JP2008124308A - Exposure method and exposure apparatus, and device manufacturing method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一般に、露光方法及び露光装置、それを用いたデバイスの製造方法に関する。 The present invention generally relates to an exposure method, an exposure apparatus, and a device manufacturing method using the same.
これまで、ウェハ上に形成されるパターンの解像度を向上させるため、様々な技術が用いられてきた。その1つとして、変形照明の技術が挙げられる。変形照明の技術とは、マスク(レチクル)に対して斜めに光を入射させ、マスクのパターンの+1次回折光及び−1次回折光のどちらか一方と、0次回折光とを投影光学系の瞳面に入射させ、2つの光束で結像をさせる技術である。変形照明とは、一般に用いられる光源からの光束に基づく単一の円形形状の二次光源に対し、光源からの光束を特別な光学素子を用いて単一の円形形状以外の二次光源形状を有する照明を意味している。変形照明として例えば、輪帯照明、二重極照明、四重極照明などが挙げられる。ここで、光源からの光束に基づく二次光源の照度分布は、マスク面に入射する光の角度分布に対応する。 Until now, various techniques have been used to improve the resolution of a pattern formed on a wafer. One of them is a modified illumination technique. In the modified illumination technique, light is incident obliquely on a mask (reticle), and either the + 1st order diffracted light or the −1st order diffracted light of the mask pattern and the 0th order diffracted light are combined with the pupil plane of the projection optical system. This is a technique for forming an image with two light beams. Deformed illumination refers to a secondary light source other than a single circular shape by using a special optical element for a light beam from a light source, instead of a single circular secondary light source based on a light beam from a commonly used light source. Means lighting. Examples of modified illumination include annular illumination, dipole illumination, and quadrupole illumination. Here, the illuminance distribution of the secondary light source based on the light flux from the light source corresponds to the angular distribution of the light incident on the mask surface.
そして、所謂ケーラー照明光学系を組めば、投影光学系の瞳面は、照明光学系の瞳面と光学的に共役な面となり、投影光学系の瞳面に二次光源像が形成される。 When a so-called Koehler illumination optical system is assembled, the pupil plane of the projection optical system becomes an optically conjugate plane with the pupil plane of the illumination optical system, and a secondary light source image is formed on the pupil plane of the projection optical system.
なお、照明光学系内にはプリズムなどの様々な光学素子が構成され、それらの光学素子の種類を変更したり、構成されている絞りの形状を変更したりすることによって様々な種類の変形照明が得られる。そして、その光学素子の位置を調整することによって光源からの光束に基づく二次光源の照度分布の大きさ等を変更することが可能である。 Note that various optical elements such as prisms are configured in the illumination optical system, and various types of modified illumination can be achieved by changing the types of these optical elements or changing the shape of the configured diaphragm. Is obtained. The size of the illuminance distribution of the secondary light source based on the light flux from the light source can be changed by adjusting the position of the optical element.
マスクのパターンを基板上に形成する場合、目標とする結像性能に適した二次光源の照度分布が要求される。そこで、例えば輪帯照明の場合、輪帯率を変更したり、二次光源の照度分布の形状を変更したりすることが知られている(特許文献1参照)。特許文献1に記載された発明では、二次光源像の光量分布を測定し、測定より得られた二次光源を用いた場合にウェハ上に投影される像の線幅変動や露光プロセス余裕度を、シミュレーションにより計算する。そして、その計算結果に基づいて、照明光学系の光学素子を選定または位置設定し、輪帯率や二次光源の形状を調節する。
When a mask pattern is formed on a substrate, an illuminance distribution of a secondary light source suitable for target imaging performance is required. Thus, for example, in the case of annular illumination, it is known to change the annular ratio or change the shape of the illuminance distribution of the secondary light source (see Patent Document 1). In the invention described in
一方、複数の露光装置においては、照明光学系を構成する光学素子には加工誤差により、例えば偏心や反射防止膜の性能による機差が存在する。このため、二次光源の照度分布において、二次光源の中心位置と前記投影光学系の光軸との位置のずれが生じる場合がある。この位置のずれは、投影光学系の像面位置に対してウェハ表面がデフォーカスした場合のウェハ上に結像される像の位置と目標像の位置との偏差や、目標線幅に対しての線幅の差として現れる。したがって、その中心位置と前記投影光学系の光軸との位置のずれを改善することが試みられている(特許文献2参照)。 On the other hand, in a plurality of exposure apparatuses, there are machine differences due to processing errors, for example, decentration and performance of the antireflection film, in the optical elements constituting the illumination optical system. For this reason, in the illuminance distribution of the secondary light source, there may be a shift in position between the center position of the secondary light source and the optical axis of the projection optical system. This positional deviation is caused by the deviation between the position of the image formed on the wafer and the position of the target image when the wafer surface is defocused with respect to the image plane position of the projection optical system, and the target line width. Appears as a difference in line width. Therefore, attempts have been made to improve the positional deviation between the center position and the optical axis of the projection optical system (see Patent Document 2).
特許文献2に記載された発明では、露光装置において、二次光源形状の中心位置のずれ、所謂偏心量を検出器で検出する。そして、検出結果に基づいて、照明光学系の光学素子を照明光学系の光軸方向及びその光軸に垂直な平面に沿って2次元的に駆動し、その中心位置のずれ量を小さくしている。
In the invention described in
また、露光装置における二次光源の光量分布の不均一性が生じる場合がある。この不均一性は上記と同様にデフォーカス時のパターンの結像線幅の差として現れる。そのため、その不均一性を改善する試みがなされている(特許文献3参照)。特許文献3に記載された発明では、二次光源形状の中心位置のずれ(偏心)量を検出器で検出する。そして、その中心位置を通る線で二次光源形成面内を複数に分割し、各領域での光量を積算して光量積算値を算出する。そして、算出された値に基づいて、複数の領域間で光量積算値が均一となるように補正フィルターを用いて各領域における光量分布を調整している。
このように、従来の技術では像改良の方法や光学系を理想状態に設定する技術を開示している。 As described above, the conventional technique discloses an image improvement method and a technique for setting an optical system to an ideal state.
しかし、実際に所望とするパターンを基板表面に形成するためには、二次光源形状、二次光源の光量分布など複数のパラメータをどのように組み合わせて露光工程を実現するかが問題となる。 However, in order to actually form a desired pattern on the substrate surface, it becomes a problem how to combine the plurality of parameters such as the shape of the secondary light source and the light quantity distribution of the secondary light source to realize the exposure process.
そこで本発明は、シミュレーション技術によって前記複数のパラメータを導出し、目標とするパターン像を基板表面に形成する露光方法及び露光装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an exposure method and an exposure apparatus for deriving the plurality of parameters by a simulation technique and forming a target pattern image on a substrate surface.
上記課題を解決するために、本発明の一側面としての露光方法は、 光源からの光で二次光源を形成し、該二次光源からの光束でマスクを照明し、投影光学系を介して前記マスクのパターンの像を基板上に投影する露光方法において、
前記二次光源の像の光量分布を測定する測定ステップと、前記測定ステップにおいて測定された前記二次光源像の光量分布から、前記二次光源像の中心位置と前記中心位置を通る線で分割された前記投影光学系の瞳面内の各領域における光量分布とを算出する算出ステップと、前記算出ステップにおいて算出された前記中心位置と前記各領域における光量分布との情報を用いて、目標とするパターン像と前記光量分布により前記基板上に投影される像との差を計算する計算ステップと、前記計算ステップにおける計算結果に基づいて、前記中心位置の目標位置と前記各領域における光量分布の目標値とを設定する設定ステップと、前記設定ステップにおいて設定された前記目標位置及び前記目標値に基づいて、前記中心位置及び前記各領域における光量分布を調整する調整ステップとを備え、前記調整ステップにおいて調整された二次光源像の光量分布で前記マスクのパターンの像を基板上に投影することを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, an exposure method according to one aspect of the present invention includes: forming a secondary light source with light from a light source; illuminating a mask with light from the secondary light source; In an exposure method for projecting an image of the mask pattern onto a substrate,
The measurement step of measuring the light amount distribution of the image of the secondary light source, and the light amount distribution of the secondary light source image measured in the measurement step, divided by the center position of the secondary light source image and a line passing through the center position A calculation step for calculating a light amount distribution in each region in the pupil plane of the projected optical system, and information on the center position calculated in the calculation step and the light amount distribution in each region, A calculation step for calculating a difference between the pattern image to be projected and an image projected on the substrate by the light amount distribution, and based on a calculation result in the calculation step, a target position of the center position and a light amount distribution in each region A setting step for setting a target value, and based on the target position and the target value set in the setting step, the center position and each area Kicking and an adjustment step of adjusting a light amount distribution, characterized by projecting the image of the pattern of the mask in the light amount distribution of the secondary light source image that has been adjusted in the adjusting step on the substrate.
また、本発明の別の一側面としての露光装置は、光源からの光でマスクを照明する照明光学系と、前記マスクのパターンの像を基板上に投影する投影光学系と、前記光源からの光束に基づく二次光源像の光量分布を測定する測定器と、前記測定器によって測定された二次光源像の光量分布から、前記二次光源像の中心位置と前記中心位置を通る線で分割された各領域における光量分布とを算出し、算出された前記中心位置及び前記各領域における光量分布の情報を用いて、目標とするパターン像と前記光量分布により前記基板上に投影される像との差を計算し、該計算の結果に基づいて前記中心位置の目標位置と前記各領域における光量分布の目標値とを演算する演算手段と、前記目標位置及び前記目標値に基づいて前記照明光学系の光学素子を移動させるアクチュエータとを有することを特徴とする。 An exposure apparatus according to another aspect of the present invention includes an illumination optical system that illuminates a mask with light from a light source, a projection optical system that projects an image of the pattern of the mask onto a substrate, and a light source from the light source. A measuring device for measuring the light amount distribution of the secondary light source image based on the luminous flux, and dividing the light amount distribution of the secondary light source image measured by the measuring device by a line passing through the center position of the secondary light source image and the center position. And calculating the light amount distribution in each region, and using the calculated center position and information on the light amount distribution in each region, a target pattern image and an image projected on the substrate by the light amount distribution, Calculating means for calculating a difference between the target position of the center position and a target value of the light amount distribution in each region based on the calculation result, and the illumination optics based on the target position and the target value Optical elements And having an actuator for moving the.
本発明によれば、より高い結像性能で目標とするパターン像をウェハ上に投影することができる。 According to the present invention, a target pattern image can be projected onto a wafer with higher imaging performance.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態を示す。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1に本発明を適用することができる露光装置を示す。露光装置は、光源1と照明光学系400と投影光学系14を有し、光源1は、紫外域や遠紫外域の光を発振する超高圧水銀ランプやエキシマレーザ等である。光源1から発せられた光は、整形光学系2により所望の光束形状に変換され、集光光学系3にて、オプティカルロッド4の入射面近傍に集光されている。
FIG. 1 shows an exposure apparatus to which the present invention can be applied. The exposure apparatus includes a
集光ズームレンズ5は、オプティカルロッド4の射出面4b近傍の照度分布(光強度分布)をハエの目レンズ6の入射面6aに所定の倍率で結像させている。オプティカルロッド4の射出面4bとハエの目レンズ6の入射面6aは互いに略共役関係になっている。また、集光ズームレンズ5を倍率可変のズームレンズとすることで、ハエの目レンズ6へ入射する光束領域を調整することが可能であり、様々な照度分布を形成することができる。
The condensing zoom lens 5 images the illuminance distribution (light intensity distribution) in the vicinity of the
ハエの目レンズ6は複数の微小レンズを2次元的に配置した構成からなり、その射出面6b近傍が照明光学系の瞳面に相当する。ここで、ハエの目レンズ6の代わりに2組のシリンドリカルレンズアレイを用いても良い。
The fly-
照明光学系の瞳面には、不要な光を遮光して所望の照度分布を実現するため、絞り部材7が配置されている。絞り部材7は、不図示の絞り駆動機構により、開口の大きさ及び形状が可変となっている。
A
照射レンズ8は、ハエの目レンズ6の射出面6b近傍で形成された瞳面の照度分布を、視野絞り9上に重畳照明する。視野絞り9は、複数の可動な遮光板からなり、任意の開口形状が形成されるようにして、被照射面であるマスク(レチクル)13面及びウェハ15面上の露光範囲を制限する。10、11は結像レンズであり、視野絞り9の開口形状を被照射面であるマスク13上に結像している。12は偏向ミラーである。
The
マスク13はマスクステージ17によって保持され、マスクステージ17は不図示のマスクステージ駆動装置によって駆動制御されている。
The
投影光学系14は、照明光学系400で形成された照度分布で照明されたマスクの回路パターンを基板であるウェハ15上に投影する。
The projection optical system 14 projects the circuit pattern of the mask illuminated with the illuminance distribution formed by the illumination
ウェハ15はウェハステージ18に保持され、ウェハステージ18は投影光学系の光軸方向及び光軸と直交する平面に沿って2次元的に移動する。ウェハステージ18は不図示のウェハステージ駆動装置によって駆動制御されている。
The wafer 15 is held on the
測定器(計測器)である2次元イメージセンサ16は、ウェハ15上に入射する光の光量を測定(計測)する。例えば、2次元イメージセンサとしてCCDを用いることができる。2次元イメージセンサ16は、ウェハステージ18の駆動と共に移動して照射領域内の照明光を受光する。そして、2次元イメージセンサ16は、受光した光に応じた信号を後述の制御装置21に送信する。
The two-
19と20は照明光生成手段であり、オプティカルロッド4からの光束から輪帯照明や四重極照明を形成するための光学素子を有する。
ここで、照明光学系400は整形光学系2から後段であって、結像レンズ11から前段までの光学系で構成される。
Here, the illumination
さらに、集光光学系3とオプティカルロッド4を第1光学ユニット100、照明光生成手段19、20を第2光学ユニット200、集光ズームレンズ5を第3光学ユニット300と称する。また、第1光学ユニット100で形成される光量分布(光強度分布)を第1の光量分布A、第2光学ユニット200で形成される光量分布(光強度分布)を第2の光量分布Bとする。
Further, the condensing
第1〜3光学ユニットは、光源からの光束を所望の形状に変換し、後段のハエの目レンズ6に入射する光束の光強度分布を調整することにより、照明光学系の瞳面における光量分布(瞳面分布C)を調整可能としている。この瞳面における発光面または光自身が二次光源である。
The first to third optical units convert the light flux from the light source into a desired shape, and adjust the light intensity distribution of the light flux incident on the fly-
次に、第2光学ユニット200について詳述する。図2(a)に示すように、従来良く知られている輪帯状の照明(輪帯照明)を形成する場合、照明光生成手段19、20は、図2(b)のような光の入射側に凹の円錐面(もしくは平面)を有し、光の射出側に凸の円錐面を有するプリズムとすればよい。 Next, the second optical unit 200 will be described in detail. As shown in FIG. 2 (a), when forming an annular illumination that is well known in the art (annular illumination), the illumination light generating means 19 and 20 receive light as shown in FIG. 2 (b). A prism having a concave conical surface (or a flat surface) on the side and a convex conical surface on the light exit side may be used.
また、図3(a)に示すように所謂、四重極照明を形成するためには、照明光生成手段19、20を図3(b)に示すような、光の入射側に凹の四角錐(もしくは平面)を有し、光の射出側に凸の四角錐を有したプリズムとすればよい。このとき、入射面と射出面における四角錐の稜線と照明光学系の光軸とが成す角度は等しくても良いし、照明効率を向上させるために、入射側と射出側での角度を異ならせても良い(円錐状のプリズムでも同様である)。 Further, in order to form so-called quadrupole illumination as shown in FIG. 3A, the illumination light generating means 19 and 20 are provided with concave four on the light incident side as shown in FIG. A prism having a pyramid (or a plane) and a convex quadrangular pyramid on the light exit side may be used. At this time, the angle formed by the ridgeline of the quadrangular pyramid on the entrance surface and the exit surface and the optical axis of the illumination optical system may be equal, and in order to improve illumination efficiency, the angles on the entrance side and the exit side are made different. (A conical prism may be used as well).
さらに、照明光生成手段19、20を図4(a)、図5(a)に示すような一対のプリズムで構成し、それらを光軸方向に相対的に移動可能とすれば、より冗長な二次光源の光量分布を実現することが可能となる。ここで、二次光源の光量分布は、マスク13面に入射する露光光の角度分布に対応し、投影光学系の瞳面14aに形成された二次光源像の光量分布を決定づける。ここで、投影光学系の瞳面14aは、照明光学系の瞳面と光学的に共役な面である。つまり、二次光源の光量分布は投影光学系の瞳面での二次光源像に反映される。
Furthermore, if the illumination light generating means 19 and 20 are constituted by a pair of prisms as shown in FIGS. 4A and 5A and they can be moved relative to each other in the optical axis direction, more redundant. It becomes possible to realize the light quantity distribution of the secondary light source. Here, the light quantity distribution of the secondary light source corresponds to the angular distribution of the exposure light incident on the
図4(a)のようにプリズムの間隔を小さくすれば、図4(b)のように発光部の幅が大きい輪帯状の二次光源の光量分布が実現される。一方、図5(a)のようにプリズムの間隔を大きくすれば、図5(b)のように発光部の幅が小さい輪帯状の二次光源の光量分布が実現される。 If the interval between the prisms is reduced as shown in FIG. 4A, the light quantity distribution of the annular secondary light source with a large width of the light emitting part as shown in FIG. 4B is realized. On the other hand, if the interval between the prisms is increased as shown in FIG. 5A, the light quantity distribution of the annular secondary light source having a small width of the light emitting portion as shown in FIG. 5B is realized.
このように、二次光源の光量分布を変更することができるので、マスクのパターンに応じて、適切な照度分布を形成すればよい。 Thus, since the light quantity distribution of the secondary light source can be changed, an appropriate illuminance distribution may be formed according to the mask pattern.
さらに、後段の集光ズームレンズ5と組み合わせれば、輪帯率を維持したまま、二次光源形状の大きさ(σ値)を調整することができる。ここで、σ値とは、照明光学系の射出側開口数を投影光学系の入射側開口数で割った値である。 Further, when combined with the subsequent condenser zoom lens 5, the size (σ value) of the secondary light source shape can be adjusted while maintaining the annular ratio. Here, the σ value is a value obtained by dividing the exit-side numerical aperture of the illumination optical system by the incident-side numerical aperture of the projection optical system.
図2(a)のように輪帯状の二次光源の照度分布を形成する場合、第1光学ユニット100で第1の光量分布Aを円形形状とし、第2光学ユニット200で第2の光量分布Bを輪帯形状とする。そして、光学ユニット200内の光学素子を駆動することで、輪帯形状の外径と内径の比(輪帯率)を調整する。さらに、第3光学ユニット300と組み合わせれば、第2の光量分布の輪帯率を維持したまま、二次光源形状の大きさ(σ値)を調整することができる。
When forming the illuminance distribution of the annular secondary light source as shown in FIG. 2A, the first
次に、図6〜9を参照して、本発明の第1の実施例における露光方法について説明する。図6に示すように、まずS1において投影光学系の瞳面に形成された二次光源像の光量分布を計測(測定)する。図7に投影光学系の瞳面に形成された二次光源像について面内の光量を測定する測定装置を示した。図7では、説明を簡略化するため、偏向ミラー12を省いた状態で示している。 Next, the exposure method in the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 6, first, in S1, the light quantity distribution of the secondary light source image formed on the pupil plane of the projection optical system is measured (measured). FIG. 7 shows a measuring apparatus that measures the in-plane light quantity of the secondary light source image formed on the pupil plane of the projection optical system. In FIG. 7, the deflecting mirror 12 is omitted in order to simplify the description.
まず、視野絞り9を駆動して微小な開口が投影光学系14の光軸の位置になるように設定する。そして、光源1から放射された光をその開口に入射させ、その開口を通過した光が結像レンズ10、11を透過する。マスク13は、光を遮らないように移動させられ、結像レンズ10、11を透過した光は投影光学系14に入射し、点線で示した基準面(焦点位置)に集光する。つまり、視野絞り9の開口を通過した光のみが基準面で一旦結像し、入射角度を反映させたまま2次元イメージセンサ16に入射する。2次元イメージセンサ16の受光面は基準面から光軸方向(図示Z方向)下方へ配置されている。そうすることで、各画素の光量を2次元的にプロットし、投影光学系の瞳面に形成された二次光源像の光量分布を測定することができる。
First, the
2次元イメージセンサ16は、ウェハ15を保持するXYステージ18上に配置されている。投影光学系14の光軸以外の点において、二次光源像内の光量を測定したい場合には、測定したい点に視野絞り9の微小な開口を設定するとともに、2次元イメージセンサ16の位置が測定位置になるように、XYステージ18を水平方向に移動させる。そうすることで、投影光学系の光軸からの距離が異なる複数の位置(各像高)における二次光源像の光量を測定することができる。
The two-
なお、2次元イメージセンサ16の代わりにラインセンサーを用いても良い。さらに、視野絞り9に微小な開口を設けずに、2次元イメージセンサ16の受光面の上部に、光束の拡がりに対して十分小さな径のピンホールを設け、焦点位置にピンホールを配置して測定を行っても良い。
A line sensor may be used instead of the two-
二次光源像の各位置(像高)における光量分布を測定する他の方法として、図7(b)に示すように、視野絞り9と共役な位置に微小な開口を設けてもよい。具体的には、視野絞り9を開放して、Crパターンなどにより微小な開口を形成したマスク13、または、プレートを配置する。
As another method for measuring the light amount distribution at each position (image height) of the secondary light source image, a minute aperture may be provided at a position conjugate with the
以上のような方法によりある位置における二次光源像の光量分布を測定し、他の位置については、測定したい位置にXYステージ18を移動させることにより同様に測定することができる。したがって、微小な開口が設けられたマスク13の任意の位置において測定することにより、投影光学系14の光軸からの距離に応じた位置(像高)における二次光源像の光量分布について測定できる。
The light quantity distribution of the secondary light source image at a certain position is measured by the method as described above, and the other positions can be similarly measured by moving the
次に、図6に示すようにS2において、測定された二次光源像の光量分布から、その二次光源像の中心位置及び後述の光量分布(光強度分布)を算出する。なお、ここでは光量分布と光強度分布を同一の光学性能を表すものとして用いる。図8を用いてその算出方法について説明する。二重極照明の場合、その形状が輪の一部と仮定して、外側の輪郭または内側の輪郭を特定し、その輪の中心点を二次光源像の中心位置とする。また、同様に四重極照明の場合も、その二次光源像の形状が輪の一部と仮定して、外側輪郭または内側輪郭を特定し、その輪の中心を二次光源像の中心位置とする。輪帯照明の場合は、その輪の中心を二次光源像の中心位置とする。 Next, as shown in FIG. 6, in S2, a center position of the secondary light source image and a light amount distribution (light intensity distribution) to be described later are calculated from the measured light amount distribution of the secondary light source image. Here, the light amount distribution and the light intensity distribution are used to represent the same optical performance. The calculation method will be described with reference to FIG. In the case of dipole illumination, assuming that the shape is a part of a ring, an outer outline or an inner outline is specified, and the center point of the ring is set as the center position of the secondary light source image. Similarly, in the case of quadrupole illumination, assuming that the shape of the secondary light source image is a part of the ring, the outer contour or the inner contour is specified, and the center of the ring is set to the center position of the secondary light source image. And In the case of annular illumination, the center of the ring is set as the center position of the secondary light source image.
二次光源像の中心位置をもとめた後、その中心位置を通る線で分割された、投影光学系の瞳面内の各領域における光量分布を算出する。図9(a)及び(a´)、図9(b)及び(b´)に示すように、四重極照明の場合、先程のように求めた中心位置を通り互いに直交する2つの線で、測定領域を4つの領域に分割する。測定領域は図9の外枠の四角形で表される。そして、各領域における光量分布を算出する。そして、各領域の間で光量分布を比較して、光量分布の均一性を判定する。二重極照明の場合、図9(c)及び(c´)、図9(d)及び(d´)に示すように、二次光源像の中心位置を通る線で、測定領域を2つに分割して、均一性を判定する。輪帯照明の場合、図9(e)及び(e´)、図9(a)もしくは図9(b)に示すような4つの分割領域を用いる。 After determining the center position of the secondary light source image, the light amount distribution in each region in the pupil plane of the projection optical system divided by the line passing through the center position is calculated. As shown in FIGS. 9A and 9A, 9B and 9B, in the case of quadrupole illumination, two lines that are orthogonal to each other through the center position obtained as described above. The measurement area is divided into four areas. The measurement area is represented by a rectangle in the outer frame of FIG. Then, the light amount distribution in each region is calculated. Then, the light quantity distribution is compared between the areas, and the uniformity of the light quantity distribution is determined. In the case of dipole illumination, as shown in FIGS. 9C and 9C and FIGS. 9D and 9D, two measurement areas are formed by a line passing through the center position of the secondary light source image. To determine the uniformity. In the case of annular illumination, four divided regions as shown in FIGS. 9 (e) and 9 (e '), FIG. 9 (a), or FIG. 9 (b) are used.
均一性の指標を図9(c)を例にとって説明する。まず、領域1における光量をその領域にわたって積算して得られた積算値S1及び領域2における光量をその領域にわたって積算して得られた積算値S2をそれぞれ求める。そして、S1とS2の差を、S1とS2の和で割ることにより、均一性の指標とする。この値を基に後述のシミュレーションを行う。ただし、均一性の指標としては、各領域間の光量分布のばらつきを示すものであれば、どんなものでもよい。
The uniformity index will be described with reference to FIG. First, an integrated value S1 obtained by integrating the light amount in the
次に、図6のS3において、本実施例の露光装置において、測定された二次光源の光量分布(光強度分布)でマスクのパターンをウェハ15上に投影した際における、ウェハ15上に投影される像を計算する(シミュレーション)。そして、S4において、目標とするパターン像と比較して、シミュレーションによって求められた像と目標とするパターン像との差を算出する。ここで、この差は、デフォーカス時において、ウェハ15上に形成される像と目標とするパターン像との位置のずれや線幅の差となって現れる。 Next, in S3 of FIG. 6, in the exposure apparatus of the present embodiment, the mask pattern is projected onto the wafer 15 when the mask pattern is projected onto the wafer 15 with the measured light amount distribution (light intensity distribution) of the secondary light source. Calculate the image to be performed (simulation). In S4, the difference between the image obtained by the simulation and the target pattern image is calculated by comparison with the target pattern image. Here, this difference appears as a positional deviation or a line width difference between the image formed on the wafer 15 and the target pattern image at the time of defocusing.
図17を用いて上述の位置のずれ及び線幅の差を説明する。まず、ウェハ15上に投影したい像(目標とするパターン像)を決定する。ここでは、3本のラインのパターン52を目標とするパターン像とする。目標とするパターン像に対して、マスクのパターンは、パターン51のような長方形のパターンである。焦点ずれがない状態において、パターン51をウェハ15上に投影すると、角は丸くなり、目標とするパターン像は52のようになる。しかし、実際にパターン51を露光すると、デフォーカスの影響により、53のような像がウェハ15上に投影される。そこで、ウェハ15上に投影された像53の線531の中心線と、目標とするパターン像52の線521(線531に対応する線)の中心線とのずれ(図示矢印56)を上記の位置のずれとする。さらに、ウェハ15上に投影された像53の線532の線幅55と、目標とするパターン像52の線522(線532に対応する線)の線幅54との差を上記の線幅の差とする。
The above-described positional shift and line width difference will be described with reference to FIG. First, an image (target pattern image) to be projected on the wafer 15 is determined. Here, it is assumed that the
ここで、上記のシミュレーションにおいて、ウェハ15上に塗布されたレジストの特性を考慮して計算してもよい。つまり、レジストをウェハ15上に投影されるパターンで感光し、現像することで形成されるパターンを計算し、そのパターンと目標とするパターンを比較して、位置のずれや線幅の差を求めてもよい。 Here, in the above simulation, the calculation may be performed in consideration of the characteristics of the resist applied on the wafer 15. That is, the resist is exposed to a pattern projected on the wafer 15 and developed to calculate a pattern to be formed, and the pattern is compared with the target pattern to obtain a positional shift and a line width difference. May be.
次に、S4の計算結果を受けて、S5において二次光源の光量分布の中心位置についてその目標位置を設定する。また、二次光源の光量分布の各領域における光量分布の目標値を設定する。目標位置、光量分布の目標値の設定においては、上述の位置のずれや線幅の差が最小になるように設定する。 Next, in response to the calculation result of S4, the target position is set for the center position of the light quantity distribution of the secondary light source in S5. In addition, a target value of the light quantity distribution in each region of the light quantity distribution of the secondary light source is set. In setting the target position and the target value of the light quantity distribution, the above-described positional deviation and line width difference are set to be minimum.
そして、S6において、二次光源の光量分布の中心位置に関する目標位置及び各領域における光量分布の目標値に基づいて、二次光源の光量分布の中心位置や各領域における光量分布を調整する。最後に、S6において調整された二次光源の光量分布を用いて、ウェハ15上にマスクのパターンの像を投影する(S7)。 In step S6, the center position of the light quantity distribution of the secondary light source and the light quantity distribution in each area are adjusted based on the target position regarding the center position of the light quantity distribution of the secondary light source and the target value of the light quantity distribution in each area. Finally, a mask pattern image is projected onto the wafer 15 using the light quantity distribution of the secondary light source adjusted in S6 (S7).
S1において、投影光学系の光軸からの距離に応じた複数の位置において二次光源像の光量分布を測定した場合、該複数の位置における、上述の位置のずれや線幅の差を求める。そして、複数の位置における位置のずれや線幅の差を合計して、その値が最小となるように、二次光源の光量分布の中心位置に関する目標位置や各領域における光量分布の目標値を設定し、調整する。 In S1, when the light amount distribution of the secondary light source image is measured at a plurality of positions according to the distance from the optical axis of the projection optical system, the above-described positional deviation and line width difference at the plurality of positions are obtained. Then, the target position for the center position of the light quantity distribution of the secondary light source and the target value of the light quantity distribution in each area are summed up so that the positional deviation and line width difference at the plurality of positions are totaled and the value is minimized. Set and adjust.
次に、二次光源像の光量分布の測定から調整までのデータに流れについて説明する。2次元イメージセンサ16で測定された二次光源像の光量分布に対応する信号は制御装置21に送られる。そして、制御装置21における演算手段である演算部において、その信号から二次光源の中心位置や各領域における光量分布を算出し、その二次光源の光量分布を用いて、マスクのパターンをウェハ15上に投影する像の位置ずれ量や線幅の差を計算する。さらに、その像の位置ずれ量や線幅の差から、目標とすべき二次光源の中心位置や上記の各領域における光量の分布を求める。そして、制御装置21は、二次光源の光量分布が演算部で算出された目標値近づくように、光学素子を駆動するアクチュエータ22、23、24を位置制御する。駆動される光学素子は、オプティカルロッド4、集光ズームレンズ5、プリズム等の照明光生成手段19,20であり、これらは光軸の方向及び光軸に垂直な方向に駆動可能に配置され、適切な位置に制御される。
Next, the flow of data from measurement to adjustment of the light amount distribution of the secondary light source image will be described. A signal corresponding to the light amount distribution of the secondary light source image measured by the two-
次に、図10及び図11を用いて、二次光源形状の中心位置及び各領域における光量分布の調整について説明する。図11の状態Xに示すように、部品公差、組立公差、駆動公差などの原因により、光学プリズム19が偏心している。そのため、図10の状態Xに示すように、二次光源形状の中心位置が光軸からずれ、各領域における光量分布は均一でない。そこで、図11の状態Yのように、オプティカルロッド4を光軸に垂直な方向へ移動させると、図10の状態Xから状態Yまで、光強度分布の均一性を調整することができる。また、図11の状態Zのように、集光ズームレンズ5を光軸に垂直な方向へ移動させると、図10の状態Yから状態Zまで、二次光源形状の中心位置を調整することができる。
Next, adjustment of the center position of the secondary light source shape and the light amount distribution in each region will be described with reference to FIGS. As shown in state X in FIG. 11, the
本実施例の露光方法によれば、どんなマスクのパターンに対しても、上述の位置ずれや線幅の差が小さく、より高い精度でウェハ上に目標とするパターン像を投影することができる。なぜなら、目標とするパターン像とウェハ上に投影される像とを比較し、二次光源の光量分布の中心位置や各領域における光量の分布をそれぞれ独立に調整しているからである。 According to the exposure method of the present embodiment, the above-described positional deviation and line width difference are small for any mask pattern, and a target pattern image can be projected onto the wafer with higher accuracy. This is because the target pattern image and the image projected onto the wafer are compared, and the center position of the light amount distribution of the secondary light source and the light amount distribution in each region are adjusted independently.
次に、図12を用いて、本発明の第2の実施例における露光方法を説明する。第1の実施例と同じ部分については説明を省略する。第2の実施例において、第1の実施例と異なる部分は、二次光源像の光量分布を測定する前に、ウェハ15上に投影される像と目標とするパターン像との位置のずれや線幅の差を計算することである。そして、計算された値をデータとして記憶しておくことである。ここで、ウェハ15上に投影される像は、二次光源像の中心位置を投影光学系の光軸からずらして計算される。また、図9で示した各領域における光強度分布が、複数の領域間で等しくない場合に、ウェハ15上に投影される像と目標とするパターン像の、位置のずれや線幅の差を計算して、データとして記憶しておく。 Next, an exposure method in the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Description of the same parts as those of the first embodiment is omitted. In the second embodiment, the difference from the first embodiment is that the position difference between the image projected on the wafer 15 and the target pattern image is measured before measuring the light quantity distribution of the secondary light source image. The difference between the line widths is to be calculated. Then, the calculated value is stored as data. Here, the image projected onto the wafer 15 is calculated by shifting the center position of the secondary light source image from the optical axis of the projection optical system. In addition, when the light intensity distribution in each region shown in FIG. 9 is not equal among a plurality of regions, the positional deviation and the line width difference between the image projected on the wafer 15 and the target pattern image are calculated. Calculate and store as data.
図12のS21において、二次光源像の中心位置と投影光学系の光軸とのずれ、図9で説明した各領域における光量(光強度)分布のばらつき(不均一性)を設定して、ウェハ15上に投影される像をシミュレーションにより計算する。そして、S22において、シミュレーションによって計算された像と目標とするパターン像との差を計算する。ここで、この差は、デフォーカス時において、ウェハ15上に形成される像と目標とするパターン像との位置ずれや線幅の差となって現れる。そのため、1μmのデフォーカスをした時における像の位置ずれや線幅の差を計算する。そして、二次光源像の中心位置と投影光学系の光軸とのずれの単位量あたりについて、像の位置ずれや線幅の差を求める。このようにして求められた値を敏感度と呼び、ここでは第1の情報とする。また、各領域における光量分布のばらつきの単位量についても、像の位置ずれや線幅の差を求める。求められた値を第2の情報とする。ここで、第1の情報を中心位置のずれによる敏感度、第2の情報を不均一性による敏感度とする。 In S21 in FIG. 12, the deviation between the center position of the secondary light source image and the optical axis of the projection optical system, and the variation (non-uniformity) in the light amount (light intensity) distribution in each region described in FIG. An image projected on the wafer 15 is calculated by simulation. In S22, the difference between the image calculated by the simulation and the target pattern image is calculated. Here, this difference appears as a positional deviation or a line width difference between the image formed on the wafer 15 and the target pattern image at the time of defocusing. Therefore, the image positional deviation and the line width difference when defocusing is 1 μm are calculated. Then, for the unit amount of deviation between the center position of the secondary light source image and the optical axis of the projection optical system, the image position deviation and the line width difference are obtained. The value obtained in this way is called sensitivity, and is referred to as first information here. In addition, as for the unit amount of variation in the light amount distribution in each region, an image position shift and a line width difference are obtained. The obtained value is set as the second information. Here, the first information is the sensitivity due to the shift of the center position, and the second information is the sensitivity due to the nonuniformity.
以下に具体的に説明する。ここでは、説明を簡単にするため、目標とするパターン像と設定された二次光源の光量分布で露光した際のウェハ15上に投影される像との位置ずれに関して説明する。例えば、図13(a)に示すように、二次光源像の分布の中心位置と投影光学系の光軸とが一致し、各領域間において光量分布が均一である場合、1μmのデフォーカス量に対して像の位置ずれをuとする。そして、図13(b)に示すように、二次光源像の分布の中心位置が投影光学系の光軸から0.02σだけずれている場合における、1μmのデフォーカスあたりの像の位置ずれをvとする。ここで、0.02σとは、上記のσ値に0.02を掛けた値(σ値の2%)を示す。 This will be specifically described below. Here, in order to simplify the description, the positional deviation between the target pattern image and the image projected on the wafer 15 when exposed with the light amount distribution of the set secondary light source will be described. For example, as shown in FIG. 13A, when the center position of the distribution of the secondary light source image coincides with the optical axis of the projection optical system, and the light quantity distribution is uniform among the regions, the defocus amount of 1 μm. Let u be the image displacement. Then, as shown in FIG. 13B, when the center position of the distribution of the secondary light source image is shifted by 0.02σ from the optical axis of the projection optical system, the positional deviation of the image per 1 μm defocus is obtained. v. Here, 0.02σ indicates a value obtained by multiplying the above σ value by 0.02 (2% of the σ value).
最後に、求められたuとvとの差を0.02σで割って、値を算出する。この値は、二次光源像の分布の中心位置が投影光学系の光軸から単位長さσだけずれた場合の、1μmのデフォーカスあたりの像の位置ずれを表す。これを中心位置のずれによる敏感度と呼ぶ。 Finally, the value is calculated by dividing the obtained difference between u and v by 0.02σ. This value represents the positional deviation of the image per defocus of 1 μm when the central position of the distribution of the secondary light source image is shifted by the unit length σ from the optical axis of the projection optical system. This is called sensitivity due to the shift of the center position.
次に、不均一性による敏感度ついて説明する。図14(a)に示すように、領域A1における光量の積算値が領域A2における光量の積算値よりも大きい場合に、1μmのデフォーカス量に対してパターンの位置ずれをv´とする。そして、v´と先程求めたuとの差を、領域A1における光量の積算値と領域A2における光量の積算値との差で割って、不均一性による敏感度を求める。ここで、この敏感度を算出するために上述した均一性の指標を用いてもよい。 Next, the sensitivity due to nonuniformity will be described. As shown in FIG. 14A, when the integrated value of the light amount in the region A1 is larger than the integrated value of the light amount in the region A2, the positional deviation of the pattern is set to v ′ with respect to the defocus amount of 1 μm. Then, the difference between v ′ and the previously obtained u is divided by the difference between the integrated value of the light amount in the region A1 and the integrated value of the light amount in the region A2, and the sensitivity due to the nonuniformity is determined. Here, the uniformity index described above may be used to calculate the sensitivity.
そして、S23において二次光源像の光量分布を測定し、S24において、二次光源像の中心位置と、各領域における光量の分布を求める。これらのステップは第1の実施例の場合と同じである。 In S23, the light quantity distribution of the secondary light source image is measured. In S24, the center position of the secondary light source image and the light quantity distribution in each region are obtained. These steps are the same as in the first embodiment.
次に、S22で求めた敏感度、及び、S24で求めた中心位置及び光量の分布を用いて、デフォーカスした時の、像の位置ずれ及び線幅の差を計算する(S25)。例えば、図14(b)のような二重極照明の場合、パターンの位置ずれに関して、中心位置のずれによる敏感度をx、不均一性による敏感度をyとする。そして、二次光源像の中心位置と投影光学系の光軸とのずれがX、領域A1における光量の積算値と領域A2における光量の積算値との差をYとする。その場合において、像の位置ずれは、xとXを掛けた値と、yとYを掛けた値を足した値になる。 Next, using the sensitivity obtained in S22 and the center position and light amount distribution obtained in S24, the image positional deviation and the line width difference when defocused are calculated (S25). For example, in the case of the dipole illumination as shown in FIG. 14B, regarding the positional deviation of the pattern, the sensitivity due to the deviation of the center position is x, and the sensitivity due to the non-uniformity is y. The deviation between the center position of the secondary light source image and the optical axis of the projection optical system is X, and the difference between the integrated value of the light amount in the region A1 and the integrated value of the light amount in the region A2 is Y. In this case, the image positional deviation is a value obtained by adding a value obtained by multiplying x and X by a value obtained by multiplying y and Y.
そして、S26において、像の位置ずれが最小となるように、二次光源の光量分布の中心位置に対する目標位置、二次光源の光量分布の各領域における光量分布の目標値を設定する。例えば、二次光源像の中心位置に関する位置のずれによって、10nm/μm/σの像の位置ずれが生じるとする。その際、1nm/μmの像の位置ずれが生じるような、二次光源の光量分布の各領域における光量分布に不均一性があるならば、二次光源像の中心位置を−0.1σだけ投影光学系の光軸からずらしてやれば、像の位置ずれは発生しない。ここで、1nm/μmは、1μmのデフォーカスによって生じる1nmの位置ずれを示し、1nm/μm/σは、σあたり1μmのデフォーカスによって生じる1nmの位置ずれを示す。 In S26, the target position with respect to the center position of the light quantity distribution of the secondary light source and the target value of the light quantity distribution in each region of the light quantity distribution of the secondary light source are set so that the image positional deviation is minimized. For example, it is assumed that a position shift of the image of 10 nm / μm / σ occurs due to a position shift with respect to the center position of the secondary light source image. At this time, if there is non-uniformity in the light amount distribution in each region of the light amount distribution of the secondary light source that causes a displacement of the image of 1 nm / μm, the center position of the secondary light source image is set to −0.1σ. If it is shifted from the optical axis of the projection optical system, the image is not displaced. Here, 1 nm / μm represents a 1 nm position shift caused by 1 μm defocus, and 1 nm / μm / σ represents a 1 nm position shift caused by 1 μm defocus per σ.
次に、S27において、算出された目標値に従い、二次光源の光量分布を調整する。最後にS28において、S27で調整された二次光源の光量分布を用いて、ウェハ15上にマスクのパターンの像を投影する。 Next, in S27, the light quantity distribution of the secondary light source is adjusted according to the calculated target value. Finally, in S28, a mask pattern image is projected onto the wafer 15 using the light quantity distribution of the secondary light source adjusted in S27.
本実施例によれば、二次光源の光量分布の測定前に、予め中心位置のずれや不均一性による敏感度を求めているため、中心位置や各領域における光量分布の目標値を短時間で計算することができる。さらに、二次光源像の光量分布の測定から、二次光源の光量分布の調整までをより短時間で行うことができる。 According to the present embodiment, since the sensitivity due to the deviation or non-uniformity of the center position is obtained in advance before measuring the light amount distribution of the secondary light source, the target value of the light amount distribution at the center position and each region is set for a short time. Can be calculated with Furthermore, from the measurement of the light amount distribution of the secondary light source image to the adjustment of the light amount distribution of the secondary light source can be performed in a shorter time.
以下、図15及び図16を参照して、上述の露光方法を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図15は、デバイス(ICやLSIなどの半導体チップ、LCD、CCD等)の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。S101(回路設計)では、デバイスの回路設計を行う。S102(マスク製作)では、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。S103(ウェハ製造)では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。S104(ウェハプロセス)は、前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いてリソグラフィー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。S105(組み立て)は、後工程と呼ばれ、S104によって作成されたウェハを用いて半導体チップ化する行程であり、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)、パッケージング工程(チップ封入)等の工程を含む。S106(検査)では、S105で作成された半導体チップの動作確認テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体チップが完成し、これが出荷(S107)される。 Hereinafter, an embodiment of a device manufacturing method using the above-described exposure method will be described with reference to FIGS. FIG. 15 is a flowchart for explaining how to fabricate devices (ie, semiconductor chips such as IC and LSI, LCDs, CCDs, and the like). Here, the manufacture of a semiconductor chip will be described as an example. In S101 (circuit design), the device circuit is designed. In S102 (mask production), a mask on which the designed circuit pattern is formed is produced. In S103 (wafer manufacture), a wafer is manufactured using a material such as silicon. S104 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by lithography using the mask and the wafer. S105 (assembly) is referred to as a post-process, and is a process of forming a semiconductor chip using the wafer created in S104, and includes processes such as an assembly process (dicing and bonding) and a packaging process (chip encapsulation). In S106 (inspection), inspections such as an operation confirmation test of the semiconductor chip created in S105 are performed. Through these steps, a semiconductor chip is completed and shipped (S107).
図16は、S104のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。S201(酸化)では、ウェハの表面を酸化させる。S202(CVD)では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。S203(電極形成)では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。S204(イオン打ち込み)では、ウェハにイオンを打ち込む。S205(レジスト処理)では、ウェハに感光剤を塗布する。S206(露光)では、実施例1又は2で説明した露光方法を用いて、マスクの回路パターンをウェハ上の感光剤を露光する。S207(現像)では、露光した感光剤を現像し、レジスト像を形成する。S208(エッチング)では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。S209(レジスト剥離)では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成される。 FIG. 16 is a detailed flowchart of the wafer process in S104. In S201 (oxidation), the surface of the wafer is oxidized. In S202 (CVD), an insulating film is formed on the surface of the wafer. In S203 (electrode formation), an electrode is formed on the wafer by vapor deposition or the like. In S204 (ion implantation), ions are implanted into the wafer. In S205 (resist processing), a photosensitive agent is applied to the wafer. In S206 (exposure), using the exposure method described in Example 1 or 2, the circuit pattern of the mask is exposed to the photosensitive agent on the wafer. In S207 (development), the exposed photosensitive agent is developed to form a resist image. In S208 (etching), portions other than the developed resist image are removed. In S209 (resist stripping), the resist that has become unnecessary after the etching is removed. By repeatedly performing these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.
本実施形態のデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。 According to the device manufacturing method of the present embodiment, it is possible to manufacture a higher quality device than before.
400 照明光学系
14 投影光学系
16 2次元イメージセンサ
21 制御装置
22 アクチュエータ
23 アクチュエータ
24 アクチュエータ
400 Illumination optical system 14 Projection
Claims (8)
前記二次光源の像の光量分布を測定する測定ステップと、
前記測定ステップにおいて測定された前記二次光源像の光量分布から、前記二次光源像の中心位置と前記中心位置を通る線で分割された前記投影光学系の瞳面内の各領域における光量分布とを算出する算出ステップと、
前記算出ステップにおいて算出された前記中心位置と前記各領域における光量分布との情報を用いて、目標とするパターン像と前記光量分布により前記基板上に投影される像との差を計算する計算ステップと、
前記計算ステップにおける計算結果に基づいて、前記中心位置の目標位置と前記各領域における光量分布の目標値とを設定する設定ステップと、
前記設定ステップにおいて設定された前記目標位置及び前記目標値に基づいて、前記中心位置及び前記各領域における光量分布を調整する調整ステップとを備え、
前記調整ステップにおいて調整された二次光源像の光量分布で前記マスクのパターンの像を基板上に投影することを特徴とする露光方法。 In an exposure method of forming a secondary light source with light from a light source, illuminating a mask with a light beam from the secondary light source, and projecting an image of the pattern of the mask onto a substrate via a projection optical system,
A measuring step for measuring a light amount distribution of the image of the secondary light source;
The light amount distribution in each region in the pupil plane of the projection optical system divided from the light amount distribution of the secondary light source image measured in the measurement step by a center position of the secondary light source image and a line passing through the center position. A calculating step for calculating
A calculation step for calculating a difference between a target pattern image and an image projected on the substrate by the light amount distribution using information on the center position calculated in the calculation step and the light amount distribution in each region. When,
A setting step for setting a target position of the center position and a target value of a light amount distribution in each region based on the calculation result in the calculation step;
An adjustment step of adjusting a light amount distribution in the center position and each region based on the target position and the target value set in the setting step,
An exposure method, wherein an image of the mask pattern is projected onto a substrate with a light amount distribution of the secondary light source image adjusted in the adjustment step.
前記中心位置を通る線で分割された複数の領域の間で前記光量分布が不均一である場合における前記基板上に投影される像と目標とするパターン像との差を示す第2の情報を算出するステップとを備え、
前記第1の情報と前記第2の情報とに基づいて、目標とするパターン像と、前記ずれを有し、前記複数の領域の間で前記光量分布が不均一である二次光源像の光量分布により前記基板上に投影される像との差を計算することを特徴とする請求項1に記載の露光方法。 Calculating first information for calculating a difference between an image projected on the substrate and a target pattern image when there is a deviation between the center position and the optical axis of the projection optical system;
Second information indicating a difference between an image projected on the substrate and a target pattern image when the light amount distribution is non-uniform among a plurality of regions divided by a line passing through the center position. A calculating step,
Based on the first information and the second information, the target pattern image and the light amount of the secondary light source image having the deviation and the light amount distribution being non-uniform among the plurality of regions The exposure method according to claim 1, wherein a difference from an image projected on the substrate is calculated by distribution.
前記計算ステップにおいて、前記複数の位置における、目標とするパターン像と前記測定ステップにおいて測定された前記二次光源像の光量分布により前記基板上に投影される像との位置のずれを計算し、
前記設定ステップにおいて、前記複数の位置における前記位置のずれの合計に基づいて、前記目標位置及び前記各領域における光量分布の目標値を設定することを特徴とする請求項1に記載の露光方法。 In the measurement step, the light amount distribution of the secondary light source image is measured at a plurality of positions at different distances from the optical axis of the projection optical system,
In the calculation step, a positional shift between a target pattern image at the plurality of positions and an image projected on the substrate by a light amount distribution of the secondary light source image measured in the measurement step is calculated.
2. The exposure method according to claim 1, wherein in the setting step, a target value of a light amount distribution in the target position and each of the regions is set based on a total of the positional deviations in the plurality of positions.
前記計算ステップにおいて、前記複数の位置における、目標とするパターン像と前記測定ステップにおいて測定された二次光源像の光量分布により前記基板上に投影される像との線幅の差を計算し、
前記設定ステップにおいて、前記複数の位置における前記線幅の差の合計に基づいて、前記目標位置及び前記各領域における光量分布の目標値を設定することを特徴とする請求項1に記載の露光方法。 In the measurement step, the light amount distribution of the secondary light source image is measured at a plurality of positions at different distances from the optical axis of the projection optical system,
In the calculation step, a difference in line width between a target pattern image at the plurality of positions and an image projected on the substrate by a light amount distribution of a secondary light source image measured in the measurement step is calculated.
2. The exposure method according to claim 1, wherein, in the setting step, a target value of a light amount distribution in the target position and each region is set based on a total of the line width differences at the plurality of positions. .
前記マスクのパターンの像を基板上に投影する投影光学系と、
前記光源からの光束に基づく二次光源像の光量分布を測定する測定器と、
前記測定器によって測定された二次光源像の光量分布から、前記二次光源像の中心位置と前記中心位置を通る線で分割された各領域における光量分布とを算出し、算出された前記中心位置及び前記各領域における光量分布の情報を用いて、目標とするパターン像と前記光量分布により前記基板上に投影される像との差を計算し、該計算の結果に基づいて前記中心位置の目標位置と前記各領域における光量分布の目標値とを演算する演算手段と、
前記目標位置及び前記目標値に基づいて前記照明光学系の光学素子を移動させるアクチュエータとを有することを特徴とする露光装置。 An illumination optical system that illuminates the mask with light from a light source;
A projection optical system that projects an image of the mask pattern onto the substrate;
A measuring instrument for measuring a light amount distribution of a secondary light source image based on a light flux from the light source;
From the light amount distribution of the secondary light source image measured by the measuring device, the center position of the secondary light source image and the light amount distribution in each region divided by the line passing through the center position are calculated, and the calculated center The difference between the target pattern image and the image projected on the substrate by the light amount distribution is calculated using the position and the light amount distribution information in each region, and the center position is calculated based on the calculation result. A calculation means for calculating a target position and a target value of the light amount distribution in each of the areas;
An exposure apparatus comprising: an actuator that moves an optical element of the illumination optical system based on the target position and the target value.
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