc.), organic EL, micromachine, MEMS (Microelectromechanical Systems), DNA chip, etc. be able to. In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, Of course, a various structure can be taken in the range which does not deviate from the summary of this invention.

本発明によれば、複数の露光装置間のパターンの形成状態又は露光性能のマッチング等を効率的に行うことができるため、例えばミックス・アンド・マッチ方式で各種デバイスを効率的に、かつ高精度に製造できる。   According to the present invention, since it is possible to efficiently match a pattern formation state or exposure performance between a plurality of exposure apparatuses, for example, various devices can be efficiently and highly accurately performed by a mix-and-match method. Can be manufactured.

本発明の実施形態の一例の露光システムの概略構成を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a schematic configuration of an exposure system as an example of an embodiment of the present invention. 図１の投影光学系１８Ａの結像特性補正機構及び空間像計測系を示す一部を切り欠いた図である。FIG. 2 is a partially cutaway view showing an imaging characteristic correction mechanism and an aerial image measurement system of the projection optical system 18A of FIG. 図２のスリット板９０Ａのスリットの配置の一例を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows an example of arrangement | positioning of the slit of the slit board 90A of FIG. 空間像計測の際に得られる光電変換信号の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the photoelectric conversion signal obtained in the case of aerial image measurement. （Ａ）はフレア計測用テストレチクルのマーク配置の一例を示す平面図、（Ｂ）は図５（Ａ）のフレア評価マーク群ＭＰnの拡大図である。(A) is a plan view showing an example of the mark arrangement of the flare measurement test reticle, and (B) is an enlarged view of the flare evaluation mark group MP n of FIG. 5 (A). 図５（Ｂ）のフレア評価マークＭＰn,1を示す拡大図である。FIG. 6 is an enlarged view showing a flare evaluation mark MP n, 1 in FIG. （Ａ）は遮光パターンの像の内部のフレアによる光強度分布の一例を示す図、（Ｂ）は図７（Ａ）の光強度分布に対応する遮光パターンの像を示す図である。(A) is a figure which shows an example of the light intensity distribution by the flare inside the image of a light shielding pattern, (B) is a figure which shows the image of the light shielding pattern corresponding to the light intensity distribution of FIG. 7 (A). 図６のフレア評価マークの像ＭＰn,1’と図３のスリット２９ｘ，２９ｙとの相対移動の一例を示す拡大図である。FIG. 7 is an enlarged view showing an example of relative movement between the flare evaluation mark image MP n, 1 ′ in FIG. 6 and the slits 29 x and 29 y in FIG. 3. 遮光パターンの像の光強度分布の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the light intensity distribution of the image of a light shielding pattern. フレア評価マークの像の別の例を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows another example of the image of a flare evaluation mark. ＯＰＥ特性の評価用パターンの一例を示す拡大図である。It is an enlarged view showing an example of a pattern for evaluation of OPE characteristics. 図１１のパターンの投影光学系を介した投影像を示す拡大図である。It is an enlarged view which shows the projection image through the projection optical system of the pattern of FIG. 投影光学系１８Ａが無収差であるとした場合の露光装置３２ＡのＯＰＥ特性のシミュレーション結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the simulation result of the OPE characteristic of 32 A of exposure apparatuses when 18 A of projection optical systems are assumed to be aberration. 投影ＮＡ、照明シグマ、照明輪帯比をそれぞれ０．０１変化させたときの、ＯＰＥ特性の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of an OPE characteristic when projection NA, illumination sigma, and illumination ring zone ratio are each changed by 0.01. フレアがある場合の露光装置３２Ａ及び３２ＢのＯＰＥ特性のシミュレーション結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the simulation result of the OPE characteristic of exposure apparatus 32A and 32B when there exists a flare. 本発明の実施形態において、投影ＮＡと照明シグマとの両方を使ってＯＰＥ特性を調整した例を示す図である。It is a figure which shows the example which adjusted the OPE characteristic using both projection NA and illumination sigma in embodiment of this invention. 本発明の実施形態の露光システムにおける結像特性等の調整動作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of adjustment operation | movement of imaging characteristics etc. in the exposure system of embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

Ｒ１，Ｒ２…レチクル、Ｗ１，Ｗ２…ウエハ、１８Ａ，１８Ｂ…投影光学系、１９Ａ，１９Ｂ…ウエハステージ、２９ｘ，２９ｙ…スリット、３０Ａ，３０Ｂ…制御装置、３１Ａ，３１Ｂ…照明光学系、３２Ａ，３２Ｂ…露光装置、３３…ホストコンピュータ、３８Ａ…信号処理装置、３９Ａ，３９Ｂ…可変開口絞り、４３Ａ，４３Ｂ…調整光学系、５９Ａ，５９Ｂ…空間像計測系、９０Ａ，９０Ｂ…スリット板、９４…光電センサ
R1, R2 ... reticle, W1, W2 ... wafer, 18A, 18B ... projection optical system, 19A, 19B ... wafer stage, 29x, 29y ... slit, 30A, 30B ... control device, 31A, 31B ... illumination optical system, 32A, 32B ... Exposure device, 33 ... Host computer, 38A ... Signal processing device, 39A, 39B ... Variable aperture stop, 43A, 43B ... Adjusting optical system, 59A, 59B ... Aerial image measurement system, 90A, 90B ... Slit plate, 94 ... Photoelectric sensor

Claims (15)

複数の露光装置を用いて、所定のパターンを物体上に露光する露光方法において、
前記複数の露光装置のそれぞれのフレアに関する情報を計測する第１工程と、
前記第１工程で計測された前記フレアに関する情報に基づいて、前記複数の露光装置のそれぞれにおける前記所定のパターンの形成状態を調整する第２工程とを有することを特徴とする露光方法。 In an exposure method for exposing a predetermined pattern on an object using a plurality of exposure apparatuses,
A first step of measuring information on each flare of the plurality of exposure apparatuses;
An exposure method comprising: a second step of adjusting a formation state of the predetermined pattern in each of the plurality of exposure apparatuses based on information on the flare measured in the first step. 前記第２工程は、前記第１工程で計測された前記フレアに関する情報のうち、フレア量に基づいて、当該フレア量が最も少ない露光装置を選び、前記最もフレア量が少ない露光装置の前記所定のパターンの形成状態に対して、他の露光装置における前記所定のパターンの形成状態を調整する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の露光方法。   The second step selects an exposure apparatus having the smallest flare amount based on the flare amount from the information on the flare measured in the first step, and the predetermined amount of the exposure apparatus having the smallest flare amount is selected. The exposure method according to claim 1, further comprising a step of adjusting the formation state of the predetermined pattern in another exposure apparatus with respect to the formation state of the pattern. 前記第２工程は、
前記第１工程で計測された前記フレアに関する情報のうち、フレア量を比較する比較工程と、
前記比較工程で比較された前記フレア量に基づいて、前記複数の露光装置のそれぞれの光学的近接効果特性を予測する予測工程と、
前記比較工程で比較した結果、最もフレア量が少ない露光装置を選択する選択工程と、
前記最もフレア量が少ない露光装置に関する前記予測工程で予測された光学的近接効果特性に対して、他の露光装置の光学的近接効果特性を調整する調整工程とを含むことを特徴とする請求項２に記載の露光方法。 The second step includes
Of the information on the flare measured in the first step, a comparison step of comparing the flare amount;
A predicting step of predicting optical proximity effect characteristics of each of the plurality of exposure apparatuses based on the flare amount compared in the comparing step;
As a result of comparison in the comparison step, a selection step for selecting an exposure apparatus with the smallest amount of flare,
And an adjustment step of adjusting an optical proximity effect characteristic of another exposure apparatus with respect to the optical proximity effect characteristic predicted in the prediction step regarding the exposure apparatus with the smallest flare amount. 2. The exposure method according to 2. 前記第２工程は、
前記第１工程で計測された前記フレアに関する情報のうち、フレア量に基づいて、当該フレア量が所定範囲を超えた露光装置に関して、フレア量を低減する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の露光方法。 The second step includes
2. The method according to claim 1, further comprising a step of reducing the flare amount with respect to an exposure apparatus in which the flare amount exceeds a predetermined range based on the flare amount among the information on the flare measured in the first step. An exposure method according to 1. 前記露光装置は、前記所定のパターンを物体上に投影する投影光学系を有し、
前記フレアを低減する工程は、前記投影光学系が備える複数の光学部材のうち、特定の光学部材に付着した付着物を除去するためのクリーニング工程を含むことを特徴とする請求項４に記載の露光方法。 The exposure apparatus has a projection optical system that projects the predetermined pattern onto an object,
5. The method according to claim 4, wherein the step of reducing flare includes a cleaning step for removing deposits attached to a specific optical member among a plurality of optical members provided in the projection optical system. Exposure method. 前記第１工程は、前記複数の露光装置において、それぞれ所定の評価用パターンの像を計測用パターンを介して受光し、前記評価用パターンの像と前記計測用パターンとを相対走査して光強度分布を計測する工程を含むことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の露光方法。   In the first step, in each of the plurality of exposure apparatuses, a predetermined evaluation pattern image is received via a measurement pattern, and the evaluation pattern image and the measurement pattern are relatively scanned to obtain a light intensity. The exposure method according to claim 1, further comprising a step of measuring the distribution. 前記複数の露光装置のうちの一の露光装置を用いて露光した基板を、前記複数の露光装置のうちの他の露光装置を用いて露光する第３工程をさらに有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の露光方法。   The method further comprises a third step of exposing a substrate exposed using one of the plurality of exposure apparatuses using another exposure apparatus of the plurality of exposure apparatuses. The exposure method according to any one of 1 to 6. 複数の露光装置を用いて所定のパターンを物体上に露光する露光システムの管理方法であって、
前記複数の露光装置のそれぞれのフレアに関する情報を計測する第１工程と、
前記第１工程で計測された前記フレアに関する情報に基づいて、前記複数の露光装置の露光性能の管理を行う第２工程とを有することを特徴とする露光システムの管理方法。 An exposure system management method for exposing a predetermined pattern on an object using a plurality of exposure apparatuses,
A first step of measuring information on each flare of the plurality of exposure apparatuses;
An exposure system management method comprising: a second step of managing exposure performance of the plurality of exposure apparatuses based on the information on the flare measured in the first step. 前記第２工程は、
前記第１工程で計測された前記フレアに関する情報のうち、フレア量に基づいて、当該フレア量が最も少ない露光装置を選び、前記最もフレア量が少ない露光装置の露光性能に対して、他の露光装置の露光性能を調整する工程を含むことを特徴とする請求項８に記載の露光システムの管理方法。 The second step includes
Of the information on the flare measured in the first step, an exposure apparatus having the smallest flare amount is selected based on the flare amount, and other exposure is performed for the exposure performance of the exposure apparatus having the smallest flare amount. 9. The exposure system management method according to claim 8, further comprising a step of adjusting an exposure performance of the apparatus. 前記第２工程は、
前記第１工程で計測された前記フレアに関する情報のうち、フレア量を比較する比較工程と、
前記比較工程で比較された前記フレア量に基づいて、前記複数の露光装置のそれぞれの光学的近接効果特性を予測する予測工程と、
前記比較工程で比較した結果、最もフレア量が少ない露光装置を選択する選択工程と、
前記最もフレア量が少ない露光装置に関する前記予測工程で予測された光学的近接効果特性に対して、他の露光装置の光学的近接効果特性を調整する調整工程とを含むことを特徴とする請求項９に記載の露光システムの管理方法。 The second step includes
Of the information on the flare measured in the first step, a comparison step of comparing the flare amount;
A predicting step of predicting optical proximity effect characteristics of each of the plurality of exposure apparatuses based on the flare amount compared in the comparing step;
As a result of comparison in the comparison step, a selection step for selecting an exposure apparatus with the smallest amount of flare,
And an adjustment step of adjusting an optical proximity effect characteristic of another exposure apparatus with respect to the optical proximity effect characteristic predicted in the prediction step regarding the exposure apparatus with the smallest flare amount. 10. A method for managing an exposure system according to 9. 所定のパターンを物体上に露光する複数の露光装置を備える露光システムにおいて、
前記複数の露光装置のそれぞれに備えられ、投影光学系のフレアに関する情報を計測するフレア計測装置と、
前記フレア計測装置の計測結果から、前記複数の露光装置における前記所定のパターンの形成状態をそれぞれ予測するとともに、予測された前記所定のパターンの形成状態に関する情報を前記複数の露光装置のそれぞれに通知可能なシステム制御装置と、
前記複数の露光装置のそれぞれに備えられ、前記システム制御装置から通知される情報に基づいて、前記所定のパターンの形成状態を補正する補正装置とを備えることを特徴とする露光システム。 In an exposure system including a plurality of exposure apparatuses that expose a predetermined pattern on an object,
A flare measuring apparatus that is provided in each of the plurality of exposure apparatuses and measures information on flare of the projection optical system;
Based on the measurement result of the flare measuring apparatus, the formation state of the predetermined pattern in each of the plurality of exposure apparatuses is predicted, and information on the predicted formation state of the predetermined pattern is notified to each of the plurality of exposure apparatuses. Possible system controller, and
An exposure system, comprising: a correction device that is provided in each of the plurality of exposure devices and corrects the formation state of the predetermined pattern based on information notified from the system control device. 前記フレア計測装置は、所定の評価用パターンの像を計測用パターンを介して受光する受光装置と、前記評価用パターンの像と前記受光装置とを相対走査する移動機構とを含むことを特徴とする請求項１１に記載の露光システム。   The flare measuring apparatus includes a light receiving device that receives an image of a predetermined evaluation pattern via the measurement pattern, and a moving mechanism that relatively scans the image of the evaluation pattern and the light receiving device. The exposure system according to claim 11. 前記システム制御装置は、前記複数の露光装置のうち、前記フレア計測装置の計測結果が許容範囲を超える露光装置に対して、その旨を通知することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の露光システム。   13. The system control device according to claim 11, wherein the system control device notifies the exposure device of which the measurement result of the flare measurement device exceeds an allowable range among the plurality of exposure devices. Exposure system. 前記システム制御装置は、前記複数の露光装置における前記所定のパターンの形成状態をそれぞれ予測するとともに、予測された前記所定のパターンの形成状態を比較し、
前記補正装置は、前記所定のパターンの形成状態の比較結果に基づいて、前記複数の露光装置における前記所定のパターンの形成状態がそれぞれ所定範囲に入るように、前記複数の露光装置をそれぞれ調整することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の露光システム。 The system control device predicts the formation state of the predetermined pattern in each of the plurality of exposure apparatuses, and compares the predicted formation state of the predetermined pattern,
The correction device adjusts each of the plurality of exposure apparatuses based on a comparison result of the formation states of the predetermined patterns so that the formation states of the predetermined patterns in the plurality of exposure apparatuses fall within a predetermined range, respectively. The exposure system according to claim 11 or 12, characterized in that 請求項１から７のいずれか一項に記載の露光方法を用いることを特徴とするデバイス製造方法。   A device manufacturing method using the exposure method according to claim 1.
JP2006152315A 2006-05-31 2006-05-31 Exposure method, exposure system management method, exposure system, and device manufacturing method Pending JP2007324342A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006152315A JP2007324342A (en) 2006-05-31 2006-05-31 Exposure method, exposure system management method, exposure system, and device manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006152315A JP2007324342A (en) 2006-05-31 2006-05-31 Exposure method, exposure system management method, exposure system, and device manufacturing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007324342A true JP2007324342A (en) 2007-12-13

Family

ID=38856871

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006152315A Pending JP2007324342A (en) 2006-05-31 2006-05-31 Exposure method, exposure system management method, exposure system, and device manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007324342A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018197876A (en) * 2008-06-03 2018-12-13 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． Model-based process simulation method

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004050266A1 (en) * 2002-12-03 2004-06-17 Nikon Corporation Contaminant removing method and device, and exposure method and apparatus
JP2004246223A (en) * 2003-02-17 2004-09-02 Sony Corp Method of correcting mask
WO2005040917A2 (en) * 2003-10-07 2005-05-06 Brion Technologies, Inc. System and method for lithography simulation
JP2005203637A (en) * 2004-01-16 2005-07-28 Toshiba Corp Lithography process evaluation system, lithography process evaluating method, exposure system evaluating method, mask pattern designing method and manufacturing method of semiconductor device
JP2005338267A (en) * 2004-05-25 2005-12-08 Toshiba Corp Evaluation method, mask pattern correction method, method for manufacturing semiconductor device, and program
JP2006039060A (en) * 2004-07-23 2006-02-09 Fujitsu Ltd Apparatus and method for correcting mask pattern, and apparatus and method for exposure correction
JP2006120899A (en) * 2004-10-22 2006-05-11 Nikon Corp Projection optical system, adjustment method thereof, projection aligner, projection exposure method, and adjustment method of projection aligner

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004050266A1 (en) * 2002-12-03 2004-06-17 Nikon Corporation Contaminant removing method and device, and exposure method and apparatus
JP2004246223A (en) * 2003-02-17 2004-09-02 Sony Corp Method of correcting mask
WO2005040917A2 (en) * 2003-10-07 2005-05-06 Brion Technologies, Inc. System and method for lithography simulation
JP2005203637A (en) * 2004-01-16 2005-07-28 Toshiba Corp Lithography process evaluation system, lithography process evaluating method, exposure system evaluating method, mask pattern designing method and manufacturing method of semiconductor device
JP2005338267A (en) * 2004-05-25 2005-12-08 Toshiba Corp Evaluation method, mask pattern correction method, method for manufacturing semiconductor device, and program
JP2006039060A (en) * 2004-07-23 2006-02-09 Fujitsu Ltd Apparatus and method for correcting mask pattern, and apparatus and method for exposure correction
JP2006120899A (en) * 2004-10-22 2006-05-11 Nikon Corp Projection optical system, adjustment method thereof, projection aligner, projection exposure method, and adjustment method of projection aligner

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018197876A (en) * 2008-06-03 2018-12-13 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． Model-based process simulation method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100847633B1 (en) Method and program for calculating exposure dose and focus position in exposure apparatus, and device manufacturing method
JP4057847B2 (en) Lithographic projection apparatus calibration method, patterning apparatus, and device manufacturing method
JP2008016860A (en) Assembly comprising sensor for determining at least one of tilt and height of substrate, its method and lithographic projection apparatus
US8343693B2 (en) Focus test mask, focus measurement method, exposure method and exposure apparatus
JPWO2005008754A1 (en) Flare measurement method, exposure method, and mask for flare measurement
JP2006278820A (en) Exposure method and exposure device
JP2007158225A (en) Aligner
US8345221B2 (en) Aberration measurement method, exposure apparatus, and device manufacturing method
JP4210249B2 (en) Reticle-independent reticle stage calibration
JP2009038152A (en) Optical system, exposure device, and device manufacturing method
JP2006313815A (en) Method and apparatus of simulating image formation performance, and exposure method and apparatus
JP2007324342A (en) Exposure method, exposure system management method, exposure system, and device manufacturing method
JP5414288B2 (en) Exposure method and apparatus, and device manufacturing method
JP5074556B2 (en) Lithographic method and configuration
JPWO2004066371A1 (en) Exposure equipment
JP2011003714A (en) Exposure method, mask and method of manufacturing device
JP5397596B2 (en) Flare measurement method and exposure method
JP2004311896A (en) Method and equipment for exposure, process for fabricating device, and mask
JP2010080511A (en) Exposure method and device manufacturing method
US8411250B2 (en) Exposure apparatus and device manufacturing method
JPH10261572A (en) Exposure method and lithography system using it
JP5817965B2 (en) Exposure apparatus adjustment method, adjustment program, and exposure apparatus
JP2010161112A (en) Method of managing aligner and device manufacturing method
US10222293B2 (en) Optical characteristic measuring method, optical characteristic adjusting method, exposure apparatus, exposing method, and exposure apparatus manufacturing method by detecting a light amount of measuring light
JP2006080299A (en) Method for measuring performance of image formation, and exposure method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090326

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110701

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110706

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20111104