JP2008128681A - 干渉計、露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】低時間コヒーレンス光源を用い、精度劣化がなく偏光照明時の収差計測が容易である干渉計を提供する。
【解決手段】TSレンズ4からの参照光束5、及び被検物8の光軸からわずかにずれる凹球面状ミラー9からの被検光束7を干渉縞形成部6の回折格子で複数次数の回折光に分割する。分割後の参照光束5の内1つの波面情報を干渉縞形成部6のマスクで消し、1つの波面だけを該マスクで選択する。分割後の干渉光束7の内1つの波面情報を該マスクで消し、1つの波面だけを該マスクで選択する。該回折格子を走査し、4つ以上の波面の内少なくとも2つの位相を変化させ、分割後の参照光同士、分割後の被検光同士を合成し干渉縞を得る。
【選択図】 図1
【解決手段】TSレンズ4からの参照光束5、及び被検物8の光軸からわずかにずれる凹球面状ミラー9からの被検光束7を干渉縞形成部6の回折格子で複数次数の回折光に分割する。分割後の参照光束5の内1つの波面情報を干渉縞形成部6のマスクで消し、1つの波面だけを該マスクで選択する。分割後の干渉光束7の内1つの波面情報を該マスクで消し、1つの波面だけを該マスクで選択する。該回折格子を走査し、4つ以上の波面の内少なくとも2つの位相を変化させ、分割後の参照光同士、分割後の被検光同士を合成し干渉縞を得る。
【選択図】 図1
Description
本発明は、干渉計、露光装置及びデバイス製造方法に関する。
半導体回路素子を製造する際に、レチクルやマスク(以下レチクルと総称する)に描画されている原画パターンを、投影光学系を使用してウェハに転写する露光装置が使用されてきた。
露光装置では、レチクルの原画パターンを所定の倍率で正確にウェハに転写することが必要であり、そのためには収差が抑えられた投影光学系を用いなければならない。
さらに、近年の半導体回路の微細化に伴い、投影光学系に要求される性能はより一層厳しいものとなっている。
従来、光学部品の面形状及び透過波面を測定する際には、大部分が共通光路であり大気の揺らぎや振動の影響を受けにくいフィゾー型の干渉計が最も多く使用されてきた。
投影光学系を露光装置上で測定する際には、露光波長に対して収差を最適化する必要があり、露光光源を使用して収差計測を行うことが望ましい。
露光装置では、レチクルの原画パターンを所定の倍率で正確にウェハに転写することが必要であり、そのためには収差が抑えられた投影光学系を用いなければならない。
さらに、近年の半導体回路の微細化に伴い、投影光学系に要求される性能はより一層厳しいものとなっている。
従来、光学部品の面形状及び透過波面を測定する際には、大部分が共通光路であり大気の揺らぎや振動の影響を受けにくいフィゾー型の干渉計が最も多く使用されてきた。
投影光学系を露光装置上で測定する際には、露光波長に対して収差を最適化する必要があり、露光光源を使用して収差計測を行うことが望ましい。
しかしながら、AeFエキシマレーザ等の光源は低時間コヒーレントであるため、フィゾー型の干渉計を用いることができない。
そこで、米国特許第5835217号公報(特許文献1)により、トワイマングリーン干渉計、シアリング干渉計、ポイントディフラクション干渉計(PDI)等が提案されている。
また、特開2004−273482号公報(特許文献2)により、光学系の収差の大きさに関わらず、高精度に波面収差を測定することができる収差測定装置が提案されている。
さらに、特開2000−277411号公報(特許文献3)により、投影露光装置の投影光学系の波面収差を投影露光装置上で直接測定可能とする露光装置が提案されている。
さらに、特開2000−277412号公報(特許文献4)により、レチクル面上のパターンをウェハ面上に投影する投影光学系の波面収差、像面湾曲等の光学性能を測定することができる干渉計を搭載した投影露光装置が提案されている。
米国特許第5835217号公報
特開2004−273482号公報
特開2000−277411号公報
特開2000−277412号公報
そこで、米国特許第5835217号公報(特許文献1)により、トワイマングリーン干渉計、シアリング干渉計、ポイントディフラクション干渉計(PDI)等が提案されている。
また、特開2004−273482号公報(特許文献2)により、光学系の収差の大きさに関わらず、高精度に波面収差を測定することができる収差測定装置が提案されている。
さらに、特開2000−277411号公報(特許文献3)により、投影露光装置の投影光学系の波面収差を投影露光装置上で直接測定可能とする露光装置が提案されている。
さらに、特開2000−277412号公報(特許文献4)により、レチクル面上のパターンをウェハ面上に投影する投影光学系の波面収差、像面湾曲等の光学性能を測定することができる干渉計を搭載した投影露光装置が提案されている。
しかし、シアリング干渉計は差分波面の計測となるため、波面への積分の際の精度劣化が発生するとともに、瞳全体の測定が不可能という問題を抱えている。
トワイマングリーン型等の従来の干渉計を露光装置上で構成するためには、参照光と被検光の光路長を等しくするための光路が必要となり、干渉計サイズが大きくなるだけでなく、外乱による測定精度の悪化が発生してしまう。
また、形状誤差(干渉計自体が持つ収差)を事前に計測しておき被検物計測結果から減算する必要がある。
この場合、計測時間が長くなるだけでなく、形状誤差の経時変化により精度劣化が生じてしまう問題があった。
ポイントディフラクション干渉計(PDI)ではレチクル面、もしくはウェハ面にピンホールを配置し球面波を生成するのが主流である。
しかし、ポイントディフラクション干渉計では大きい開口数NAピンホールの偏光透過特性により、偏光照明時の波面測定が困難という問題があった。
トワイマングリーン型等の従来の干渉計を露光装置上で構成するためには、参照光と被検光の光路長を等しくするための光路が必要となり、干渉計サイズが大きくなるだけでなく、外乱による測定精度の悪化が発生してしまう。
また、形状誤差(干渉計自体が持つ収差)を事前に計測しておき被検物計測結果から減算する必要がある。
この場合、計測時間が長くなるだけでなく、形状誤差の経時変化により精度劣化が生じてしまう問題があった。
ポイントディフラクション干渉計(PDI)ではレチクル面、もしくはウェハ面にピンホールを配置し球面波を生成するのが主流である。
しかし、ポイントディフラクション干渉計では大きい開口数NAピンホールの偏光透過特性により、偏光照明時の波面測定が困難という問題があった。
そこで、本発明は、精度劣化が少なく、偏光照明時の収差計測が容易である干渉計を提供することを例示的な目的とする。
本発明の一側面としての干渉計は、光を供給する光源と、参照光を生成する手段と、被検光を生成する手段とを有する干渉計であって、前記参照光と前記被検光を、各々2つ以上の波面に分割する分割手段と、前記分割された参照光の内、1つの波面情報を消す第1の消去手段と、前記分割された被検光の内、1つの波面情報を消す第2の消去手段と、前記の分割された参照光の内、1つの波面だけを選択する第1の選択手段と、前記の分割された被検光の内、1つの波面だけを選択する第2の選択手段と、前記4つ以上の波面の内、少なくとも2つの位相を変化させる位相変化手段と、前記分割された参照光同士及び前記分割された被検光同士を合成し干渉縞を得る合成手段とを有することを特徴とする。
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付の図面を参照して説明される好ましい実施例等によって明らかにされる。
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付の図面を参照して説明される好ましい実施例等によって明らかにされる。
精度劣化が少なく、偏光照明時の収差計測が容易である干渉計を提供することが可能となる。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施例を説明する。
図1を参照して、本発明の実施例1の干渉計を説明する。図1は、本発明の実施例1の干渉計の構成を示す概略説明図である。
図1に示すように、光源1から供給された光ビームは、ビームエキスパンダー2により所望の光束径に整形され、ハーフミラー3を透過し、参照光を生成する手段であるTSレンズ4に入射する。
TSレンズ4に入射した光ビームの一部である参照光束5は、TSレンズ4の最終面(参照面)で垂直反射され、同一光路でTSレンズ4を出射し、ハーフミラー3で反射された後に干渉縞形成部6に垂直導光される(図2参照)。
図1に示すように、光源1から供給された光ビームは、ビームエキスパンダー2により所望の光束径に整形され、ハーフミラー3を透過し、参照光を生成する手段であるTSレンズ4に入射する。
TSレンズ4に入射した光ビームの一部である参照光束5は、TSレンズ4の最終面(参照面)で垂直反射され、同一光路でTSレンズ4を出射し、ハーフミラー3で反射された後に干渉縞形成部6に垂直導光される(図2参照)。
また、一方、TSレンズ4を透過した光ビームの一部である被検光束7は、被検物8に導光される。
被検物8を透過した被検光束7は、被検物8の光軸からわずかにずらして置かれた被検光を生成する手段である凹球面状ミラー9によって反射され、ふたたび被検物8を透過した後にTSレンズ4に出射する。
TSレンズ4を出射した被検光束7はハーフミラー3で反射され、わずかに傾いて干渉縞形成部6に導光される(図2参照)。
被検物8を透過した被検光束7は、被検物8の光軸からわずかにずらして置かれた被検光を生成する手段である凹球面状ミラー9によって反射され、ふたたび被検物8を透過した後にTSレンズ4に出射する。
TSレンズ4を出射した被検光束7はハーフミラー3で反射され、わずかに傾いて干渉縞形成部6に導光される(図2参照)。
次に、図2を参照して、干渉縞形成部6の詳細を説明する。
干渉縞形成部6に垂直導光された参照光束5、及び、わずかに光軸から傾いて導光された被検光束7は、分割手段である回折格子10で複数次数の回折光に分割される。
回折光は、レンズ11によって集光され、レンズ11の集光点に置かれたマスク12に集光された後、レンズ13を経て受光素子14に入射する。
ここで、マスク12の詳細な構成を図3に示す。マスク12は、所定位置に2つのピンホール12a,12cと2つの窓12b,12dを有している。
2つのピンホール12a,12c及び窓12b,12dは、本例では図示の如く円形状の開口の構成が採用されている。
干渉縞形成部6に垂直導光された参照光束5、及び、わずかに光軸から傾いて導光された被検光束7は、分割手段である回折格子10で複数次数の回折光に分割される。
回折光は、レンズ11によって集光され、レンズ11の集光点に置かれたマスク12に集光された後、レンズ13を経て受光素子14に入射する。
ここで、マスク12の詳細な構成を図3に示す。マスク12は、所定位置に2つのピンホール12a,12cと2つの窓12b,12dを有している。
2つのピンホール12a,12c及び窓12b,12dは、本例では図示の如く円形状の開口の構成が採用されている。
ピンホール12aは、前記分割された参照光である参照光束5の内、1つの波面情報を消す第1の消去手段である。ピンホール12cは、前記分割された被検光である被検光束7の内、1つの波面情報を消す第2の消去手段である。
窓12bは、前記分割された参照光束5の内、1つの波面だけを選択する第1の選択手段である。窓12dは、前記分割された被検光である被検光束7の内、1つの波面だけを選択する第2の選択手段である。
一方、分割手段である回折格子10の駆動手段10aは、回折格子10を光軸の垂直方向、かつ回折格子10が並んでいる方向に平行に駆動し、これにより参照光束5及び被検光束7に対して走査し、複数次数の回折光に分割する。
なお、回折格子10及び駆動手段10aにより、回折光の位相を変化させ、後述する受光素子14に観測される干渉縞の位相変調速度を変化させるための位相変化手段が構成されている。
窓12bは、前記分割された参照光束5の内、1つの波面だけを選択する第1の選択手段である。窓12dは、前記分割された被検光である被検光束7の内、1つの波面だけを選択する第2の選択手段である。
一方、分割手段である回折格子10の駆動手段10aは、回折格子10を光軸の垂直方向、かつ回折格子10が並んでいる方向に平行に駆動し、これにより参照光束5及び被検光束7に対して走査し、複数次数の回折光に分割する。
なお、回折格子10及び駆動手段10aにより、回折光の位相を変化させ、後述する受光素子14に観測される干渉縞の位相変調速度を変化させるための位相変化手段が構成されている。
図4にマスク12とそれを通過する光線(参照光束5、被検光束7)を示す。
参照光束5の0次回折光5aはピンホール12aを通過し、理想球面波として出射される。また、参照光束5の+1次回折光5bは窓12bを通過し、収差情報を含んだまま出射される。
この2光束はレンズ13によって平行光にされ、合成手段である受光素子14上で干渉縞を形成する。
同様に、被検光束7の+1次回折光5cはピンホール12cを通過し、理想球面波として出射される。また、被検光束7の−1次回折光5dは窓12dを通過し、収差情報を含んだまま出射される。
この2光束はレンズ13によって平行光にされ、合成手段である受光素子14上で干渉縞を形成する。
駆動手段10aにより走査される位相変化手段である回折格子10は、その走査により、回折光の前記4つ以上の波面の内、少なくとも2つの位相を後述するように変化させる。
参照光束5の0次回折光5aはピンホール12aを通過し、理想球面波として出射される。また、参照光束5の+1次回折光5bは窓12bを通過し、収差情報を含んだまま出射される。
この2光束はレンズ13によって平行光にされ、合成手段である受光素子14上で干渉縞を形成する。
同様に、被検光束7の+1次回折光5cはピンホール12cを通過し、理想球面波として出射される。また、被検光束7の−1次回折光5dは窓12dを通過し、収差情報を含んだまま出射される。
この2光束はレンズ13によって平行光にされ、合成手段である受光素子14上で干渉縞を形成する。
駆動手段10aにより走査される位相変化手段である回折格子10は、その走査により、回折光の前記4つ以上の波面の内、少なくとも2つの位相を後述するように変化させる。
一方、干渉縞形成部6は一回結像かつ拡大系の光学系となっており、マスク12はTSレンズ4の集光点と共役な面に配置されている。
この場合、マスク12は、被検物8の物体面、像面にマスクを配置するよりも小さい開口数NAに配置することが可能であり、大きい開口数NAピンホールの偏光透過特性、及びマスク製作の観点で有利である。
即ち、マスク12における、第1、第2の消去手段であるピンホール12a、12c、第1、第2の選択手段である窓12b、12dを、被検物8の開口数NAに対し開口数NAの小さい瞳結像系に配置することの利点を指す。
以上の構成を経て、合成手段である受光素子14上に形成された上記2つの干渉縞情報は、不図示のホストコンピュータ等に転送され解析される。
この場合、マスク12は、被検物8の物体面、像面にマスクを配置するよりも小さい開口数NAに配置することが可能であり、大きい開口数NAピンホールの偏光透過特性、及びマスク製作の観点で有利である。
即ち、マスク12における、第1、第2の消去手段であるピンホール12a、12c、第1、第2の選択手段である窓12b、12dを、被検物8の開口数NAに対し開口数NAの小さい瞳結像系に配置することの利点を指す。
以上の構成を経て、合成手段である受光素子14上に形成された上記2つの干渉縞情報は、不図示のホストコンピュータ等に転送され解析される。
ここで光源1が低時間コヒーレンスであるため、参照光束5と被検光束7は干渉性がなく、合成手段である受光素子14上では参照光束5の回折光同士による干渉縞と、被検光束7の回折光同士による干渉縞の和のみが観測される。
通常、ポイントディフラクション干渉計(PDI)で得られる干渉縞はチルト縞を含むので電子モアレ法、フーリエ変換法等の解析手法により波面計測が可能である。
しかしながら、実施例1で得られる干渉縞は2つの干渉縞の和であり、上記手法では波面計測が困難である。
しかし駆動手段10aで回折格子10を格子のピッチ方向に走査することで0次光以外の回折光の位相を変化させることが可能であり、所謂フリンジスキャン法を採用することで干渉縞の位相分離計算、波面計測が可能となる。
即ち、参照光同士による干渉縞と、被検光同士による干渉縞とで、干渉縞の取得に使用する回折光の次数を変えることにより、干渉縞の位相変調速度を変えて、参照光及び被検光の波面を同時に算出することが可能である。
通常、ポイントディフラクション干渉計(PDI)で得られる干渉縞はチルト縞を含むので電子モアレ法、フーリエ変換法等の解析手法により波面計測が可能である。
しかしながら、実施例1で得られる干渉縞は2つの干渉縞の和であり、上記手法では波面計測が困難である。
しかし駆動手段10aで回折格子10を格子のピッチ方向に走査することで0次光以外の回折光の位相を変化させることが可能であり、所謂フリンジスキャン法を採用することで干渉縞の位相分離計算、波面計測が可能となる。
即ち、参照光同士による干渉縞と、被検光同士による干渉縞とで、干渉縞の取得に使用する回折光の次数を変えることにより、干渉縞の位相変調速度を変えて、参照光及び被検光の波面を同時に算出することが可能である。
以下、干渉縞位相変調の分離方法、波面計算方法の説明をする。
ピッチpの回折格子10をピッチ方向にΔxだけずらした時の位相シフト量Δφは式(1)のように、Δx、p、次数mの関数で表される。
Δφ=2π×m×Δx/p (1)
したがって、参照光の0次回折光5aと参照光の+1次回折光5bの位相差は式(2)のように表すことができる。
Δφ=2π×Δx/p (2)
一方、被検光の+1次回折光5cと被検光の−1次回折光5dの位相差は式(3)のように表すことができる。
Δφ=2×2π×Δx/p (3)
ピッチpの回折格子10をピッチ方向にΔxだけずらした時の位相シフト量Δφは式(1)のように、Δx、p、次数mの関数で表される。
Δφ=2π×m×Δx/p (1)
したがって、参照光の0次回折光5aと参照光の+1次回折光5bの位相差は式(2)のように表すことができる。
Δφ=2π×Δx/p (2)
一方、被検光の+1次回折光5cと被検光の−1次回折光5dの位相差は式(3)のように表すことができる。
Δφ=2×2π×Δx/p (3)
よって、参照光束5の回折光同士による干渉縞と被検光束7の回折光同士による干渉縞で選択する回折次数を変えることで、走査速度を変えることが可能である。
ここでフリンジスキャンを行った際の、任意な受光素子14上1点の強度変調の例を図5中の(a)に示す。
参照光束5の回折光同士による干渉縞の強度変調(即ち図5中の(b))と被検光束7の回折光同士による干渉縞の強度変調(図5中の(c))は変調速度が異なり、周期の異なる2つの正弦波の和として観測される。
定数項をa、振幅をb、被測定光の収差と干渉領域内の位置で決まる初期位相をφ、格子移動の分割数をNとすると、第n分割目の参照光の強度変調ITは式(4)、被検光の強度変調IRは式(5)のように表すことができる。
ここでフリンジスキャンを行った際の、任意な受光素子14上1点の強度変調の例を図5中の(a)に示す。
参照光束5の回折光同士による干渉縞の強度変調(即ち図5中の(b))と被検光束7の回折光同士による干渉縞の強度変調(図5中の(c))は変調速度が異なり、周期の異なる2つの正弦波の和として観測される。
定数項をa、振幅をb、被測定光の収差と干渉領域内の位置で決まる初期位相をφ、格子移動の分割数をNとすると、第n分割目の参照光の強度変調ITは式(4)、被検光の強度変調IRは式(5)のように表すことができる。
式(6)のnにステップ数を代入することで、それぞれのステップにおける強度Inが得られる。
第0ステップ(n=0)での強度I0から、第8ステップ(n=8)での強度I8を使用すると、参照光干渉縞の強度変調の初期位相φT、被検光干渉縞の強度変調の初期位相φRは式(7)と式(8)で表される。
参照光の波面W1、被検光の波面W2はそれぞれ式(9)と式(10)で表される。
以上の手段により、1度の計測で被検物8の収差と形状誤差を同時計測し減算することで、被検物8の収差情報を精度良く取得することがでる。
上記の各演算は、上記ホストコンピュータ、又は例えば干渉計にあらかじめ備わる演算手段としてのCPUが実行する。
また、干渉縞形成部6を開口数NAの小さい瞳結像系に配置することで、大開口数NAピンホールの偏光透過特性の影響はなく、偏光照明時の波面を容易に計測することができる。
なお、実施例1では参照光の回折光として0次光と+1次光、被検光の回折光として+1次光と−1次光を選択したが、この組み合わせに限らず走査速度を変えられる回折次数を選択してもよい。
上記の各演算は、上記ホストコンピュータ、又は例えば干渉計にあらかじめ備わる演算手段としてのCPUが実行する。
また、干渉縞形成部6を開口数NAの小さい瞳結像系に配置することで、大開口数NAピンホールの偏光透過特性の影響はなく、偏光照明時の波面を容易に計測することができる。
なお、実施例1では参照光の回折光として0次光と+1次光、被検光の回折光として+1次光と−1次光を選択したが、この組み合わせに限らず走査速度を変えられる回折次数を選択してもよい。
また、実施例1では2つのピンホール12a,12cと2つの窓12b,12dからなるマスク12の構成について記載した。
しかし、干渉縞形成部6への入射角を調整することで、図6に示すように1つのピンホール(第1、第2の消去手段)12eと2つの窓(第1、第2の選択手段)12f,12gでマスク12を構成しても良い。
回折光の選択例としては、ピンホール12eに参照光の0次回折光と被検光の+1次回折光を、窓12fに参照光の+1次回折光を、窓12gに被検光の−1次回折光を入射させる方法が挙げられる。
以上本発明の実施例1においては、上記マスク12及び駆動手段10aを有するため、低時間コヒーレンスの光源1を使用しても、被検物8の高精度な波面計測が可能となる。
また、実施例1においては、その構成を有するため、偏光照明の影響が少ない高精度な波面計測が可能となり、偏光照明時の被検物8の収差計測が容易である。
しかし、干渉縞形成部6への入射角を調整することで、図6に示すように1つのピンホール(第1、第2の消去手段)12eと2つの窓(第1、第2の選択手段)12f,12gでマスク12を構成しても良い。
回折光の選択例としては、ピンホール12eに参照光の0次回折光と被検光の+1次回折光を、窓12fに参照光の+1次回折光を、窓12gに被検光の−1次回折光を入射させる方法が挙げられる。
以上本発明の実施例1においては、上記マスク12及び駆動手段10aを有するため、低時間コヒーレンスの光源1を使用しても、被検物8の高精度な波面計測が可能となる。
また、実施例1においては、その構成を有するため、偏光照明の影響が少ない高精度な波面計測が可能となり、偏光照明時の被検物8の収差計測が容易である。
次に、本発明の実施例2を説明する。
図7は、本発明の実施例2における上記干渉計の構成を搭載した露光装置の要部構成を概略的に示す概略構成図である。なお、図7において図1に示す部分と同一部分には同一符号を付して説明を省略又は簡略する。
図7に示す投影レンズ18は、図1に示す被検物8に相当する。本発明の実施例2では、レチクルパターンをウェハに露光するための露光用の光源1を使用して波面計測を行うことが可能である。
ウェハ露光時には、切り替えミラー15、ミラー17、TSレンズ4を退避させるとともに、不図示のウェハを保持したウェハチャック20を載置するウェハステージ19を移動させ、そのウェハを露光位置に移動させる。
その状態において、露光用の光源1からの光束を照明光学系21に導光し、照明光学系21からの光束を遮ることなくウェハ露光を行うことができる。
図7は、本発明の実施例2における上記干渉計の構成を搭載した露光装置の要部構成を概略的に示す概略構成図である。なお、図7において図1に示す部分と同一部分には同一符号を付して説明を省略又は簡略する。
図7に示す投影レンズ18は、図1に示す被検物8に相当する。本発明の実施例2では、レチクルパターンをウェハに露光するための露光用の光源1を使用して波面計測を行うことが可能である。
ウェハ露光時には、切り替えミラー15、ミラー17、TSレンズ4を退避させるとともに、不図示のウェハを保持したウェハチャック20を載置するウェハステージ19を移動させ、そのウェハを露光位置に移動させる。
その状態において、露光用の光源1からの光束を照明光学系21に導光し、照明光学系21からの光束を遮ることなくウェハ露光を行うことができる。
以下、本例の露光装置における波面計測方法について説明する。
まず、凹球面状ミラー(被検光を生成する手段)9を備える上記ウェハステージ19を移動させ、投影レンズ18を透過する被検光束の光軸からわずかにずれる位置に凹球面状ミラー9を位置させる。
凹球面状ミラー9が被検光束の光軸からわずかにずれるとは、例えば凹球面状ミラー9の中軸位置がその光軸からわずかにずれるものであるが、その姿勢がわずかにずれる等、あらかじめ定める任意のわずかなずれである。
この状態で光源1から出射した光束は、切り替えミラー15、ミラー16によって反射され、ビームエキスパンダー2に入射する。その後、光束はハーフミラー3を透過してミラー17で反射され、TSレンズ4に入射する。
まず、凹球面状ミラー(被検光を生成する手段)9を備える上記ウェハステージ19を移動させ、投影レンズ18を透過する被検光束の光軸からわずかにずれる位置に凹球面状ミラー9を位置させる。
凹球面状ミラー9が被検光束の光軸からわずかにずれるとは、例えば凹球面状ミラー9の中軸位置がその光軸からわずかにずれるものであるが、その姿勢がわずかにずれる等、あらかじめ定める任意のわずかなずれである。
この状態で光源1から出射した光束は、切り替えミラー15、ミラー16によって反射され、ビームエキスパンダー2に入射する。その後、光束はハーフミラー3を透過してミラー17で反射され、TSレンズ4に入射する。
ここでTSレンズ4に入射した光束の一部(参照光束)は、TSレンズ4の最終面(参照面)で垂直反射され、同一光路でTSレンズ4を出射し、ミラー17、ハーフミラー3で反射された後に干渉縞形成部6に垂直導光される。
干渉縞形成部6に垂直導光された参照光束は、図2に示したように、回折格子10、レンズ11、マスク12、及びレンズ13を経て受光素子14に干渉縞を形成する。
一方、TSレンズ4を透過した被検光束は、投影レンズ18に導光される。投影レンズ18を透過した被検光束は、ウェハステージ19上の投影レンズ18の光軸からわずかにずれる凹球面状ミラー9から反射する。
干渉縞形成部6に垂直導光された参照光束は、図2に示したように、回折格子10、レンズ11、マスク12、及びレンズ13を経て受光素子14に干渉縞を形成する。
一方、TSレンズ4を透過した被検光束は、投影レンズ18に導光される。投影レンズ18を透過した被検光束は、ウェハステージ19上の投影レンズ18の光軸からわずかにずれる凹球面状ミラー9から反射する。
凹球面状ミラー9から反射した被検光束は、ふたたび投影レンズ18を透過した後、TSレンズ4を出射し、ミラー17、ハーフミラー3で反射され、わずかに傾いて干渉縞形成部6に導光される。
干渉縞形成部6にわずかに傾いて導光された被検光束は、同じく図2に示したように、回折格子10、レンズ11、マスク12、及びレンズ13を経て受光素子14に干渉縞を形成する。
受光素子14上の上記2つの干渉縞は、不図示のホストコンピュータ、又は例えば露光装置に備わる不図示のCPUによる高精度な波面計測の解析に用いられる。
干渉縞形成部6にわずかに傾いて導光された被検光束は、同じく図2に示したように、回折格子10、レンズ11、マスク12、及びレンズ13を経て受光素子14に干渉縞を形成する。
受光素子14上の上記2つの干渉縞は、不図示のホストコンピュータ、又は例えば露光装置に備わる不図示のCPUによる高精度な波面計測の解析に用いられる。
実施例2による干渉計形成部6に入射後の干渉縞形成方法、収差測定方法、収差計算方法は、上記実施例1と同様であり、投影レンズ18の透過波面を同じく精度良く測定することが可能である。
本発明の実施例2の露光装置は、干渉縞形成部6を有するため、低時間コヒーレンスの露光用の光源1を使用しても、投影レンズ18の高精度な波面計測が可能となる。
しかも、この露光装置は、干渉縞形成部6を有するため、偏光照明の影響をあまり受けずに投影レンズ18の高精度な波面計測が可能となり、かつ偏光照明時の投影レンズ18の収差計測が容易である。
このため、投影光学系(投影レンズ18)の収差変化を精密に測定し補正することが可能となり、露光精度の安定した信頼性をより向上させ、デバイス製造の品質信頼性をより向上させることが可能である。
本発明の実施例2の露光装置は、干渉縞形成部6を有するため、低時間コヒーレンスの露光用の光源1を使用しても、投影レンズ18の高精度な波面計測が可能となる。
しかも、この露光装置は、干渉縞形成部6を有するため、偏光照明の影響をあまり受けずに投影レンズ18の高精度な波面計測が可能となり、かつ偏光照明時の投影レンズ18の収差計測が容易である。
このため、投影光学系(投影レンズ18)の収差変化を精密に測定し補正することが可能となり、露光精度の安定した信頼性をより向上させ、デバイス製造の品質信頼性をより向上させることが可能である。
(デバイス製造方法の実施例)
次に、図8及び図9を参照して、上述の露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。
図8は、デバイス(ICやLSI等の半導体チップ、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方法を例に説明する。
ステップS1(回路設計)では半導体デバイスの回路設計を行う。
ステップS2(マスク製作)では設計した回路パターンに基づいてマスク(又はレクチル)を製作する。
ステップS3(ウェハ製造)ではシリコン等の材料を用いてウェハを製造する。
次に、図8及び図9を参照して、上述の露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。
図8は、デバイス(ICやLSI等の半導体チップ、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方法を例に説明する。
ステップS1(回路設計)では半導体デバイスの回路設計を行う。
ステップS2(マスク製作)では設計した回路パターンに基づいてマスク(又はレクチル)を製作する。
ステップS3(ウェハ製造)ではシリコン等の材料を用いてウェハを製造する。
ステップS4(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、上記の露光装置によりリソグラフィ技術を利用してウェハ上に実際の回路を形成する。
ステップS5(組み立て)は、後工程と呼ばれ、ステップS4によって作製されたウェハを用いて半導体チップ化する工程である。
この半導体チップ化する工程ではアッセンブリ工程(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)等の組み立て工程を含む。
ステップS6(検査)ではステップS5で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。
こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、それが出荷(ステップS7)される。
ステップS5(組み立て)は、後工程と呼ばれ、ステップS4によって作製されたウェハを用いて半導体チップ化する工程である。
この半導体チップ化する工程ではアッセンブリ工程(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)等の組み立て工程を含む。
ステップS6(検査)ではステップS5で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。
こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、それが出荷(ステップS7)される。
図9は、ステップ4のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。
ステップS11(酸化)ではウェハの表面を酸化させる。
ステップS12(CVD)ではウェハの表面に絶縁膜を形成する。
ステップS13(電極形成)ではウェハに電極を形成する。
ステップS14(イオン打ち込み)ではウェハにイオンを打ち込む。
ステップS15(レジスト処理)ではウェハに感光剤を塗布する。
ステップS16(露光)では上記露光装置によりマスクの回路パターンをウェハに露光する。
ステップS17(現像)では露光したウェハを現像する。
ステップS18(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。
ステップS19(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。
本発明の実施例のデバイス製造方法では、上記の露光装置を用いるため、露光精度のより安定した信頼性の向上により、より品質信頼性の高いデバイスを製造することができる。
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
ステップS11(酸化)ではウェハの表面を酸化させる。
ステップS12(CVD)ではウェハの表面に絶縁膜を形成する。
ステップS13(電極形成)ではウェハに電極を形成する。
ステップS14(イオン打ち込み)ではウェハにイオンを打ち込む。
ステップS15(レジスト処理)ではウェハに感光剤を塗布する。
ステップS16(露光)では上記露光装置によりマスクの回路パターンをウェハに露光する。
ステップS17(現像)では露光したウェハを現像する。
ステップS18(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。
ステップS19(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。
本発明の実施例のデバイス製造方法では、上記の露光装置を用いるため、露光精度のより安定した信頼性の向上により、より品質信頼性の高いデバイスを製造することができる。
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
1 光源
2 ビームエキスパンダー
3 ハーフミラー
4 TSレンズ
5 参照光束
5a 0次回折光
5b +1次回折光
5c +1次回折光
5d −1次回折光
6 干渉縞形成部
7 被検光束
8 被検物
9 凹球面状ミラー
10 回折格子
11 レンズ
12 マスク
12a,12c,12e ピンホール
12b、12d、12f、12g 窓
13 レンズ
14 受光素子
15 切り替えミラー
16 ミラー
17 ミラー
18 投影レンズ
19 ウェハステージ
20 ウェハチャック
21 照明光学系
2 ビームエキスパンダー
3 ハーフミラー
4 TSレンズ
5 参照光束
5a 0次回折光
5b +1次回折光
5c +1次回折光
5d −1次回折光
6 干渉縞形成部
7 被検光束
8 被検物
9 凹球面状ミラー
10 回折格子
11 レンズ
12 マスク
12a,12c,12e ピンホール
12b、12d、12f、12g 窓
13 レンズ
14 受光素子
15 切り替えミラー
16 ミラー
17 ミラー
18 投影レンズ
19 ウェハステージ
20 ウェハチャック
21 照明光学系
Claims (9)
- 光を供給する光源と、
参照光を生成する手段と、
被検光を生成する手段とを有する干渉計であって、
前記参照光と前記被検光を、各々2つ以上の波面に分割する分割手段と、
前記分割された参照光の内、1つの波面情報を消す第1の消去手段と、
前記分割された被検光の内、1つの波面情報を消す第2の消去手段と、
前記の分割された参照光の内、1つの波面だけを選択する第1の選択手段と、
前記の分割された被検光の内、1つの波面だけを選択する第2の選択手段と、
前記4つ以上の波面の内、少なくとも2つの位相を変化させる位相変化手段と、
前記分割された参照光同士及び前記分割された被検光同士を合成し干渉縞を得る合成手段と、を有することを特徴とする干渉計。 - 前記分割手段は、回折格子から成ることを特徴とした請求項1記載の干渉計。
- 前記位相変化手段は、前記回折格子と、前記回折格子を光軸の垂直方向、かつ、前記回折格子が並んでいる方向に平行に駆動し、走査する駆動手段と、を有することを特徴とした請求項2記載の干渉計。
- 前記参照光同士による前記干渉縞と、前記被検光同士による前記干渉縞とで、前記干渉縞の取得に使用する回折光の次数を変えることにより、前記干渉縞の位相変調速度を変え、
前記参照光及び前記被検光の波面を同時に算出することを特徴とした請求項1から3のいずれかに記載の干渉計。 - 前記参照光の波面の算出には、前記参照光の0次回折光と+1次回折光を使用し、又は、前記参照光の0次回折光と−1次回折光を使用し、
前記被検光の波面の算出には、前記被検光の+1次回折光と−1次回折光を使用することを特徴とした請求項1から4のいずれかに記載の干渉計。 - 前記第1の消去手段、前記第2の消去手段は、1つ又は2つのピンホールを含み、
前記第1の選択手段、前記第2の選択手段は、2つの窓を含むことを特徴とした請求項1から5のいずれかに記載の干渉計。 - 前記第1の消去手段、前記第2の消去手段、前記第1の選択手段、前記第2の選択手段は、被検物の開口数NAに対して開口数NAの小さい瞳結像系に配置されることを特徴とした請求項1から6のいずれかに記載の干渉計。
- 請求項1から7のいずれかに記載の干渉計を搭載したことを特徴とする露光装置。
- 請求項8記載の露光装置を用いてウェハを露光する工程と、
前記ウェハを現像する工程とを備えることを特徴とするデバイス製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006310827A JP2008128681A (ja) | 2006-11-16 | 2006-11-16 | 干渉計、露光装置及びデバイス製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006310827A JP2008128681A (ja) | 2006-11-16 | 2006-11-16 | 干渉計、露光装置及びデバイス製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2008128681A true JP2008128681A (ja) | 2008-06-05 |
Family
ID=39554672
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006310827A Withdrawn JP2008128681A (ja) | 2006-11-16 | 2006-11-16 | 干渉計、露光装置及びデバイス製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2008128681A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100233636A1 (en) * | 2009-03-10 | 2010-09-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Measurement apparatus, exposure apparatus, and method of manufacturing device |
CN102706542A (zh) * | 2012-06-26 | 2012-10-03 | 上海理工大学 | 一种凹面衍射光栅衍射波前的检测方法 |
CN107505121A (zh) * | 2017-09-30 | 2017-12-22 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 电光晶体通光面法线与晶体光轴的夹角测量装置和方法 |
CN111537198A (zh) * | 2020-04-09 | 2020-08-14 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种星敏感器镜头干涉检测系统 |
-
2006
- 2006-11-16 JP JP2006310827A patent/JP2008128681A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US20100233636A1 (en) * | 2009-03-10 | 2010-09-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Measurement apparatus, exposure apparatus, and method of manufacturing device |
US9175953B2 (en) * | 2009-03-10 | 2015-11-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Measurement apparatus to calculate wavefront aberration of optical system using shearing interference fringes, exposure apparatus, and method of manufacturing device |
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CN107505121B (zh) * | 2017-09-30 | 2019-05-17 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 电光晶体通光面法线与晶体光轴的夹角测量装置和方法 |
CN111537198A (zh) * | 2020-04-09 | 2020-08-14 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种星敏感器镜头干涉检测系统 |
CN111537198B (zh) * | 2020-04-09 | 2021-04-23 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种星敏感器镜头干涉检测系统 |
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