JP2009036601A - Calibration method for interference measuring instrument, interference measuring instrument, exposing device, and device manufacturing method - Google Patents

Calibration method for interference measuring instrument, interference measuring instrument, exposing device, and device manufacturing method Download PDF

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裕也 西川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the number of times of absolute value measurement by compensating system errors that an interference measuring instrument has simply in a short time. <P>SOLUTION: When measuring a transmitted wave front of a tested object 1 from measurement data on interference fringes obtained by causing tested light and reference light to interfere with each other, wave front measurement is performed by causing a spherical mirror 2 for measurement to reflect a light beam for test, and wave front measurement is performed by causing each of a plurality of spherical mirrors 4, 5, 6, and 7 for calibration to reflect the light beam. On and after a second transmitted wave front measurement, changes in system errors from those in measurement last time are detected based on data obtained this time and last time. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、被検物の透過波面を計測する干渉計測装置の校正方法に関する。さらに、本発明は露光装置及びその露光装置を用いるデバイス製造方法に関する。   The present invention relates to a calibration method for an interference measuring apparatus that measures a transmitted wavefront of a test object. The present invention further relates to an exposure apparatus and a device manufacturing method using the exposure apparatus.

従来、被検物の透過波面計測には、光の干渉を利用した干渉計測装置が用いられている。
干渉計測装置では、被検物の透過波面と、参照面との相対計測を行うのが一般的である。高精度に被検物の透過波面を計測するためには、参照面や被検物を透過した被検光を反射させる球面ミラーが理想的な面であることが望まれる。しかし、参照面の面精度は、光源の波長をλとすると、PV=λ/10乃至λ/20であることが多く、計測精度をこの面精度以上にすることはできない。そのため、これより高精度な計測を行うためには、参照面や球面ミラーの形状誤差(装置のシステムエラー)を計測し、絶対校正を行うことが必要となる。
Conventionally, an interference measurement device using light interference has been used for transmission wavefront measurement of a test object.
In the interference measurement apparatus, it is common to perform relative measurement between a transmitted wavefront of a test object and a reference surface. In order to measure the transmitted wavefront of the test object with high accuracy, it is desirable that the spherical mirror that reflects the test light transmitted through the reference surface and the test object is an ideal surface. However, the surface accuracy of the reference surface is often PV = λ / 10 to λ / 20, where λ is the wavelength of the light source, and the measurement accuracy cannot be higher than this surface accuracy. Therefore, in order to perform measurement with higher accuracy than this, it is necessary to measure the shape error (system error of the apparatus) of the reference surface and the spherical mirror and perform absolute calibration.

上記システムエラーの計測法としては、例えば、波面平均化法が知られている。特許文献1には、波面平均化法を利用した絶対形状計測法の一つの例が開示されている。   As a method for measuring the system error, for example, a wavefront averaging method is known. Patent Document 1 discloses an example of an absolute shape measurement method using a wavefront averaging method.

図2に参照面によるシステムエラーの計測装置の概略図を示す。この装置では、ダミー真球21を用い、参照面を有するレンズ3からの参照光とダミー真球21からの被検光とを干渉させる。そして、この干渉計測を、回転機構22により被検光がダミー真球21の全ての球面に当たるように回転させながら複数回行い、得られた計測データの平均化を行う。平均化により、ダミー真球21の形状誤差による計測データへの影響を減少させることができるため、結果としてレンズ3のみの形状誤差を求めることができる。但し、この方法は、ダミー真球21の形状誤差がランダムであることを仮定している。   FIG. 2 shows a schematic diagram of a system error measuring apparatus using a reference plane. In this apparatus, the dummy true sphere 21 is used to cause interference between the reference light from the lens 3 having the reference surface and the test light from the dummy true sphere 21. Then, this interference measurement is performed a plurality of times while rotating the test light so that the test light strikes all the spherical surfaces of the dummy true sphere 21 by the rotation mechanism 22, and the obtained measurement data is averaged. By averaging, the influence on the measurement data due to the shape error of the dummy true sphere 21 can be reduced. As a result, the shape error of only the lens 3 can be obtained. However, this method assumes that the shape error of the dummy true sphere 21 is random.

上記を数式で示すと以下のようになる。計測データをM、レンズ3の形状誤差をF、ダミー真球21の形状誤差をWとして、計測データMを平均化すると、式(1)の関係が成立する。 The above is expressed as a mathematical formula as follows. When the measurement data is M k , the shape error of the lens 3 is F, the shape error of the dummy true sphere 21 is W k , and the measurement data M k is averaged, the relationship of Expression (1) is established.

Figure 2009036601
計測回数nを増やしていくと式1の右辺第二項は0に近づいていくので、レンズ3によるシステムエラーを求めることができる。
特開平5−203424号公報
Figure 2009036601
As the number of measurements n is increased, the second term on the right side of Equation 1 approaches 0, so that a system error due to the lens 3 can be obtained.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-203424

干渉計測装置がもつシステムエラーは、温度等の環境変化及び振動等の外乱などにより変化することがあるため、透過波面の計測精度を長期的に保証するには、理想的には計測する度にシステムエラーを計測する必要がある。しかし、上記で挙げた手法を始めとするシステムエラー計測は、一般に高精度に計測するためには比較的長時間の計測を必要とする。
そのため、計測する度に、システムの安定性を確認するために長時間のシステムエラー計測を行うことは、効率的ではない。
そこで、本発明は、上記の問題点を解決することができる干渉計測装置の計測値の校正方法、及び計測装置を提供することを目的とする。
The system error of the interferometric measurement device may change due to environmental changes such as temperature and disturbances such as vibrations. System error needs to be measured. However, system error measurement including the above-described methods generally requires a relatively long time to measure with high accuracy.
Therefore, it is not efficient to perform system error measurement for a long time in order to confirm the stability of the system each time measurement is performed.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for calibrating a measurement value of an interference measuring apparatus and a measuring apparatus that can solve the above-described problems.

上記の課題を解決するために、本発明に係る第1の校正方法は、被検物を透過した被検光と参照光との干渉により生じる干渉縞から前記被検物の透過波面を計測する際の計測値を校正する校正方法であって、前記被検物を透過し前記透過波面の計測用球面ミラーで反射した光と前記参照光との干渉縞を計測する第1の計測工程と、前記被検物を透過し校正用球面ミラーで反射した光と前記参照光との干渉縞を計測する第2の計測工程と、前記第1の計測工程と前記第2の計測工程とを1回として複数回実行して得られる計測値に基づいて、前記計測用球面ミラーによって生じる計測誤差が該複数回実行している間に変化した変化量を算出する算出工程と、前記算出工程において算出された変化量を用いて前記被検物の透過波面を計測する際の計測値を校正する校正工程とを有することを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, the first calibration method according to the present invention measures the transmitted wavefront of the test object from interference fringes caused by interference between the test light transmitted through the test object and the reference light. A calibration method for calibrating a measured value at the time, a first measurement step of measuring an interference fringe between the light transmitted through the test object and reflected by the spherical mirror for measurement of the transmitted wavefront and the reference light; A second measurement step of measuring interference fringes between the light transmitted through the test object and reflected by the calibration spherical mirror and the reference light, and the first measurement step and the second measurement step are performed once. And a calculation step for calculating a change amount during which the measurement error caused by the measurement spherical mirror is changed a plurality of times based on a measurement value obtained by performing the plurality of times, and a calculation amount calculated in the calculation step. When measuring the transmitted wavefront of the test object using And having a calibration step to calibrate the Hakachi.

また、本発明に係る第2の校正方法は、被検物を透過した被検光と参照面からの参照光との干渉により生じる干渉縞から前記被検物の透過波面を計測する際の計測値を校正する校正方法であって、前記参照面と被検物との間の光路に配置された校正用球面ミラーで反射した光と前記参照光との干渉縞を計測する計測工程と、前記計測工程を複数回実行して得られる計測値に基づいて、前記参照面によって生じる計測誤差が該複数回実行している間に変化した変化量を算出する算出工程と、前記算出工程において算出された変化量を用いて前記被検物の透過波面を計測する際の計測値を校正する校正工程とを有することを特徴とする。   Further, the second calibration method according to the present invention is a measurement method for measuring the transmitted wavefront of the test object from interference fringes generated by interference between the test light transmitted through the test object and the reference light from the reference surface. A calibration method for calibrating a value, a measurement step of measuring interference fringes between light reflected by a calibration spherical mirror disposed in an optical path between the reference surface and a test object and the reference light, and Based on the measurement value obtained by executing the measurement step a plurality of times, a calculation step for calculating the amount of change that has occurred while the measurement error caused by the reference surface is executed a plurality of times, and the calculation step is calculated in the calculation step. And a calibration step of calibrating the measured value when measuring the transmitted wavefront of the test object using the amount of change.

また、本発明に係る第1の干渉計測装置は、被検物を透過した被検光と参照光との干渉により生じる干渉縞から被検物の透過波面を計測する干渉計測装置であって、前記参照光を生成する参照面と、前記被検物を透過した光を反射して第1の被検光とする計測用球面ミラーと、前記被検物を透過した光を反射して第2の被検光とする校正用球面ミラーと、前記第1の被検光と前記参照光との干渉縞、及び、前記第2の被検光と前記参照光との干渉縞を計測する計測手段と、前記計測手段による計測を複数回実行して得られる計測値に基づいて、前記計測用球面ミラーによって生じる計測誤差が該複数回実行している間に変化した変化量を算出し、算出された変化量を用いて前記被検物の透過波面を計測する際の計測値を校正する手段とを備えることを特徴とする。   The first interference measurement apparatus according to the present invention is an interference measurement apparatus that measures a transmitted wavefront of a test object from interference fringes generated by interference between the test light transmitted through the test object and reference light, A reference surface that generates the reference light, a measuring spherical mirror that reflects the light transmitted through the test object as a first test light, and a second light that reflects the light transmitted through the test object. Measuring spherical surface mirror, measurement interference means for measuring interference fringes between the first test light and the reference light, and interference fringes between the second test light and the reference light And based on the measurement value obtained by executing the measurement by the measurement means a plurality of times, the amount of change that occurs while the measurement error caused by the spherical mirror for measurement is executed a plurality of times is calculated. Means for calibrating the measured value when measuring the transmitted wavefront of the test object using the measured change amount It is characterized in.

また、本発明に係る第2の干渉計測装置は、被検物を透過した被検光と参照光との干渉により生じる干渉縞から被検物の透過波面を計測する干渉計測装置であって、前記参照光を生成する参照面と、前記参照面と前記被検物との間の光路に配置され、前記参照面からの光を反射して被検光とする校正用球面ミラーと前記被検光と前記参照光との干渉縞を計測する計測手段と、前記計測手段による計測を複数回実行して得られる計測値に基づいて、前記参照面によって生じる計測誤差が該複数回実行している間に変化した変化量を算出し、算出された変化量を用いて前記被検物の透過波面を計測する際の計測値を校正する手段とを備えることを特徴とする。   The second interference measurement apparatus according to the present invention is an interference measurement apparatus that measures a transmitted wavefront of a test object from interference fringes generated by interference between the test light transmitted through the test object and the reference light, A reference spherical surface that generates the reference light, a calibration spherical mirror that is disposed in an optical path between the reference surface and the test object, and reflects the light from the reference surface to be test light, and the test A measurement error caused by the reference surface is executed a plurality of times based on a measurement unit that measures an interference fringe between light and the reference light, and a measurement value obtained by executing the measurement by the measurement unit a plurality of times. And a means for calibrating a measured value when the transmitted wavefront of the test object is measured using the calculated amount of change.

本発明によれば、干渉計測装置が有するシステムエラーの校正に要する時間を短縮することができる。   According to the present invention, it is possible to shorten the time required for calibration of a system error included in the interference measuring apparatus.

以下、本発明の好ましい実施の形態を、以下の実施例に基づき説明する。
[実施例1]
図1は、本発明の実施例1に係る干渉計測装置の要部概略図である。この干渉計測装置は、チャンバ20の内部に配置されている。
図1において、光源8を射出した光束はハーフミラー9を透過し、ミラー10を経て、XYZステージ11に保持されたTSレンズ3(透過型球面レンズ)に至る。XYZステージ11はコンピュータ16からの指令により高精度にXYZ方向の3軸において独立な駆動が可能となっている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described based on the following examples.
[Example 1]
FIG. 1 is a schematic diagram of a main part of an interference measuring apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. This interference measurement apparatus is disposed inside the chamber 20.
In FIG. 1, the light beam emitted from the light source 8 passes through the half mirror 9, passes through the mirror 10, and reaches the TS lens 3 (transmission type spherical lens) held on the XYZ stage 11. The XYZ stage 11 can be driven independently with respect to the three axes in the XYZ directions with high accuracy by a command from the computer 16.

XYZステージ11上には圧電素子(光路長差変化素子)12を介し、所望のNAの光束を発生させるTSレンズ3が設置されている。圧電素子12にはコンピュータ16から電圧の印加が可能となっており、被検物(被検光学系)1の波面計測時にはCCDカメラ15に同期した縞走査(光路長差変化)が可能となっている。
ここでTSレンズ3について、参照光を生成する参照面3aの曲率半径と参照面3a−焦点13間の距離が等しく、参照面3aにおいて5%程度、光を反射する。以下、TSレンズ3の参照面3aで反射される光を参照光と称する。
On the XYZ stage 11, a TS lens 3 for generating a light beam having a desired NA is installed via a piezoelectric element (optical path length changing element) 12. A voltage can be applied to the piezoelectric element 12 from the computer 16, and when scanning the wavefront of the test object (test optical system) 1, fringe scanning (change in optical path length difference) synchronized with the CCD camera 15 is possible. ing.
Here, for the TS lens 3, the radius of curvature of the reference surface 3a that generates the reference light and the distance between the reference surface 3a and the focal point 13 are equal, and the reference surface 3a reflects light by about 5%. Hereinafter, the light reflected by the reference surface 3a of the TS lens 3 is referred to as reference light.

TSレンズ3の焦点13が被検物1の物体面と一致するようにXYZステージ11により光軸方向の調整がなされている。被検物1を透過した光束は、被検物1の像面上で集光した後、計測用球面ミラーであるRSミラー(反射型球面ミラー)2により反射される。以下、RSミラーにより反射される光を被検光と称す。
ここで、RSミラー2はTSレンズ3と同様、コンピュータ16により制御可能なXYZステージ18上に設けられ、透過波面収差の計測時にはRSミラー2の曲率中心と像側焦点19が一致するようにXYZ方向の調整がなされている。
Adjustment in the optical axis direction is made by the XYZ stage 11 so that the focal point 13 of the TS lens 3 coincides with the object plane of the test object 1. The light beam transmitted through the test object 1 is collected on the image plane of the test object 1 and then reflected by an RS mirror (reflection spherical mirror) 2 which is a measuring spherical mirror. Hereinafter, the light reflected by the RS mirror is referred to as test light.
Here, like the TS lens 3, the RS mirror 2 is provided on an XYZ stage 18 that can be controlled by the computer 16, and at the time of measurement of transmitted wavefront aberration, the center of curvature of the RS mirror 2 and the image side focal point 19 coincide with each other. The direction has been adjusted.

参照光と被検光は、TSレンズ3で合波され同一光路となり、ミラー10を経て、ハーフミラー9で反射される。そして、ハーフミラー9で反射された光は、瞳結像レンズ14と空間フィルタ17を介して、計測手段としてのCCDカメラ15上に参照光と被検光の光路長差に応じた干渉縞を形成する。   The reference light and the test light are combined by the TS lens 3 to form the same optical path, and are reflected by the half mirror 9 through the mirror 10. Then, the light reflected by the half mirror 9 forms interference fringes corresponding to the optical path length difference between the reference light and the test light on the CCD camera 15 as the measuring means via the pupil imaging lens 14 and the spatial filter 17. Form.

空間フィルタ17は、瞳結像レンズ14中のTSレンズ3の焦点13との共役面上に設置している。この空間フィルタ17はCCDカメラ15の画素ピッチに起因するナイキスト周波数以上の空間周波数成分を遮光し、所謂エリアシングを防ぐために用いている。CCDカメラ15で撮像された干渉縞画像データは処理系としてのコンピュータ16に転送される。   The spatial filter 17 is installed on a conjugate plane with the focal point 13 of the TS lens 3 in the pupil imaging lens 14. The spatial filter 17 is used to shield a spatial frequency component higher than the Nyquist frequency caused by the pixel pitch of the CCD camera 15 and prevent so-called aliasing. Interference fringe image data captured by the CCD camera 15 is transferred to a computer 16 as a processing system.

コンピュータ16では、圧電素子12を駆動して光路長差を変化させることにより干渉縞を走査させた際の複数枚の干渉縞画像データを取り込み、干渉縞の位相(位相差分布)を算出する。干渉縞から位相の算出には、ステージ振動特性等の誤差伝達を低減するための位相回復アルゴリズムが用いられる。   The computer 16 drives the piezoelectric element 12 to change the optical path length difference, thereby acquiring a plurality of interference fringe image data when the interference fringe is scanned, and calculating the phase (phase difference distribution) of the interference fringes. In calculating the phase from the interference fringes, a phase recovery algorithm for reducing error transmission such as stage vibration characteristics is used.

得られる干渉縞位相分布(計測値)は、RSミラー2とTSレンズ3の形状誤差(システムエラー)を含んだものとなっている。そこで、前述の波面平均化法などのシステムエラー計測方法を用いて、RSミラー2とTSレンズ3の形状誤差をそれぞれ高精度に計測し、計測データの校正を行う。
以上により、干渉計測装置による計測対象物である被検物1の干渉縞位相分布(波面収差)の計測の手続きを終了する。
The obtained interference fringe phase distribution (measured value) includes the shape error (system error) of the RS mirror 2 and the TS lens 3. Therefore, using the system error measurement method such as the wavefront averaging method described above, the shape errors of the RS mirror 2 and the TS lens 3 are measured with high accuracy, and the measurement data is calibrated.
Thus, the procedure for measuring the interference fringe phase distribution (wavefront aberration) of the object 1 to be measured by the interference measuring apparatus is completed.

干渉計測装置がもつシステムエラーは、温度等の環境変化及び振動等の外乱などにより変化することがある。そのため、従来は、長期的に計測値の絶対値精度を保証するには、前述した計測方法のように毎回、長時間を要するシステムエラーの計測を行うことが必要であった。そこで、本実施例では、2回目以降の計測において、システムエラーそのものを直接計測せず、校正用RSミラーを用いることにより前回の計測時に対するシステムエラーの変化量を計測する。   The system error of the interference measuring apparatus may change due to environmental changes such as temperature and disturbances such as vibration. Therefore, conventionally, in order to guarantee the absolute value accuracy of a measured value in the long term, it is necessary to measure a system error that requires a long time each time as in the measurement method described above. Therefore, in this embodiment, in the second and subsequent measurements, the system error itself is not directly measured, but the change amount of the system error relative to the previous measurement is measured by using the calibration RS mirror.

まず、毎回の計測時に共通の動作について説明する。
XYZステージ18(第1のステージ)を駆動して透過波面計測用RSミラー2を計測位置に移動させる。そして、光源8からの光束を被検物1に透過させ計測用RSミラー2で反射させて得られる第1の被検光と、TSレンズ3の参照面3aで反射させて得られる参照光とを干渉させて第1の計測データを得る(第1の計測工程)。この第1の計測データには、被検物1の透過波面の計測データとシステムエラーが含まれるため、システムエラーを除くと、被検物1の透過波面を得ることができる。
First, common operations during each measurement will be described.
The XYZ stage 18 (first stage) is driven to move the transmitted wavefront measuring RS mirror 2 to the measurement position. Then, the first test light obtained by transmitting the light beam from the light source 8 to the test object 1 and reflected by the measurement RS mirror 2, and the reference light obtained by reflecting the reference surface 3 a of the TS lens 3 To obtain first measurement data (first measurement step). Since the first measurement data includes measurement data of the transmitted wavefront of the test object 1 and a system error, the transmitted wavefront of the test object 1 can be obtained except for the system error.

また、XYZステージ18(第1のステージ)を駆動して校正用RSミラー(第1の校正用球面ミラー)4を計測位置に移動させる。そして、被検物1を透過し、校正用RSミラー4で反射させて得られる第2の被検光と、TSレンズ3の参照面3aで反射して得られる参照光とを干渉させて第2の計測データを得る(第2の計測工程)。   Further, the XYZ stage 18 (first stage) is driven to move the calibration RS mirror (first calibration spherical mirror) 4 to the measurement position. Then, the second test light that is transmitted through the test object 1 and reflected by the calibration RS mirror 4 interferes with the reference light that is reflected by the reference surface 3a of the TS lens 3 to cause interference. 2 measurement data is obtained (second measurement step).

さらに、参照面3aと被検物1との間に配置された校正用RSミラー(第2の校正用球面ミラー)6で反射させて得られる第3の被検光と、TSレンズ3の参照面3aで反射して得られる参照光とを干渉させて第3の計測データを得る。XYZステージ11(第2のステージ)は、この第3の計測データを得る際、TSレンズ3(光源8からの光束を第2の校正用球面ミラーに導くための光学系)を移動させる。なお、第2のステージを移動させずに、RSミラー6の方を計測光の光路に対して挿入及び退避させるものであっても良い。   Further, the third test light obtained by reflecting with a calibration RS mirror (second calibration spherical mirror) 6 disposed between the reference surface 3 a and the test object 1 and the TS lens 3 reference. Third measurement data is obtained by interfering with reference light obtained by reflection on the surface 3a. The XYZ stage 11 (second stage) moves the TS lens 3 (an optical system for guiding the light beam from the light source 8 to the second calibration spherical mirror) when obtaining the third measurement data. Note that the RS mirror 6 may be inserted into and retracted from the optical path of the measurement light without moving the second stage.

図1に示す干渉計測装置を用いて計測及び計測値の校正を行う場合、まず、第1回目の計測を行い、前述した第1の計測データ(1−1)、第2の計測データ(1−2)を得る。そして、第2回目の計測を行い、同様に、前述した第1の計測データ(2−1)、第2の計測データ(2−2)を得る。そして、第2回目の計測データ(2−1、2)と、第1の計測データ(1−1、2)とに基づいて、計測用RSミラーによって生じるシステムエラー(計測誤差)の変化量を計測する。つまり、前後2回の計測データに基づいて、システムエラーの変化量を計測する。   When performing measurement and calibration of measurement values using the interference measurement apparatus shown in FIG. 1, first, the first measurement is performed, and the first measurement data (1-1) and the second measurement data (1) described above are performed. -2). Then, the second measurement is performed, and similarly, the first measurement data (2-1) and the second measurement data (2-2) described above are obtained. Based on the second measurement data (2-1, 2) and the first measurement data (1-1, 2), the change amount of the system error (measurement error) caused by the measurement RS mirror is calculated. measure. That is, the change amount of the system error is measured based on the two measurement data before and after.

また、第1の計測データと第3の計測データについても同様に行う。例えば、第1回目の計測を行い、前述した第1の計測データ(1−1)、第3の計測データ(1−3)を得る。そして、第2回目の計測を行い、同様に、前述した第1の計測データ(2−1)、第3の計測データ(2−3)を得る。そして、第2回目の計測データ(2−1、3)と、第1の計測データ(1−1、3)とに基づいて、参照面3aによって生じるシステムエラー(計測誤差)の変化量を計測する。   The same applies to the first measurement data and the third measurement data. For example, the first measurement is performed to obtain the first measurement data (1-1) and the third measurement data (1-3) described above. Then, the second measurement is performed, and similarly, the first measurement data (2-1) and the third measurement data (2-3) described above are obtained. Then, based on the second measurement data (2-1, 3) and the first measurement data (1-1, 3), the change amount of the system error (measurement error) caused by the reference surface 3a is measured. To do.

以上が本実施例に係る部分の基本動作であるが、本実施例では図1で示したように計測用RSミラー2側(ステージ18上)に第1の校正用球面ミラーを2個配置している。そのため2個目の校正用RSミラー(第1の校正用球面ミラー)5で反射させて得られる被検光と前記参照光とを干渉させて計測データをさらに得ることができる。そして、その計測データを、前述した第1、2の計測データに加えてシステムエラー変化量の計測に利用することで、第1の校正用球面ミラーが1個の場合より、システムエラーの絶対値計測が不要となる確率が高くなる。つまり、干渉計測装置は、第1の校正用球面ミラーを複数有していてもよく、校正用RSミラー(第1の校正用球面ミラー)の数が3個以上であっても良い。   The above is the basic operation of the portion according to this embodiment. In this embodiment, as shown in FIG. 1, two first calibration spherical mirrors are arranged on the measurement RS mirror 2 side (on the stage 18). ing. Therefore, it is possible to further obtain measurement data by causing the test light reflected by the second calibration RS mirror (first calibration spherical mirror) 5 to interfere with the reference light. Then, by using the measurement data for measuring the system error change amount in addition to the first and second measurement data described above, the absolute value of the system error can be obtained as compared with the case where there is one first calibration spherical mirror. The probability that measurement is unnecessary is increased. That is, the interference measurement apparatus may include a plurality of first calibration spherical mirrors, and the number of calibration RS mirrors (first calibration spherical mirrors) may be three or more.

次に、透過波面計測用RSミラー2によるシステムエラーの校正方法について具体的に説明する。
XYZステージ18上に配置された透過波面計測用RSミラー2、校正用RSミラー4、5について、それぞれの曲率中心と像側焦点19が一致するようにXYZステージ18を駆動する。そして、計測手段としてのCCDカメラ15を用いて、それぞれのRSミラーに対して波面計測を行う。被検物1の透過波面をW、TSレンズ3(参照面3a)の形状誤差をTS0、RSミラー2の形状誤差をRS0、校正用RSミラー4、5の形状誤差をそれぞれRS1、RS2とする。また、透過波面計測用RSミラー2を用いた場合の計測結果(第1の計測データ)をM0、校正用RSミラー4を用いた場合の計測結果をM1、校正用RSミラー5を用いた場合の計測結果をM2とする。式で表すと、以下のようになる。
M0 = W + TS0 + RS0
M1 = W + TS0 + RS1
M2 = W + TS0 + RS2
Next, a system error calibration method using the transmitted wavefront measuring RS mirror 2 will be described in detail.
The XYZ stage 18 is driven so that the center of curvature and the image side focal point 19 of the transmitted wavefront measuring RS mirror 2 and the calibration RS mirrors 4 and 5 arranged on the XYZ stage 18 coincide with each other. Then, using the CCD camera 15 as measurement means, wavefront measurement is performed on each RS mirror. The transmitted wavefront of the test object 1 is W, the shape error of the TS lens 3 (reference surface 3a) is TS0, the shape error of the RS mirror 2 is RS0, and the shape errors of the calibration RS mirrors 4 and 5 are RS1 and RS2, respectively. . When the transmission wavefront measurement RS mirror 2 is used, the measurement result (first measurement data) is M0, and when the calibration RS mirror 4 is used, the measurement result is M1, and the calibration RS mirror 5 is used. Let M2 be the measurement result. This is expressed as follows.
M0 = W + TS0 + RS0
M1 = W + TS0 + RS1
M2 = W + TS0 + RS2

そして、上記の3つの結果を用いて、コンピュータ16が以下の処理を行う。まず、M0〜M2のそれぞれの差分をとり、それぞれの差分データS1、S2、S3を得る。
S1 = M0 − M1 = RS0 − RS1
S2 = M0 − M2 = RS0 − RS2
S3 = M1 − M2 = RS1 − RS2
以上で、第1回目の計測を終える。
Then, the computer 16 performs the following processing using the above three results. First, each difference of M0 to M2 is taken to obtain respective difference data S1, S2, and S3.
S1 = M0−M1 = RS0−RS1
S2 = M0-M2 = RS0-RS2
S3 = M1-M2 = RS1-RS2
This completes the first measurement.

第2回目の計測時においても上記と同様の計測を行って、M0’、M1’、M2’を得る。そして、それぞれの差分をとることにより、差分データS1’、S2’、S3’を得る。   In the second measurement, the same measurement as described above is performed to obtain M0 ', M1', and M2 '. Then, difference data S1 ', S2' and S3 'are obtained by taking the respective differences.

続いて、上記計測で得られたデータS1、S2、S3、S1’、S2’、S3’を用いて、コンピュータ16がシステムエラーの変化量の算出(システムエラーが変化したか否かの判断)を行う。図3を参照しながら説明する。但し、この方法は、非常に特異な現象(例えば、RSミラー2、4、5が面変形した際、それぞれが全く同一の面変形を起こして、形状誤差RS0、RS1、RS2の変化量が同一になる等)は起こらないと仮定している。   Subsequently, using the data S1, S2, S3, S1 ′, S2 ′, S3 ′ obtained by the above measurement, the computer 16 calculates a change amount of the system error (determining whether the system error has changed). I do. This will be described with reference to FIG. However, this method is a very specific phenomenon (for example, when the RS mirrors 2, 4 and 5 undergo surface deformation, the same surface deformation occurs, and the amount of change in the shape errors RS0, RS1 and RS2 is the same. It is assumed that this does not happen.

まず、第1ステップ(STEP1)では、S1とS1’との比較を行う。S1とS1’が一致している場合は、RSミラー2及び4の面形状RS0及びRS1は変化していない、つまり、透過波面計測用RSミラー2によるシステムエラーの変化はなく、計測値を校正せずに被検物1の透過波面計測が可能と判断する。一方、不一致の場合は、RS0のみが変化しているか、RS1のみが変化しているか、RS0とRS1の両方が変化しているかどれかに該当する。この場合は、RSミラー2によるシステムエラーの変化の有無を判断できないため、次の第2ステップに進む。   First, in the first step (STEP 1), S1 is compared with S1 '. When S1 and S1 ′ coincide, the surface shapes RS0 and RS1 of the RS mirrors 2 and 4 are not changed, that is, there is no change in system error due to the transmitted wavefront measuring RS mirror 2, and the measured values are calibrated. It is determined that the transmitted wavefront measurement of the test object 1 is possible without performing the above. On the other hand, in the case of disagreement, it corresponds to whether only RS0 is changing, only RS1 is changing, or both RS0 and RS1 are changing. In this case, since it cannot be determined whether the system error has changed due to the RS mirror 2, the process proceeds to the second step.

第2ステップ(STEP2)では、S2とS2’とを比較する。S2とS2’が一致している場合は、RSミラー2及び5の面形状RS0及びRS2は変化していない、つまり、RSミラー2によるシステムエラーの変化はなく、計測値を校正せずに被検物1の透過波面計測が可能と判断する。一方、不一致の場合は、RS0のみが変化しているか、RS2のみが変化しているか、RS0とRS2の両方が変化しているかどれかに該当する。この場合も、RSミラー2によるシステムエラーの変化の有無を判断できないため、次の第3ステップに進む。   In the second step (STEP 2), S2 and S2 'are compared. When S2 and S2 ′ coincide with each other, the surface shapes RS0 and RS2 of the RS mirrors 2 and 5 are not changed, that is, there is no change in the system error due to the RS mirror 2, and the measured values are not calibrated. It is determined that the transmitted wavefront measurement of the specimen 1 is possible. On the other hand, in the case of disagreement, only RS0 is changing, only RS2 is changing, or both RS0 and RS2 are changing. Also in this case, since it cannot be determined whether the system error has changed due to the RS mirror 2, the process proceeds to the next third step.

第3ステップ(STEP3)では、S3とS3’とを比較する。S3とS3’が一致している場合、第1、2ステップの結果を踏まえると、RS1とRS2の変化はなく、RS0(システムエラー)のみ変化していることが考えられる。よって、(S1’−S1)または(S2’−S2)が、システムエラー(RS0)の変化量に相当する。そして、第1回目の計測時におけるシステムエラーが既知であれば、その既知のシステムエラーに、求められたシステムエラーの変化量を加えて、第2回目の計測時におけるシステムエラーを計算することができる。したがって、システムエラーの変化量のみを計測することにより、システムエラーそのものを再計測することなく求めることができる。一方、S3とS3’が不一致の場合は、システムエラーの変化の有無を判断できず、システムエラーそのものを再計測することなく求めることができない。   In the third step (STEP 3), S3 and S3 'are compared. When S3 and S3 'match, it is considered that RS1 and RS2 are not changed and only RS0 (system error) is changed based on the results of the first and second steps. Therefore, (S1'-S1) or (S2'-S2) corresponds to the change amount of the system error (RS0). If the system error at the time of the first measurement is known, the system error at the time of the second measurement can be calculated by adding the obtained change amount of the system error to the known system error. it can. Therefore, by measuring only the change amount of the system error, the system error itself can be obtained without re-measurement. On the other hand, if S3 and S3 'do not match, it cannot be determined whether or not the system error has changed, and the system error itself cannot be obtained without re-measurement.

以上で、RSミラー2によるシステムエラーの校正(計測可否判断)を行う方法の説明を終える。なお、差分データが一致しているかどうかの判断において、比較対象の数値が完全に一致していないが、微差である場合でも一致していると取り扱っても構わない。例えば、一致していると認められうる数値範囲を決めて、差分データがその範囲内であれば一致している(同一である)ものと扱ってもよい。   This is the end of the description of the method for calibrating the system error (determining whether measurement is possible) by the RS mirror 2. In determining whether the difference data matches, the numerical values to be compared do not completely match, but even if they are slight differences, they may be handled as matching. For example, a numerical range that can be recognized as matching may be determined, and if the difference data is within the range, it may be treated as matching (same).

また、第1回目及び第2回目の計測データの比較のみならず、例えば、第2回目及び第3回目の計測データとの比較や、第1回目及び第3回目の計測データの比較を行って、システムエラーの変化量を求めることができる。つまり、本実施例によれば、透過波面計測用RSミラー2を用いた場合の計測と、校正用RSミラーを用いた場合の計測を1回として複数回実行する。そして、複数回の実行によって得られる各々の計測値に基づいて、計測用球面ミラーによって生じるシステムエラーがその複数回実行している間に変化した変化量を求めることができる。   In addition to comparison of the first and second measurement data, for example, comparison with the second and third measurement data and comparison of the first and third measurement data. The amount of change in system error can be obtained. That is, according to the present embodiment, the measurement when the transmitted wavefront measuring RS mirror 2 is used and the measurement when the calibration RS mirror is used are performed multiple times as one time. Then, based on each measurement value obtained by a plurality of executions, it is possible to obtain the amount of change that has occurred while the system error caused by the measuring spherical mirror is being executed a plurality of times.

次に、TSレンズ3によるシステムエラーの校正(計測可否判断)を行う方法について説明する。本実施例では図1で示したようにTSレンズ側(参照面3aと被検物1との間)に配置する校正用RSミラー(第2の校正用球面ミラー)の数はRSミラー6と7の2個としているが、これに本発明が限定されるものではない。第1の校正用球面ミラーの場合と同様、第2の校正用球面ミラーが1個以上であればよい。   Next, a method for calibrating a system error (determining whether measurement is possible) using the TS lens 3 will be described. In this embodiment, as shown in FIG. 1, the number of calibration RS mirrors (second calibration spherical mirrors) arranged on the TS lens side (between the reference surface 3a and the test object 1) is the same as that of the RS mirror 6. However, the present invention is not limited to this. As in the case of the first calibration spherical mirror, the number of second calibration spherical mirrors may be one or more.

被検物1の画角外に配置された校正用RSミラー6、7について、それぞれの曲率中心とTSレンズ3の焦点13が一致するようにXYZステージ11を駆動し、CCDカメラ15を用いて、それぞれのRSミラーに対して波面計測を行う。TSレンズ3の形状誤差をTS0、校正用RSミラー6、7の形状誤差をそれぞれRS3、RS4、校正用RSミラー6を用いた場合の計測結果をM3、校正用RSミラー7を用いた場合の計測結果をM4とすると、以下のように示すことができる。
M3 = TS0 + RS3
M4 = TS0 + RS4
以上で、第1回目の計測を終える。
For the calibration RS mirrors 6 and 7 arranged outside the angle of view of the test object 1, the XYZ stage 11 is driven so that the respective centers of curvature coincide with the focal point 13 of the TS lens 3, and a CCD camera 15 is used. The wavefront measurement is performed on each RS mirror. The shape error of the TS lens 3 is TS0, the shape error of the RS mirrors 6 and 7 for calibration is RS3 and RS4, and the measurement result when the RS mirror 6 for calibration is M3 and the measurement result when the RS mirror 7 for calibration is used If the measurement result is M4, it can be shown as follows.
M3 = TS0 + RS3
M4 = TS0 + RS4
This completes the first measurement.

次に、第2回目の計測時においても上記と同様の計測を行い、計測値M3’、M4’を得る。
続いて、上記計測で得られたデータM3、M4、M3’、M4’を用いて、コンピュータ16がシステムエラーの校正(計測可否判断)を行う。図4を参照しながら説明する。但し、この方法は、非常に特異な現象(例えば、RSミラー6、7が面変形した際、それぞれが全く同一の面変形を起こして、形状誤差RS3、RS4の変化量が同一になる等)は起こらないと仮定している。
Next, even during the second measurement, the same measurement as described above is performed to obtain measurement values M3 ′ and M4 ′.
Subsequently, using the data M3, M4, M3 ′, and M4 ′ obtained by the measurement, the computer 16 calibrates the system error (determines whether measurement is possible). This will be described with reference to FIG. However, this method is a very specific phenomenon (for example, when the RS mirrors 6 and 7 undergo surface deformation, the same surface deformation occurs, and the amount of change in the shape errors RS3 and RS4 becomes the same). Is assumed not to occur.

まず、第1ステップ(STEP1)では、M3とM3’との比較を行う。M3とM3’が一致している場合は、TSレンズ3及びRSミラー6の面形状TS0及びRS3は変化していない、つまり、システムエラーの変化はなく、計測値を校正せずに被検物1の透過波計測が可能と判断する。一方、不一致の場合は、TS0のみが変化しているか、RS3のみが変化しているか、TS0とRS3の両方が変化しているかどれかに該当する。この場合は、TSレンズ3によるシステムエラーの変化の有無を判断できないため、次の第2ステップに進む。   First, in the first step (STEP 1), M3 and M3 'are compared. When M3 and M3 ′ coincide with each other, the surface shapes TS0 and RS3 of the TS lens 3 and the RS mirror 6 are not changed, that is, there is no change in system error, and the test object is not calibrated. It is determined that 1 transmitted wave measurement is possible. On the other hand, in the case of mismatch, it corresponds to whether only TS0 has changed, only RS3 has changed, or both TS0 and RS3 have changed. In this case, since it cannot be determined whether or not the system error has changed due to the TS lens 3, the process proceeds to the second step.

続いて、第2ステップ(STEP2)では、M4とM4’とを比較する。M4とM4’が一致している場合は、TSレンズ3及びRSミラー7の面形状TS0及びRS4は変化していない、つまり、システムエラーの変化はなく、計測値を校正せずに被検物1の透過波計測が可能と判断する。一方、不一致の場合は、TS0のみが変化しているか、RS4のみが変化しているか、TS0とRS4の両方が変化しているかどれかに該当する。この場合も、システムエラーの変化の有無を判断できないため、次の第3ステップに進む。   Subsequently, in the second step (STEP 2), M4 and M4 'are compared. When M4 and M4 ′ coincide with each other, the surface shapes TS0 and RS4 of the TS lens 3 and the RS mirror 7 are not changed, that is, the system error does not change, and the test object is not calibrated. It is determined that 1 transmitted wave measurement is possible. On the other hand, if they do not match, only TS0 is changed, only RS4 is changed, or both TS0 and RS4 are changed. Also in this case, since it cannot be determined whether or not the system error has changed, the process proceeds to the next third step.

続いて、第3ステップ(STEP3)では、(M3’−M3)と(M4’−M4)とを比較する。(M3’−M3)と(M4’−M4)が一致している場合、第1、2ステップの結果を踏まえると、RS3とRS4の変化はなく、TSレンズ3(システムエラー)のみが変化していることが考えられる。よって、(M3’−M3)または(M4’−M4)が、システムエラー(TS0)の変化量に相当する。そして、第1回目の計測時におけるシステムエラーが既知であれば、その既知のシステムエラーに、求められたシステムエラーの変化量を加えて、第2回目の計測時におけるシステムエラーを計算することができる。したがって、システムエラーの変化量のみを計測することにより、システムエラーそのものを再計測することなく求めることができる。一方、(M3’−M3)と(M4’−M4)が不一致の場合は、システムエラーの変化の有無を判断できず、システムエラーそのものを再計測することなく求めることができない。   Subsequently, in the third step (STEP 3), (M3'-M3) and (M4'-M4) are compared. When (M3′−M3) and (M4′−M4) match, based on the results of the first and second steps, there is no change in RS3 and RS4, and only the TS lens 3 (system error) changes. It is possible that Therefore, (M3'-M3) or (M4'-M4) corresponds to the change amount of the system error (TS0). If the system error at the time of the first measurement is known, the system error at the time of the second measurement can be calculated by adding the obtained change amount of the system error to the known system error. it can. Therefore, by measuring only the change amount of the system error, the system error itself can be obtained without re-measurement. On the other hand, if (M3'-M3) and (M4'-M4) do not match, it cannot be determined whether or not the system error has changed, and the system error itself cannot be obtained without re-measurement.

以上で、TSレンズ3によるシステムエラーの校正(計測可否判断)を行う方法の説明を終える。なお、データが一致しているかどうかの判断において、比較対象の数値が完全に一致していないが、微差である場合でも一致していると取り扱っても構わない。例えば、一致していると認められうる数値範囲を決めて、データがその範囲内であれば一致している(同一である)ものと扱ってもよい。   This is the end of the description of the method for calibrating the system error (determining whether measurement is possible) using the TS lens 3. In determining whether the data match, the numerical values to be compared do not match completely, but even if there is a slight difference, it may be handled that they match. For example, a numerical range that can be recognized as matching may be determined, and if the data is within the range, it may be treated as matching (same).

また、第1回目及び第2回目の計測データの比較のみならず、例えば、第2回目及び第3回目の計測データとの比較や、第1回目及び第3回目の計測データの比較を行って、システムエラーの変化量を求めることができる。つまり、本実施によれば、校正用RSミラーを用いた場合の計測を複数回実行して得られる計測値に基づいて、参照面によって生じるシステムエラーがその複数回実行している間に変化した変化量を求めることができる。   In addition to comparison of the first and second measurement data, for example, comparison with the second and third measurement data and comparison of the first and third measurement data. The amount of change in system error can be obtained. In other words, according to the present embodiment, based on the measurement value obtained by performing the measurement when the calibration RS mirror is used a plurality of times, the system error caused by the reference surface is changed while the measurement is being performed a plurality of times. The amount of change can be determined.

これまでRSミラー及びTSレンズによるシステムエラーの校正の方法について述べてきた。上記方法を適用すると初回の計測時のみRSミラー及びTSレンズのよるシステムエラーの計測を行い、それ以降の計測ではシステムエラーの変化量のみを計測すればよい。それらの計測によって、システムエラーが変化したかどうかの判断や、システムエラーが変化した場合における計測値の校正すべき量の算出を比較的短時間で行うことができる。したがって、透過波面を計測する度にシステムエラーそのものの計測を行う必要がないため、透過波面の計測時間を短縮することができる。   So far, the method of calibrating the system error with the RS mirror and TS lens has been described. When the above method is applied, the system error is measured by the RS mirror and the TS lens only at the first measurement, and only the change amount of the system error is measured after that. By these measurements, it is possible to determine whether or not the system error has changed, and to calculate the amount to be calibrated of the measured value when the system error has changed. Therefore, since it is not necessary to measure the system error itself every time the transmitted wavefront is measured, the measurement time of the transmitted wavefront can be shortened.

[実施例2]
本発明の実施例2に関して、添付図面を参照しながら説明する。
図5は、実施例1における干渉計測装置を適用した露光装置を示す。図5における投影光学系23が被検物1に対応する。本実施例では、原版としてのマスクのパターンを、基板としてのウエハに露光するための露光光源を使用して波面計測を行うことが可能である。
ウエハ露光時には、切り替えミラー30、ミラー31、TSレンズ3を退避することで光源8からの光束を照明光学系29に導光する。これにより、照明光学系29からの光束を遮ることなくウエハチャック26に保持されたウエハを露光することができる。
[Example 2]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 5 shows an exposure apparatus to which the interference measuring apparatus according to the first embodiment is applied. The projection optical system 23 in FIG. 5 corresponds to the test object 1. In this embodiment, it is possible to perform wavefront measurement using an exposure light source for exposing a mask pattern as an original to a wafer as a substrate.
At the time of wafer exposure, the light flux from the light source 8 is guided to the illumination optical system 29 by retracting the switching mirror 30, the mirror 31, and the TS lens 3. Thereby, the wafer held on the wafer chuck 26 can be exposed without blocking the light beam from the illumination optical system 29.

以下、波面計測方法について簡単に説明する。露光光源は、通常、インコヒーレント光であるため、本実施例における干渉計の構成は、トワイマングリーン型の例で示している。光源(露光光源)8から出射した光束は切り替えミラー30、ミラー31によって反射され、ビームエキスパンダー27に入射する。その後、光束はハーフミラー32を透過する。   Hereinafter, the wavefront measuring method will be briefly described. Since the exposure light source is usually incoherent light, the configuration of the interferometer in the present embodiment is shown as an example of a Twiman Green type. The light beam emitted from the light source (exposure light source) 8 is reflected by the switching mirror 30 and the mirror 31 and enters the beam expander 27. Thereafter, the light beam passes through the half mirror 32.

その後、ハーフミラー33で参照用光束と被検用光束に分割される。参照用光束は、参照ミラー28で反射されて参照光となり、同一光路で再びハーフミラー33を透過し、ハーフミラー32で反射された後に干渉縞計測部24に垂直導光される。一方、被検用光束は、TSレンズ3を透過し、投影光学系23に導光される。投影光学系23を透過した被検用光束は、ウエハステージ25上に置かれた計測用RSミラー2によって反射されて被検光となり、再び投影光学系23を透過した後にTSレンズ3を出射する。TSレンズ3を出射した被検光はハーフミラー32、ハーフミラー33で反射され、干渉縞計測部24に導光され、干渉縞を取得することができる。干渉縞からの位相の算出には、位相回復アルゴリズムが用いられる。   Thereafter, the light beam is divided into a reference light beam and a test light beam by the half mirror 33. The reference light beam is reflected by the reference mirror 28 to become reference light, passes through the half mirror 33 again through the same optical path, is reflected by the half mirror 32, and then is vertically guided to the interference fringe measuring unit 24. On the other hand, the test light beam passes through the TS lens 3 and is guided to the projection optical system 23. The test light beam that has passed through the projection optical system 23 is reflected by the measurement RS mirror 2 placed on the wafer stage 25 to become test light, passes through the projection optical system 23 again, and then exits the TS lens 3. . The test light emitted from the TS lens 3 is reflected by the half mirror 32 and the half mirror 33 and is guided to the interference fringe measuring unit 24 to obtain interference fringes. A phase recovery algorithm is used to calculate the phase from the interference fringes.

得られる干渉縞位相分布(計測値)は、RSミラー2とTSレンズ3の形状誤差(システムエラー)を含んだものとなっている。そこで、前述の波面平均化法などのシステムエラー計測方法を用いて、RSミラー2とTSレンズ3のシステムエラーをそれぞれ高精度に計測し、計測データの校正を行う。
以上の方法により、投影光学系23の干渉縞位相分布(波面収差)の計測を行うことができる。
The obtained interference fringe phase distribution (measured value) includes the shape error (system error) of the RS mirror 2 and the TS lens 3. Therefore, the system errors of the RS mirror 2 and the TS lens 3 are measured with high accuracy by using a system error measurement method such as the wavefront averaging method described above, and the measurement data is calibrated.
By the above method, the interference fringe phase distribution (wavefront aberration) of the projection optical system 23 can be measured.

RSミラー2とTSレンズ3のシステムエラーは、温度等の環境変化及び振動等の外乱などにより変化することがある。そのため、長期的に計測値の絶対値精度を保証するには、前述した従来の透過波面計測方法のように毎回、長時間を要するシステムエラーの計測を行うことが必要であった。   The system error of the RS mirror 2 and the TS lens 3 may change due to environmental changes such as temperature and disturbances such as vibration. Therefore, in order to guarantee the absolute value accuracy of the measured value in the long term, it is necessary to measure a system error that requires a long time each time as in the conventional transmitted wavefront measuring method described above.

そこで、本実施例でも、実施例1に記載のシステムエラーの校正方法に従い、計測部24と不図示のコンピュータを用いて、2回目以降の計測はシステムエラーそのものの直接計測を行わずにシステムエラーの変化量のみを計測する。例えば、ウエハステージ25上に搭載された校正用RSミラー4、5や、投影光学系23上の画角外に配置された校正用RSミラー6、7を用いることにより前回計測時に対するシステムエラー変化を検知する。   Therefore, in this embodiment, in accordance with the system error calibration method described in the first embodiment, the second and subsequent measurements using the measurement unit 24 and a computer (not shown) do not directly measure the system error itself. Only the amount of change is measured. For example, by using the calibration RS mirrors 4 and 5 mounted on the wafer stage 25 and the calibration RS mirrors 6 and 7 arranged outside the angle of view on the projection optical system 23, the system error changes from the previous measurement. Is detected.

上記方法を適用すると初回の計測時のみRSミラー及びTSレンズのシステムエラー計測を行っておけば、それ以降の計測では、毎回システムエラーの計測を行わなくても、システムエラーの変化の有無を確認することができる。すなわち、計測時間の短縮化を図ることが可能となる。   If the above method is applied and the system error measurement of the RS mirror and TS lens is performed only at the first measurement, the subsequent measurement checks whether there is a change in the system error without measuring the system error every time. can do. That is, the measurement time can be shortened.

[実施例3]
次に、図6及び図7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6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方法を例に説明する。
ステップ1(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2(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(レチクルともいう)を製作する。ステップ3(ウエハ製造)ではシリコン等の材料を用いてウエハ(基板ともいう)を製造する。ステップ4(ウエハプロセス)は前工程と呼ばれ、マスクとウエハを用いて、上記の露光装置によりリソグラフィ技術を利用してウエハ上に実際の回路を形成する。ステップ5(組立)は、後工程と呼ばれ、ステップ4によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、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)等の組立工程を含む。ステップ6(検査)では、ステップ5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7)される。
[Example 3]
Next, an embodiment of a device manufacturing method using the above-described exposure apparatus will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a flowchart for explaining how to fabricate devices (ie, semiconductor chips such as IC and LSI, LCDs, CCDs, and the like). Here, a semiconductor chip manufacturing method will be described as an example.
In step 1 (circuit design), a semiconductor device circuit is designed. In step 2 (mask production), a mask (also called a reticle) is produced based on the designed circuit pattern. In step 3 (wafer manufacture), a wafer (also referred to as a substrate) is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer using the mask and the wafer by the above exposure apparatus using the lithography technique. Step 5 (assembly) is referred to as a post-process, and is a process for forming a semiconductor chip using the wafer produced in step 4. including. In step 6 (inspection), the semiconductor device manufactured in step 5 undergoes inspections such as an operation confirmation test and a durability test. Through these steps, a semiconductor device is completed and shipped (step 7).

図7は、ステップ4のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ11(酸化)では、ウエハの表面を酸化させる。ステップ12(CVD)では、ウエハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ13(電極形成)では、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ14(イオン打込み)では、ウエハにイオンを打ち込む。ステップ15(レジスト処理)では、ウエハに感光剤を塗布する。ステップ16(露光)では、露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに露光する。ステップ17(現像)では、露光したウエハを現像する。ステップ18(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19(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エハ上に多重に回路パターンが形成される。   FIG. 7 is a detailed flowchart of the wafer process in Step 4. In step 11 (oxidation), the surface of the wafer is oxidized. In step 12 (CVD), an insulating film is formed on the surface of the wafer. In step 13 (electrode formation), an electrode is formed on the wafer by vapor deposition. In step 14 (ion implantation), ions are implanted into the wafer. In step 15 (resist process), a photosensitive agent is applied to the wafer. Step 16 (exposure) uses the exposure apparatus to expose a circuit pattern on the mask onto the wafer. In step 17 (development), the exposed wafer is developed. In step 18 (etching), portions other than the developed resist image are removed. In step 19 (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.

本発明の実施例1に係る干渉計測装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the interference measuring device which concerns on Example 1 of this invention. 従来技術に係るTSレンズのシステムエラー計測法の説明図である。It is explanatory drawing of the system error measurement method of the TS lens which concerns on a prior art. 図1の装置における計測用RSミラーに係る安定性確認及びシステムエラー再計算フローを示す図である。It is a figure which shows the stability confirmation and system error recalculation flow which concern on RS mirror for measurement in the apparatus of FIG. 図1の装置におけるTSレンズに係る安定性確認及びシステムエラー再計算フローを示す図である。It is a figure which shows the stability confirmation and system error recalculation flow which concern on the TS lens in the apparatus of FIG. 本発明の実施例2に係る露光装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the exposure apparatus which concerns on Example 2 of this invention. 露光装置を使用したデバイスの製造を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating manufacture of the device using an exposure apparatus. 図6に示すフローチャートにおけるステップ4のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。It is a detailed flowchart of the wafer process of step 4 in the flowchart shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 被検物
2 計測用RSミラー(計測用球面ミラー)
3 TSレンズ
3a TSレンズの参照面
4 校正用RSミラー(第1の校正用球面ミラー)
5 校正用RSミラー(第1の校正用球面ミラー)
6 校正用RSミラー(第2の校正用球面ミラー)
7 校正用RSミラー(第2の校正用球面ミラー)
8 光源
14 瞳結像レンズ
15 CCDカメラ
16 制御コンピュータ
23 投影光学系
24 干渉縞計測部
28 参照ミラー(参照面)
29 照明光学系
1 Object 2 RS mirror for measurement (spherical mirror for measurement)
3 TS lens 3a Reference surface of TS lens 4 RS mirror for calibration (first calibration spherical mirror)
5 RS mirror for calibration (first calibration spherical mirror)
6 RS mirror for calibration (second calibration spherical mirror)
7 RS mirror for calibration (second calibration spherical mirror)
8 Light source 14 Pupil imaging lens 15 CCD camera 16 Control computer 23 Projection optical system 24 Interference fringe measuring unit 28 Reference mirror (reference surface)
29 Illumination optics

Claims (11)

被検物を透過した被検光と参照光との干渉により生じる干渉縞から前記被検物の透過波面を計測する際の計測値を校正する校正方法であって、
前記被検物を透過し前記透過波面の計測用球面ミラーで反射した光と前記参照光との干渉縞を計測する第1の計測工程と、
前記被検物を透過し校正用球面ミラーで反射した光と前記参照光との干渉縞を計測する第2の計測工程と、
前記第1の計測工程と前記第2の計測工程とを1回として複数回実行して得られる計測値に基づいて、前記計測用球面ミラーによって生じる計測誤差が該複数回実行している間に変化した変化量を算出する算出工程と、
前記算出工程において算出された変化量を用いて前記被検物の透過波面を計測する際の計測値を校正する校正工程と
を有することを特徴とする校正方法。
A calibration method for calibrating a measurement value when measuring a transmitted wavefront of the test object from interference fringes generated by interference between the test light transmitted through the test object and reference light,
A first measurement step of measuring an interference fringe between the light transmitted through the test object and reflected by the measurement spherical mirror of the transmitted wavefront and the reference light;
A second measuring step of measuring an interference fringe between the light transmitted through the test object and reflected by the calibration spherical mirror and the reference light;
While the measurement error caused by the measurement spherical mirror is executed a plurality of times based on the measurement value obtained by executing the first measurement step and the second measurement step a plurality of times as one time A calculation step for calculating the amount of change,
And a calibration step of calibrating a measurement value when measuring the transmitted wavefront of the test object using the amount of change calculated in the calculation step.
前記算出工程において、同一の回において前記第1の計測工程で得られた計測値と第2の計測工程で得られた計測値との差分を求め、前記複数回における各々の前記差分を比較することによって、前記変化量を算出することを特徴とする請求項1に記載の校正方法。   In the calculation step, a difference between the measurement value obtained in the first measurement step and the measurement value obtained in the second measurement step at the same time is obtained, and each difference in the plurality of times is compared. The calibration method according to claim 1, wherein the amount of change is calculated. 前記第2の計測工程において、複数の前記校正用球面ミラーに対して計測を行うことを特徴とする請求項1に記載の校正方法。   The calibration method according to claim 1, wherein in the second measurement step, measurement is performed on the plurality of calibration spherical mirrors. 被検物を透過した被検光と参照面からの参照光との干渉により生じる干渉縞から前記被検物の透過波面を計測する際の計測値を校正する校正方法であって、
前記参照面と被検物との間の光路に配置された校正用球面ミラーで反射した光と前記参照光との干渉縞を計測する計測工程と、
前記計測工程を複数回実行して得られる計測値に基づいて、前記参照面によって生じる計測誤差が該複数回実行している間に変化した変化量を算出する算出工程と、
前記算出工程において算出された変化量を用いて前記被検物の透過波面を計測する際の計測値を校正する校正工程と
を有することを特徴とする校正方法。
A calibration method for calibrating a measurement value when measuring the transmitted wavefront of the test object from interference fringes generated by interference between the test light transmitted through the test object and the reference light from the reference surface,
A measuring step of measuring interference fringes between the light reflected by the calibration spherical mirror disposed in the optical path between the reference surface and the test object and the reference light;
Based on the measurement value obtained by executing the measurement step a plurality of times, a calculation step for calculating the amount of change that has occurred while the measurement error caused by the reference surface is executed a plurality of times;
And a calibration step of calibrating a measurement value when measuring the transmitted wavefront of the test object using the amount of change calculated in the calculation step.
前記計測工程において、複数の前記校正用球面ミラーに対して計測を行うことを特徴とする請求項4に記載の校正方法。   5. The calibration method according to claim 4, wherein in the measurement step, measurement is performed on a plurality of the calibration spherical mirrors. 被検物を透過した被検光と参照光との干渉により生じる干渉縞から被検物の透過波面を計測する干渉計測装置であって、
前記参照光を生成する参照面と、
前記被検物を透過した光を反射して第1の被検光とする計測用球面ミラーと、
前記被検物を透過した光を反射して第2の被検光とする校正用球面ミラーと、
前記第1の被検光と前記参照光との干渉縞、及び、前記第2の被検光と前記参照光との干渉縞を計測する計測手段と、
前記計測手段による計測を複数回実行して得られる計測値に基づいて、前記計測用球面ミラーによって生じる計測誤差が該複数回実行している間に変化した変化量を算出し、算出された変化量を用いて前記被検物の透過波面を計測する際の計測値を校正する手段と
を備えることを特徴とする干渉計測装置。
An interference measurement device that measures a transmitted wavefront of a test object from interference fringes generated by interference between the test light transmitted through the test object and the reference light,
A reference surface for generating the reference light;
A measuring spherical mirror that reflects light transmitted through the test object to form first test light;
A calibration spherical mirror that reflects the light transmitted through the test object to form a second test light;
Measuring means for measuring interference fringes between the first test light and the reference light, and interference fringes between the second test light and the reference light;
Based on the measurement value obtained by performing the measurement by the measurement means a plurality of times, the amount of change that occurs while the measurement error caused by the spherical mirror for measurement is performed a plurality of times is calculated, and the calculated change Means for calibrating a measured value when measuring a transmitted wavefront of the test object using a quantity.
前記校正用球面ミラーを複数有することを特徴とする請求項6に記載の干渉計測装置。   The interference measuring apparatus according to claim 6, comprising a plurality of calibration spherical mirrors. 被検物を透過した被検光と参照光との干渉により生じる干渉縞から被検物の透過波面を計測する干渉計測装置であって、
前記参照光を生成する参照面と、
前記参照面と前記被検物との間の光路に配置され、前記参照面からの光を反射して被検光とする校正用球面ミラーと
前記被検光と前記参照光との干渉縞を計測する計測手段と、
前記計測手段による計測を複数回実行して得られる計測値に基づいて、前記参照面によって生じる計測誤差が該複数回実行している間に変化した変化量を算出し、算出された変化量を用いて前記被検物の透過波面を計測する際の計測値を校正する手段と
を備えることを特徴とする干渉計測装置。
An interference measurement device that measures a transmitted wavefront of a test object from interference fringes generated by interference between the test light transmitted through the test object and the reference light,
A reference surface for generating the reference light;
A calibration spherical mirror that is arranged in an optical path between the reference surface and the test object and reflects light from the reference surface to be test light, and interference fringes between the test light and the reference light. Measuring means for measuring;
Based on the measurement value obtained by performing the measurement by the measurement unit a plurality of times, the amount of change that occurs while the measurement error caused by the reference surface is performed a plurality of times is calculated, and the calculated change amount is calculated. And a means for calibrating a measured value when the transmitted wavefront of the test object is measured.
前記校正用球面ミラーを複数有することを特徴とする請求項8に記載の干渉計測装置。   The interference measurement apparatus according to claim 8, comprising a plurality of calibration spherical mirrors. 前記被検物としての投影光学系と、請求項6乃至9のいずれか1項に記載の干渉計測装置とを有することを特徴とする露光装置。   An exposure apparatus comprising: a projection optical system as the test object; and the interference measurement apparatus according to any one of claims 6 to 9. 請求項10に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、露光された基板を現像する工程とを有することを特徴とするデバイス製造方法。   11. A device manufacturing method comprising: exposing a substrate using the exposure apparatus according to claim 10; and developing the exposed substrate.
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