JP2012015332A - Measuring optical member, mask, exposure device, exposure method, and manufacturing method of device - Google Patents

Measuring optical member, mask, exposure device, exposure method, and manufacturing method of device Download PDF

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雅之 白石
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a measuring optical member capable of measuring optical characteristics of a projection optical system in use, a mask, an exposure device, an exposure method, and a method of manufacturing a device.SOLUTION: A measuring optical member 23 comprises a plurality of measuring pattern units 43A, 43B, and 43C having a pattern forming area 44 in which a measuring pattern 46 is formed and non-pattern forming area 45a, 45b, and 45c disposed at positions different from the pattern forming area 44. The non-pattern forming areas 45a, 45b, and 45c are formed under different forming conditions for each of the measuring pattern units 43A, 43B, and 43C.

Description

本発明は、計測用のパターンが形成される計測用光学部材、及び基板に像を投影するための所定のパターンと計測用のパターンとが形成されるマスクに関するものである。また、本発明は、計測用光学部材及びマスクの少なくとも一方を介した放射ビームを用いて各種計測を行なう露光装置、露光方法及び該露光装置を用いるデバイスの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a measurement optical member on which a measurement pattern is formed, and a mask on which a predetermined pattern for projecting an image on a substrate and a measurement pattern are formed. The present invention also relates to an exposure apparatus that performs various measurements using a radiation beam that passes through at least one of a measurement optical member and a mask, an exposure method, and a device manufacturing method that uses the exposure apparatus.

一般に、半導体集積回路などのマイクロデバイスを製造するための露光装置では、所定のパターンが形成されたレチクルなどのマスクを露光光で照明し、該マスクを介した露光光を感光性材料の塗布されたウエハなどの基板に照射させることにより、該基板にパターンが形成される。こうした露光装置において、基板の各ショット領域にパターンを確実に形成させるためには、マスクを介した露光光を基板に導く投影光学系の光学特性を適切な状態に調整することが重要である。   In general, in an exposure apparatus for manufacturing a microdevice such as a semiconductor integrated circuit, a mask such as a reticle on which a predetermined pattern is formed is illuminated with exposure light, and the exposure light through the mask is applied with a photosensitive material. By irradiating a substrate such as a wafer, a pattern is formed on the substrate. In such an exposure apparatus, in order to reliably form a pattern in each shot area of the substrate, it is important to adjust the optical characteristics of the projection optical system that guides the exposure light through the mask to the substrate to an appropriate state.

そのため、露光装置においてマスクを保持するマスク保持装置には、計測用光学部材(RFM(レチクルフィデュシャルマーク)ともいう。)が設けられている。この計測用光学部材には、空間像計測やベースラインチェックなどの各種計測時に使用される計測用パターンを有する計測用パターンユニットが形成されている。この計測用パターンユニットの形状は、照明光学系によってマスク(又は計測用光学部材)に形成される照明領域の形状に対応した形状である(特許文献1参照)。   For this reason, a measurement optical member (also referred to as RFM (reticle fiducial mark)) is provided in a mask holding device that holds a mask in an exposure apparatus. In the measurement optical member, a measurement pattern unit having a measurement pattern used for various measurements such as aerial image measurement and baseline check is formed. The shape of the measurement pattern unit is a shape corresponding to the shape of the illumination area formed on the mask (or measurement optical member) by the illumination optical system (see Patent Document 1).

一例として、空間像計測の場合には、計測用光学部材の計測用パターンユニットが露光光の光路に配置され、該計測用パターンユニットを介した露光光を投影光学系に入射させる。そして、投影光学系に入射した露光光によって形成される計測用パターンの空間像を観察し、該観察結果に基づいて投影光学系の光学特性が算出される。その結果、算出された投影光学系の光学特性に基づき、投影光学系の光学部材の位置や形状などが、必要に応じて調整される。   As an example, in the case of aerial image measurement, the measurement pattern unit of the measurement optical member is disposed in the optical path of the exposure light, and the exposure light via the measurement pattern unit is incident on the projection optical system. Then, the aerial image of the measurement pattern formed by the exposure light incident on the projection optical system is observed, and the optical characteristics of the projection optical system are calculated based on the observation result. As a result, based on the calculated optical characteristics of the projection optical system, the position and shape of the optical member of the projection optical system are adjusted as necessary.

米国特許出願公開第2002/0041377A1号明細書US Patent Application Publication No. 2002 / 0041377A1

ところで、基板へのパターンの形成時に用いられるレチクルは、該レチクルへの露光光の入射量に対する投影光学系側への露光光の射出量の比率である射出率が50%程度となるように形成されている。これに対し、計測用光学部材の計測用パターンユニットの射出率は、レチクルの射出率とは大きく異なりほぼ0(零)%に設定されている。すなわち、計測用パターンユニットにおいて計測用パターンの形成されていないパターン非形成領域は、入射した露光光を投影光学系側にほとんど射出しないように形成されている。   By the way, the reticle used at the time of forming the pattern on the substrate is formed such that the emission rate, which is the ratio of the exposure light emission amount to the projection optical system side with respect to the exposure light incident amount on the reticle, is about 50%. Has been. On the other hand, the injection rate of the measurement pattern unit of the measurement optical member is largely different from the injection rate of the reticle, and is set to approximately 0 (zero)%. That is, the pattern non-formation region where the measurement pattern is not formed in the measurement pattern unit is formed so that the incident exposure light is hardly emitted to the projection optical system side.

そのため、基板の1つのショット領域への露光処理と次のショット領域への露光処理との間に計測用光学部材を用いた計測を行なう場合、投影光学系に入射する露光光の光量は、ショット領域への露光処理時よりも大幅に減少する。すると、投影光学系の光学部材は、冷却機構などによって冷却されているため、その温度が急激に低下する。その結果、計測時には、投影光学系での発熱量と放熱量とのバランスが崩れ、光学部材が変位したり、光学部材の形状が変わったりするおそれがある。すなわち、ショット領域への露光処理時と計測時とでは、投影光学系の光学特性が異なる可能性がある。   Therefore, when performing measurement using the measurement optical member between the exposure process for one shot area of the substrate and the exposure process for the next shot area, the amount of exposure light incident on the projection optical system is This is greatly reduced compared to the exposure processing for the area. Then, since the optical member of the projection optical system is cooled by a cooling mechanism or the like, the temperature rapidly decreases. As a result, at the time of measurement, the balance between the heat generation amount and the heat dissipation amount in the projection optical system is lost, and the optical member may be displaced or the shape of the optical member may be changed. That is, there is a possibility that the optical characteristics of the projection optical system differ between the shot area exposure processing and the measurement.

特に、EUV(Extreme Ultraviolet )光を露光光として使用するEUV露光装置では、基板のショット領域への露光処理時と計測用パターンユニットを用いた計測時とで、投影光学系が吸収する熱量の変化が顕著になる。   In particular, in an EUV exposure apparatus that uses EUV (Extreme Ultraviolet) light as exposure light, a change in the amount of heat absorbed by the projection optical system during exposure processing to a shot region of the substrate and during measurement using a measurement pattern unit. Becomes prominent.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、投影光学系の光学特性を計測することができる計測用光学部材、マスク、露光装置、露光方法及びデバイスの製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a measurement optical member, a mask, an exposure apparatus, an exposure method, and a device manufacturing method capable of measuring the optical characteristics of a projection optical system. Is to provide.

第一の実施態様に係る計測用光学部材は、計測用パターン(46)が形成されるパターン形成領域(44)及び該パターン形成領域(44)とは異なる位置に配置されるパターン非形成領域(45,45a,45b,45c)を有する複数の計測用パターンユニット(43A,43B,43C)を備え、前記パターン非形成領域(45,45a,45b,45c)は、前記計測用パターンユニット(43A,43B,43C)毎に互いに異なる形成条件で形成されることを要旨とする。   The optical member for measurement according to the first embodiment includes a pattern formation region (44) where the measurement pattern (46) is formed and a pattern non-formation region (where the pattern formation region (44) is located). 45, 45a, 45b, 45c) having a plurality of measurement pattern units (43A, 43B, 43C), and the pattern non-formation regions (45, 45a, 45b, 45c) include the measurement pattern units (43A, 43c). 43B and 43C) are formed under different formation conditions.

第二の実施態様に係る計測用光学部材は、計測用パターン(46)が形成されるパターン形成領域(44)及び該パターン形成領域(44)とは異なる位置に配置されるパターン非形成領域(45c)を有する計測用パターンユニット(43C)と、前記パターン非形成領域(45c)に入射する放射ビーム(EL)を遮蔽可能な遮蔽部(60)と、前記遮蔽部(60)を移動させるべく駆動する駆動部(61)と、を備えることを要旨とする。   The optical member for measurement according to the second embodiment includes a pattern formation region (44) where the measurement pattern (46) is formed and a pattern non-formation region (positioned at a position different from the pattern formation region (44)). 45c), a measurement pattern unit (43C), a shielding part (60) capable of shielding the radiation beam (EL) incident on the pattern non-formation region (45c), and the shielding part (60). And a driving unit (61) for driving.

第三の実施態様に係るマスクは、所定のパターンが形成される第1領域(70A)と、前記第1領域(70A)とは異なる位置に配置され、且つ計測用パターン(46)が形成されるパターン形成領域(44)及び該パターン形成領域(44)とは異なる位置に配置されるパターン非形成領域(45,45a,45b,45c)を有する複数の計測用パターンユニット(43A,43B,43C)が形成される第2領域(70B)と、を備え、前記パターン非形成領域(45,45a,45b,45c)は、前記計測用パターンユニット(43A,43B,43C)毎に互いに異なる形成条件で形成されることを要旨とする。   The mask according to the third embodiment is arranged at a position different from the first area (70A) where the predetermined pattern is formed and the first area (70A), and the measurement pattern (46) is formed. A plurality of measurement pattern units (43A, 43B, 43C) having a pattern formation region (44) and a pattern non-formation region (45, 45a, 45b, 45c) arranged at a position different from the pattern formation region (44). ) In which the pattern non-formation regions (45, 45a, 45b, 45c) are different from each other for each of the measurement pattern units (43A, 43B, 43C). The gist is to be formed.

第四の実施態様に係る露光装置は、所定のパターンが形成されたマスク(R)を照明光学系(15)から射出される放射ビーム(EL)で照明することにより形成されたパターンの像を、投影光学系(17)を介して基板(W)に投影する露光装置(11)において、計測用パターン(46)を有する計測用パターンユニット(43A,43B,43C)が形成される複数の計測用光学部材(23B,23C,23D)と、前記複数の計測用光学部材(23B,23C,23D)のうち何れか一つの計測用光学部材が放射ビーム(EL)の光路に配置された場合に、前記何れか一つの計測用光学部材の計測用パターンユニット(43A,43B,43C)から前記投影光学系(17)側に射出される放射ビーム(EL)を用いて計測する計測装置(50,SE3)と、を備え、前記複数の計測用パターンユニット(43A,43B,43C)は、計測用パターン(46)が形成されるパターン形成領域(44)及び該パターン形成領域(44)とは異なる位置に配置されるパターン非形成領域(45,45a,45b,45c)をそれぞれ有し、前記パターン非形成領域(45,45a,45b,45c)は、前記計測用パターンユニット(43A,43B,43C)毎に互いに異なる形成条件で形成されることを要旨とする。   In an exposure apparatus according to the fourth embodiment, an image of a pattern formed by illuminating a mask (R) on which a predetermined pattern is formed with a radiation beam (EL) emitted from an illumination optical system (15). In the exposure apparatus (11) that projects onto the substrate (W) via the projection optical system (17), a plurality of measurement units in which measurement pattern units (43A, 43B, 43C) having the measurement pattern (46) are formed are formed. When any one of the measurement optical members (23B, 23C, 23D) and the plurality of measurement optical members (23B, 23C, 23D) is arranged in the optical path of the radiation beam (EL) Measurement using a radiation beam (EL) emitted from the measurement pattern unit (43A, 43B, 43C) of any one of the measurement optical members to the projection optical system (17) side. The plurality of measurement pattern units (43A, 43B, 43C) include a pattern formation region (44) in which the measurement pattern (46) is formed and the pattern formation region (44). The pattern non-formation regions (45, 45a, 45b, 45c) are arranged at positions different from those of the pattern non-formation regions (45, 45a, 45b, 45c). , 43B, 43C) are formed under different formation conditions.

第五の実施態様に係る露光装置は、所定のパターンが形成されたマスク(R)を照明光学系(15)から射出される放射ビーム(EL)で照明することにより形成されたパターンの像を、投影光学系(17)を介して基板(W)に投影する露光装置(11)において、計測用パターン(46)が形成されるパターン形成領域(44)及び該パターン形成領域(44)とは異なる位置に配置されるパターン非形成領域(45c)を有する計測用パターンユニット(43C)が形成される計測用光学部材(23E)と、放射ビーム(EL)の光路に配置される前記計測用光学部材(23E)の前記パターン非形成領域(45c)を照明する放射ビーム(EL)の光強度分布を調整する調整装置(25)と、前記計測用パターンユニット(43C)が放射ビーム(EL)の光路に配置される場合に、該計測用パターンユニット(43C)から前記投影光学系(17)側に射出される放射ビーム(EL)を用いて計測する計測装置(50,SE3)と、を備えることを要旨とする。   In an exposure apparatus according to the fifth embodiment, an image of a pattern formed by illuminating a mask (R) on which a predetermined pattern is formed with a radiation beam (EL) emitted from an illumination optical system (15). In the exposure apparatus (11) that projects onto the substrate (W) via the projection optical system (17), the pattern formation region (44) on which the measurement pattern (46) is formed and the pattern formation region (44) A measurement optical member (23E) in which a measurement pattern unit (43C) having pattern non-formation regions (45c) arranged at different positions is formed, and the measurement optical arranged in the optical path of the radiation beam (EL) An adjustment device (25) for adjusting the light intensity distribution of the radiation beam (EL) that illuminates the pattern non-formation region (45c) of the member (23E), and the measurement pattern unit (43C) When arranged in the optical path of the radiation beam (EL), a measuring device (50, 50) that uses the radiation beam (EL) emitted from the measurement pattern unit (43C) to the projection optical system (17) side. SE3).

第六の実施態様に係る露光方法は、所定のパターンが形成されたマスク(R)を、照明光学系(15)から射出された放射ビーム(EL)で照明し、前記マスク(R)を介した放射ビーム(EL)を、投影光学系(17)を介して基板(W)に導くことにより、該基板(W)を露光する露光方法において、前記照明光学系(15)から射出される放射ビーム(EL)の光路に、計測用パターンを有する計測用パターンユニット(43A,43B,43C)を配置し、該計測用パターンユニット(43A,43B,43C)から前記投影光学系(17)側に射出される放射ビーム(EL)を用いた計測を行なう場合には、前記計測用パターンユニット(43A,43B,43C)を用いた計測を行なう前の状態における前記投影光学系(17)への放射ビーム(EL)の入射量を推定し、前記推定結果に基づく光量の放射ビーム(EL)を、前記計測用パターンユニット(43A,43B,43C)を介して前記投影光学系(17)に入射させ、前記投影光学系(17)に入射した放射ビーム(EL)を用いて計測を行なうことを要旨とする。   In the exposure method according to the sixth embodiment, a mask (R) on which a predetermined pattern is formed is illuminated with a radiation beam (EL) emitted from an illumination optical system (15), and the mask (R) is passed through the mask (R). Radiation emitted from the illumination optical system (15) in the exposure method of exposing the substrate (W) by guiding the emitted radiation beam (EL) to the substrate (W) through the projection optical system (17). A measurement pattern unit (43A, 43B, 43C) having a measurement pattern is disposed in the optical path of the beam (EL), and the measurement pattern unit (43A, 43B, 43C) is directed to the projection optical system (17) side. In the case of performing measurement using the emitted radiation beam (EL), the projection optical system (17) in a state before performing measurement using the measurement pattern unit (43A, 43B, 43C). The amount of incident radiation beam (EL) is estimated, and the amount of radiation beam (EL) based on the estimation result is transmitted to the projection optical system (17) via the measurement pattern units (43A, 43B, 43C). The gist is to perform measurement using the radiation beam (EL) incident on the projection optical system (17).

なお、本発明の態様をわかりやすく説明するために実施形態を示す図面の符号に対応づけて説明したが、本発明の態様が実施形態に限定されるものではないことは言うまでもない。   In addition, in order to explain the aspect of this invention clearly, it demonstrated corresponding to the code | symbol of drawing which shows embodiment, but it cannot be overemphasized that the aspect of this invention is not limited to embodiment.

第1の実施形態における露光装置を示す概略構成図。1 is a schematic block diagram that shows an exposure apparatus according to a first embodiment. スリット装置を模式的に示す平面図。The top view which shows a slit apparatus typically. (a)は第1の実施形態における計測用光学部材を模式的に示す平面図、(b)は図3(a)における矢視断面図、(c)はパターン形成領域における計測用パターンの一例を模式的に示す平面図。(A) is a top view which shows typically the optical member for a measurement in 1st Embodiment, (b) is arrow sectional drawing in Fig.3 (a), (c) is an example of the pattern for a measurement in a pattern formation area | region. FIG. 露光装置の電気的構成の要部を示すブロック図。The block diagram which shows the principal part of the electrical structure of exposure apparatus. (a)(b)は従来の計測用光学部材を用いた場合における投影光学系の蓄熱量及びフォーカス位置の変化を説明するタイミングチャート。(A) and (b) are timing charts for explaining changes in the heat storage amount and focus position of the projection optical system when a conventional measurement optical member is used. (a)(b)は第1の実施形態の計測用光学部材を用いた場合における投影光学系の蓄熱量及びフォーカス位置の変化を説明するタイミングチャート。(A) and (b) are timing charts for explaining changes in the heat storage amount and focus position of the projection optical system when the measurement optical member of the first embodiment is used. 第2の実施形態における計測用光学部材を模式的に示す平面図。The top view which shows typically the optical member for a measurement in 2nd Embodiment. 計測用光学部材の遮蔽部がパターン非形成領域を遮蔽した様子を説明する平面図。The top view explaining a mode that the shielding part of the optical member for measurement shielded the pattern non-formation area | region. 第3の実施形態におけるレチクルステージの要部を模式的に示す側面図。The side view which shows typically the principal part of the reticle stage in 3rd Embodiment. 第4の実施形態における計測用光学部材とスリット装置との関係を模式的に示す平面図。The top view which shows typically the relationship between the optical member for a measurement and slit apparatus in 4th Embodiment. 第5の実施形態におけるレチクルを模式的に示す平面図。The top view which shows typically the reticle in 5th Embodiment. 第6の実施形態におけるレチクルを模式的に示す平面図。The top view which shows typically the reticle in 6th Embodiment. (a)(b)(c)は別の実施形態のパターン非形成領域を模式的に示す断面図。(A) (b) (c) is sectional drawing which shows typically the pattern non-formation area | region of another embodiment. デバイスの製造例のフローチャート。The flowchart of the manufacture example of a device. 半導体デバイスの場合の基板処理に関する詳細なフローチャート。The detailed flowchart regarding the board | substrate process in the case of a semiconductor device.

(第1の実施形態)
以下に、本発明の一実施形態について図1〜図6に基づき説明する。なお、本実施形態では、投影光学系の光軸に平行な方向をZ軸方向とし、Z軸方向に垂直な平面内で走査露光時のレチクルR及びウエハWの走査方向をY軸方向とし、その走査方向に直交する非走査方向をX軸方向として説明する。また、X軸、Y軸、Z軸の周りの回転方向をθx方向、θy方向、θz方向ともいう。
(First embodiment)
Below, one Embodiment of this invention is described based on FIGS. In this embodiment, the direction parallel to the optical axis of the projection optical system is the Z-axis direction, and the scanning direction of the reticle R and wafer W during scanning exposure in a plane perpendicular to the Z-axis direction is the Y-axis direction. The non-scanning direction orthogonal to the scanning direction will be described as the X-axis direction. The rotation directions around the X, Y, and Z axes are also referred to as the θx direction, the θy direction, and the θz direction.

図1に示すように、本実施形態の露光装置11は、光源装置12から射出される、波長が100nm程度以下の軟X線領域である極端紫外光、即ちEUV(Extreme Ultraviolet )光を露光光ELとして用いるEUV露光装置である。こうした露光装置11は、内部が大気よりも低圧の真空雰囲気に設定されるチャンバ13(図1では二点鎖線で囲まれた部分)を備え、該チャンバ13には連結部14を介して光源装置12が接続されている。また、チャンバ13内には、照明光学系15、反射型のレチクルRを保持するレチクルステージ16、投影光学系17及びウエハWを保持するウエハステージ18が設けられている。   As shown in FIG. 1, an exposure apparatus 11 according to this embodiment uses extreme ultraviolet light, ie, EUV (Extreme Ultraviolet) light, which is a soft X-ray region having a wavelength of about 100 nm or less, emitted from a light source device 12 as exposure light. It is an EUV exposure apparatus used as an EL. Such an exposure apparatus 11 includes a chamber 13 (a portion surrounded by a two-dot chain line in FIG. 1) whose inside is set to a vacuum atmosphere lower than the atmosphere, and the light source device is connected to the chamber 13 via a connecting portion 14. 12 is connected. In the chamber 13, an illumination optical system 15, a reticle stage 16 that holds the reflective reticle R, a projection optical system 17, and a wafer stage 18 that holds the wafer W are provided.

照明光学系15は、光源装置12から連結部14を介してチャンバ13内に供給された露光光ELをレチクルR側に射出する光学系である。こうした照明光学系15は、チャンバ13の内部と同様に、内部が真空雰囲気に設定される筐体19(図1では実線で囲まれた部分)を備えている。この筐体19内には、露光光ELを反射可能な複数枚の図示しない反射ミラーが設けられている。そして、各反射ミラーによって順に反射された露光光ELは、後述する鏡筒26内に設置された折り返し用の反射ミラー20に入射し、該反射ミラー20で反射した露光光ELがレチクルステージ16側に導かれる。   The illumination optical system 15 is an optical system that emits the exposure light EL supplied into the chamber 13 from the light source device 12 through the connecting portion 14 to the reticle R side. Similar to the interior of the chamber 13, the illumination optical system 15 includes a casing 19 (a portion surrounded by a solid line in FIG. 1) whose interior is set to a vacuum atmosphere. A plurality of reflection mirrors (not shown) that can reflect the exposure light EL are provided in the housing 19. Then, the exposure light EL sequentially reflected by the respective reflection mirrors is incident on a reflection mirror 20 for folding that is installed in a lens barrel 26 described later, and the exposure light EL reflected by the reflection mirror 20 is on the reticle stage 16 side. Led to.

レチクルステージ16は、投影光学系17の物体面側に配置されると共に、レチクルRを静電吸着するための第1静電吸着保持装置21を備えている。この第1静電吸着保持装置21は、誘電性材料から構成される基体22と、該基体22内に配置される図示しない複数の電極部とを有している。そして、図示しない電圧印加部から電圧が各電極部にそれぞれ印加された場合には、基体22からクーロン力が発生することにより、該基体22の吸着面22a(図1では下面であって、−Z方向側の面)にレチクルRが静電吸着される。   The reticle stage 16 is disposed on the object plane side of the projection optical system 17 and includes a first electrostatic chucking holding device 21 for electrostatically chucking the reticle R. The first electrostatic adsorption holding device 21 has a base 22 made of a dielectric material and a plurality of electrode portions (not shown) arranged in the base 22. When a voltage is applied to each electrode unit from a voltage application unit (not shown), a Coulomb force is generated from the substrate 22, thereby causing the adsorption surface 22 a of the substrate 22 (the lower surface in FIG. The reticle R is electrostatically attracted to the surface in the Z direction.

また、レチクルステージ16は、照明光学系15から射出される露光光ELの光量を検出するための第1光量センサSE1と、ベースラインチェックや空間像計測時などに用いられる反射型の計測用マークが形成された計測用光学部材23とを保持している。第1光量センサSE1は、レチクルRの−Y方向側(図1では左側)に配置されると共に、計測用光学部材23は、第1光量センサSE1の−Y方向側に配置されている。計測用光学部材23に形成された計測用マークは、レチクルフィデュシャルマーク(RFM)を含み、計測用光学部材23の計測面23a(−Z方向側の面)は、第1静電吸着保持装置21に静電吸着されるレチクルRのパターン形成面Ra(所定のパターンが形成される面であって、−Z方向側の面)とZ軸方向において略同一位置に位置している。   The reticle stage 16 includes a first light amount sensor SE1 for detecting the light amount of the exposure light EL emitted from the illumination optical system 15, and a reflective measurement mark used for baseline check and aerial image measurement. And the optical member for measurement 23 on which is formed. The first light quantity sensor SE1 is arranged on the −Y direction side (left side in FIG. 1) of the reticle R, and the measurement optical member 23 is arranged on the −Y direction side of the first light quantity sensor SE1. The measurement mark formed on the measurement optical member 23 includes a reticle fiducial mark (RFM), and the measurement surface 23a (the surface on the −Z direction side) of the measurement optical member 23 is held by the first electrostatic adsorption. The reticle R is electrostatically attracted to the apparatus 21 and is located at substantially the same position in the Z-axis direction as the pattern forming surface Ra (the surface on which the predetermined pattern is formed and the surface on the −Z direction side).

また、レチクルステージ16は、レチクル側駆動装置24の駆動によって、Y軸方向に移動可能である。レチクル側駆動装置24は、第1静電吸着保持装置21に保持されるレチクルRをY軸方向に所定ストロークで移動させることができる。また、レチクル側駆動装置24は、レチクルRをX軸方向(図1において紙面と直交する方向)、Z軸方向及びθz方向に微動させることが可能である。   The reticle stage 16 can be moved in the Y-axis direction by driving the reticle side driving device 24. The reticle side driving device 24 can move the reticle R held by the first electrostatic attraction holding device 21 with a predetermined stroke in the Y-axis direction. In addition, the reticle side driving device 24 can finely move the reticle R in the X-axis direction (direction orthogonal to the paper surface in FIG. 1), the Z-axis direction, and the θz direction.

レチクルステージ16と投影光学系17の鏡筒26との間には、レチクルRを照明する露光光ELの光強度分布を調整するためのスリット装置25(図2で詳述する。)が設けられている。そして、スリット装置25を介した露光光ELによってレチクルRのパターン形成面Raに形成される照明領域は、その形状又は位置がスリット装置25の駆動によって補正されるものの、概ねX軸方向に延びる略円弧状に形成される。   Between the reticle stage 16 and the lens barrel 26 of the projection optical system 17, a slit device 25 (described in detail in FIG. 2) for adjusting the light intensity distribution of the exposure light EL that illuminates the reticle R is provided. ing. The illumination region formed on the pattern forming surface Ra of the reticle R by the exposure light EL through the slit device 25 is substantially extended in the X-axis direction although its shape or position is corrected by driving the slit device 25. It is formed in an arc shape.

投影光学系17は、露光光ELでレチクルRを照明することにより形成されたパターンの像を所定の縮小倍率(例えば1/4倍)に縮小させる光学系である。こうした投影光学系17は、チャンバ13の内部と同様に、内部が真空雰囲気に設定される鏡筒26を備えている。この鏡筒26内には、複数枚(一例としては6枚であって、図1では1枚のみ図示)の反射型のミラー27が収容されている。これらミラー27は、図示しない保持装置を介して鏡筒26に支持されている。保持装置は、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向、θx方向、θy方向及びθz方向の6自由度方向にミラー27を移動させるべく駆動する。そして、レチクルR側から鏡筒26内に入射した露光光ELは、各ミラー27に順に反射され、ウエハステージ18に保持されるウエハWにおいて感光性材料が塗布されたウエハ表面である露光面Wa(+Z方向側の面)に導かれる。   The projection optical system 17 is an optical system that reduces an image of a pattern formed by illuminating the reticle R with exposure light EL to a predetermined reduction magnification (for example, 1/4 times). Similar to the interior of the chamber 13, the projection optical system 17 includes a lens barrel 26 whose interior is set to a vacuum atmosphere. A plurality of reflection mirrors 27 (six as an example, only one is shown in FIG. 1) are accommodated in the lens barrel 26. These mirrors 27 are supported by the lens barrel 26 via a holding device (not shown). The holding device is driven to move the mirror 27 in the six-degree-of-freedom directions of the X-axis direction, the Y-axis direction, the Z-axis direction, the θx direction, the θy direction, and the θz direction. Then, the exposure light EL that has entered the lens barrel 26 from the reticle R side is sequentially reflected by the mirrors 27, and the exposure surface Wa that is a wafer surface coated with a photosensitive material on the wafer W held on the wafer stage 18. (+ Z direction side surface).

なお、各光学系15,17を構成する各ミラーの反射面には、モリブデン(Mo)とシリコン(Si)を交互に積層した多層膜である反射層がそれぞれ形成されている。
また、投影光学系17の鏡筒26及び各ミラー27は、図示しない冷却機構によって、所定温度となるように温度調整がなされている。この冷却機構は、所定温度に温度が調整された冷却用流体を流動させる流動管路(図示略)を有している。一例として、所定温度とは、露光装置11が設置される環境の温度と略同一の温度である。
A reflective layer, which is a multilayer film in which molybdenum (Mo) and silicon (Si) are alternately stacked, is formed on the reflective surface of each mirror constituting each optical system 15 and 17.
The temperature of the lens barrel 26 and each mirror 27 of the projection optical system 17 is adjusted to a predetermined temperature by a cooling mechanism (not shown). This cooling mechanism has a flow line (not shown) for flowing a cooling fluid whose temperature is adjusted to a predetermined temperature. As an example, the predetermined temperature is substantially the same as the temperature of the environment where the exposure apparatus 11 is installed.

ウエハステージ18は、ウエハWを静電吸着するための第2静電吸着保持装置28を備えている。この第2静電吸着保持装置28は、誘電性材料から構成される基体29と、該基体29内に配置される図示しない複数の電極部とを有している。そして、図示しない電圧印加部から電圧が各電極部にそれぞれ印加された場合、基体29からクーロン力が発生することにより、該基体29の吸着面29a(+Z方向側の面)にウエハWが静電吸着される。また、ウエハステージ18には、第2静電吸着保持装置28を保持する図示しないウエハホルダと、該ウエハホルダのZ軸方向における位置及びX軸周り、Y軸周りの傾斜角を調整する図示しないZレベリング機構とが組み込まれている。   The wafer stage 18 includes a second electrostatic chucking holding device 28 for electrostatically chucking the wafer W. The second electrostatic chucking and holding device 28 includes a base 29 made of a dielectric material and a plurality of electrode portions (not shown) disposed in the base 29. When a voltage is applied to each electrode unit from a voltage application unit (not shown), a Coulomb force is generated from the substrate 29, so that the wafer W is statically placed on the suction surface 29 a (surface on the + Z direction side) of the substrate 29. Electroadsorbed. The wafer stage 18 includes a wafer holder (not shown) that holds the second electrostatic chucking holding device 28, and a Z leveling (not shown) that adjusts the position of the wafer holder in the Z-axis direction and the tilt angles around the X-axis and the Y-axis. And built-in mechanism.

また、ウエハステージ18は、投影光学系17から射出される露光光ELの光量を検出するための第2光量センサSE2と、空間像計測時などに用いられる計測センサSE3とを保持している。第2光量センサSE2は、ウエハWの+Y方向側に配置される共に、計測センサSE3は、第2光量センサSE2の+Y方向側に配置されている。計測センサSE3は、投影光学系17を介して、露光光ELで照明されたレチクルステージ16の計測用光学部材23の計測用マークの像を計測するためのものである。   Further, the wafer stage 18 holds a second light amount sensor SE2 for detecting the light amount of the exposure light EL emitted from the projection optical system 17, and a measurement sensor SE3 used at the time of aerial image measurement. The second light quantity sensor SE2 is arranged on the + Y direction side of the wafer W, and the measurement sensor SE3 is arranged on the + Y direction side of the second light quantity sensor SE2. The measurement sensor SE3 is for measuring an image of the measurement mark on the measurement optical member 23 of the reticle stage 16 illuminated with the exposure light EL via the projection optical system 17.

また、ウエハステージ18は、ウエハ側駆動装置30によって、Y軸方向に移動可能である。ウエハ側駆動装置30は、第2静電吸着保持装置28に保持されるウエハWをY軸方向に所定ストロークで移動させることができる。また、ウエハ側駆動装置30は、第2静電吸着保持装置28に保持されるウエハWをX軸方向に所定ストロークで移動させることが可能であると共に、Z軸方向に微動させることが可能である。   Further, the wafer stage 18 can be moved in the Y-axis direction by the wafer side driving device 30. The wafer-side drive device 30 can move the wafer W held by the second electrostatic chuck holding device 28 with a predetermined stroke in the Y-axis direction. Further, the wafer-side drive device 30 can move the wafer W held by the second electrostatic chuck holding device 28 with a predetermined stroke in the X-axis direction and can finely move it in the Z-axis direction. is there.

そして、ウエハWの一つのショット領域にレチクルRのパターンを形成する場合、照明光学系15によって照明領域をレチクルRに形成した状態で、レチクル側駆動装置24の駆動によって、レチクルRをY軸方向(例えば、+Y方向側から−Y方向側)に所定ストローク毎に移動させるとともに、ウエハ側駆動装置30の駆動によって、ウエハWをレチクルRのY軸方向に沿った移動に対して投影光学系17の縮小倍率に応じた速度比でY軸方向(例えば、−Y方向側から+Y方向側)に同期して移動させる。そして、一つのショット領域へのパターンの形成が終了した場合、ウエハWの他のショット領域に対するパターンの形成が連続して行われる。   When the pattern of the reticle R is formed on one shot area of the wafer W, the reticle R is moved in the Y-axis direction by driving the reticle side driving device 24 in a state where the illumination optical system 15 forms the illumination area on the reticle R. The projection optical system 17 moves the wafer W along the Y axis direction of the reticle R by moving the wafer side drive device 30 (for example, from the + Y direction side to the −Y direction side) for every predetermined stroke. Are moved synchronously in the Y-axis direction (for example, from the −Y direction side to the + Y direction side) at a speed ratio corresponding to the reduction magnification. When the pattern formation on one shot area is completed, the pattern formation on the other shot areas of the wafer W is continuously performed.

次に、スリット装置25について説明する。なお、図2は、スリット装置25をレチクルステージ16側から見た場合の概略構成を示す平面図である。
図2に示すように、スリット装置25は、レチクルRのパターン形成面Raに形成される照明領域の位置又は形状を調整するための装置であって、パターン形成面Ra、即ち像面に共役な位置の近傍に配置されている。こうしたスリット装置25は、+Y方向側(図3では右側)に配置される固定羽根35と、−Y方向側(図3では左側)に配置される複数枚(図3では12枚のみ図示)の可動羽根36とを備えている。これら固定羽根35及び各可動羽根36は、それらに入射した露光光ELの少なくとも一部を遮光可能である。また、固定羽根35は、XY平面に略平行に配置される板材から構成されると共に、その+Y方向側の部位が略円弧状をなすように形成されている。各可動羽根36は、Y軸方向と直交するX軸方向にそれぞれ配置されている。
Next, the slit device 25 will be described. FIG. 2 is a plan view showing a schematic configuration when the slit device 25 is viewed from the reticle stage 16 side.
As shown in FIG. 2, the slit device 25 is a device for adjusting the position or shape of the illumination area formed on the pattern forming surface Ra of the reticle R, and is conjugated to the pattern forming surface Ra, that is, the image surface. It is arranged near the position. The slit device 25 includes a fixed blade 35 disposed on the + Y direction side (right side in FIG. 3) and a plurality of sheets (only 12 are illustrated in FIG. 3) disposed on the −Y direction side (left side in FIG. 3). The movable blade 36 is provided. These fixed blades 35 and the movable blades 36 can block at least a part of the exposure light EL incident thereon. The fixed blade 35 is made of a plate material arranged substantially parallel to the XY plane, and is formed so that a portion on the + Y direction side has a substantially arc shape. Each movable blade 36 is arranged in the X-axis direction orthogonal to the Y-axis direction.

また、スリット装置25には、各可動羽根36に個別対応する複数(図3では12個)のアクチュエータ37が設けられている。これらアクチュエータ37は、ロッド部材38を介して個別対応する可動羽根36と連結している。そして、駆動するアクチュエータ37にロッド部材38を介して連結される可動羽根36は、レチクルRを照明する露光光ELの光路を横切る方向であるY軸方向に進退移動する。各可動羽根36のY軸方向における位置を個別に調整することにより、パターン形成面Raに形成される照明領域の形状又は位置を調整することができる。   The slit device 25 is provided with a plurality of (in FIG. 3, 12) actuators 37 that individually correspond to each movable blade 36. These actuators 37 are connected to individually corresponding movable blades 36 via rod members 38. The movable blade 36 connected to the driving actuator 37 via the rod member 38 moves forward and backward in the Y-axis direction, which is a direction crossing the optical path of the exposure light EL that illuminates the reticle R. By individually adjusting the position of each movable blade 36 in the Y-axis direction, the shape or position of the illumination area formed on the pattern forming surface Ra can be adjusted.

次に、計測用光学部材23について説明する。なお、図3(a)は、計測用光学部材23を鏡筒26側から見た場合の概略構成を示す平面図である。
図3(a)(b)に示すように、計測用光学部材23は、低熱膨張部材(一例として、低熱膨張ガラス)で構成される略直方体状のベース部材40を備えている。このベース部材40は、レチクルRと同じ材料で形成してもよい。このベース部材40の第1面40a(−Z方向側の面であって、図3(b)では上面)側には、露光光ELを反射する反射層41が形成されている。また、第1面40aに形成した反射層41のうち、露光光ELを反射せず、露光光ELを吸収する領域の上面には、露光光ELを吸収する吸収層42が形成されている。一例として、反射層41は、モリブデン(Mo)とシリコン(Si)を交互に積層した多層膜であって、入射した露光光ELの大部分(一例として70%程度)を反射する。吸収層42は、クロム、ステンレス、アルミ、金、鉛等を用いた単一の薄膜やこれらを組み合わせて積層させた多層膜等で形成することができる。なお、吸収層42は、第1面40aに形成した反射層41のうち、露光光ELを反射させたい領域をマスク等で被覆し、蒸着等の手段を用いて反射層41の上面に形成することができる。
Next, the measurement optical member 23 will be described. FIG. 3A is a plan view showing a schematic configuration when the measuring optical member 23 is viewed from the lens barrel 26 side.
As shown in FIGS. 3A and 3B, the measurement optical member 23 includes a substantially rectangular parallelepiped base member 40 made of a low thermal expansion member (low thermal expansion glass as an example). The base member 40 may be formed of the same material as the reticle R. A reflective layer 41 that reflects the exposure light EL is formed on the first surface 40a (the surface in the −Z direction, which is the upper surface in FIG. 3B) of the base member 40. In addition, an absorption layer 42 that absorbs the exposure light EL is formed on the upper surface of a region of the reflection layer 41 formed on the first surface 40a that does not reflect the exposure light EL and absorbs the exposure light EL. As an example, the reflective layer 41 is a multilayer film in which molybdenum (Mo) and silicon (Si) are alternately stacked, and reflects most of the incident exposure light EL (about 70% as an example). The absorption layer 42 can be formed of a single thin film using chromium, stainless steel, aluminum, gold, lead, or the like, or a multilayer film in which these are laminated in combination. The absorbing layer 42 is formed on the upper surface of the reflective layer 41 by using a mask or the like to cover a region of the reflective layer 41 formed on the first surface 40a where the exposure light EL is to be reflected. be able to.

こうした計測用光学部材23の計測面23a側には、Y軸方向に並置される複数(本実施形態では3つ)の計測用パターンユニット43A,43B,43Cが形成されている。これら計測用パターンユニット43A,43B,43Cの形状は、露光光ELによる照明によって形成されるレチクルR又は計測用光学部材23の照明領域に対応した形状(本実施形態では概ねX軸方向に延びる略円弧状)である。本実施形態では、各計測用パターンユニット43A,43B,43Cは、互いに反射率が異なっている。なお、反射率とは、計測用パターンユニット43A,43B,43Cに入射する露光光ELの入射光束に対し、計測用パターンユニット43A,43B,43Cで反射する反射光束の割合である。また、計測用パターンユニット43A,43B,43Cに入射する露光光ELの入射光の光量に対し、計測用パターンユニット43A,43B,43Cで反射する反射光の光量の割合を反射率としてもよい。反射率が高い計測用パターンユニットほど投影光学系17内に入射される露光光ELの光量を多くすることができる。   On the measurement surface 23a side of the measurement optical member 23, a plurality (three in the present embodiment) of measurement pattern units 43A, 43B, and 43C arranged in the Y-axis direction are formed. The shape of the measurement pattern units 43A, 43B, and 43C is a shape corresponding to the illumination area of the reticle R or the measurement optical member 23 formed by illumination with the exposure light EL (in the present embodiment, the shape extending substantially in the X-axis direction). Arc). In the present embodiment, the measurement pattern units 43A, 43B, and 43C have different reflectances. The reflectance is the ratio of the reflected light beam reflected by the measurement pattern units 43A, 43B, and 43C to the incident light beam of the exposure light EL that enters the measurement pattern units 43A, 43B, and 43C. Further, the ratio of the amount of reflected light reflected by the measurement pattern units 43A, 43B, and 43C to the amount of incident light of the exposure light EL that enters the measurement pattern units 43A, 43B, and 43C may be used as the reflectance. As the measurement pattern unit has a higher reflectance, the amount of exposure light EL incident on the projection optical system 17 can be increased.

また、計測用パターンユニット43A,43B,43Cは、パターン形成領域44と、パターン非形成領域45(45a,45b,45c)とがX軸方向に沿って交互に配置された構成である。パターン形成領域44には、図3(c)に示すように、複数種類の計測用パターン46が形成されている。計測用パターン46は、種々の方向に延びる複数のラインと該各ライン間のスペースによって形成されている。計測用パターン46としては、例えば、空間像計測用のパターンやベースラインチェック用のパターン等である。   The measurement pattern units 43A, 43B, and 43C have a configuration in which the pattern formation regions 44 and the pattern non-formation regions 45 (45a, 45b, and 45c) are alternately arranged along the X-axis direction. In the pattern formation region 44, as shown in FIG. 3C, a plurality of types of measurement patterns 46 are formed. The measurement pattern 46 is formed by a plurality of lines extending in various directions and spaces between the lines. Examples of the measurement pattern 46 include a space image measurement pattern and a baseline check pattern.

そして、計測用パターン46の複数のラインは、反射層41により形成されており、露光光ELを反射する。また、該各ライン間のスペースは、吸収層42により形成されており、露光光ELを吸収する。なお、図3(c)において、パターン形成領域44のうち、計測用パターン46とは異なる領域46Aは、反射層41によって形成されており、露光光ELを反射可能な部分である。   The plurality of lines of the measurement pattern 46 are formed by the reflective layer 41 and reflect the exposure light EL. The space between the lines is formed by the absorption layer 42 and absorbs the exposure light EL. In FIG. 3C, a region 46A different from the measurement pattern 46 in the pattern formation region 44 is formed by the reflective layer 41 and is a portion that can reflect the exposure light EL.

各計測用パターンユニット43A,43B,43Cでは、それらを構成する各パターン形成領域44の構成が互いに略同一である。これに対し、パターン非形成領域45a,45b,45cは、計測用パターンユニット43A,43B,43C毎に互いに異なる形成条件で構成されている。   In each of the measurement pattern units 43A, 43B, and 43C, the configurations of the pattern formation regions 44 that constitute them are substantially the same. On the other hand, the pattern non-formation regions 45a, 45b, and 45c are configured under different formation conditions for each of the measurement pattern units 43A, 43B, and 43C.

各計測用パターンユニット43A,43B,43Cのうち、最も−Y方向側に位置する第1の計測用パターンユニット43Aのパターン非形成領域45aの形成条件は、該パターン非形成領域45aに入射した露光光ELをほとんど吸収する条件である。例えば、パターン非形成領域45aには、入射した露光光ELを投影光学系17側に反射可能な第1部分47Aを設けない一方、露光光ELを吸収する第2部分47Bを設けた構成である。   Among the measurement pattern units 43A, 43B, and 43C, the formation condition of the pattern non-formation region 45a of the first measurement pattern unit 43A located closest to the −Y direction is the exposure that has entered the pattern non-formation region 45a. This is a condition that almost absorbs light EL. For example, in the pattern non-formation region 45a, the first portion 47A that can reflect the incident exposure light EL toward the projection optical system 17 side is not provided, but the second portion 47B that absorbs the exposure light EL is provided. .

また、第1の計測用パターンユニット43Aの+Y方向側に位置する第2の計測用パターンユニット43Bのパターン非形成領域45bの形成条件は、該パターン非形成領域45bに入射した露光光ELの一部を反射する条件である。例えば、パターン非形成領域45bは、入射した露光光ELを投影光学系17側に射出する第1部分47Aと、露光光ELを吸収する第2部分47Bとを設けた構成である。この場合、パターン非形成領域45bに入射する露光光ELのうち、第1部分47Aで反射した露光光ELは、投影光学系17内に入射する。換言すると、パターン非形成領域45bの形成条件は、入射した露光光ELの投影光学系17側への反射率がパターン非形成領域45aの反射率よりも高くなるような条件であるということができる。一例として、パターン非形成領域45bにおける第1部分47Aの面積率は、略50%である。なお、第1部分47Aは、図3(b)に示すように、反射層41が形成されており、露光光ELを反射する。   The formation condition of the pattern non-formation region 45b of the second measurement pattern unit 43B located on the + Y direction side of the first measurement pattern unit 43A is that of the exposure light EL incident on the pattern non-formation region 45b. This is a condition for reflecting the part. For example, the pattern non-formation region 45b has a configuration in which a first portion 47A for emitting the incident exposure light EL to the projection optical system 17 side and a second portion 47B for absorbing the exposure light EL are provided. In this case, the exposure light EL reflected by the first portion 47A out of the exposure light EL incident on the pattern non-formation region 45b enters the projection optical system 17. In other words, it can be said that the formation condition of the pattern non-formation region 45b is such that the reflectance of the incident exposure light EL toward the projection optical system 17 is higher than the reflectance of the pattern non-formation region 45a. . As an example, the area ratio of the first portion 47A in the pattern non-formation region 45b is approximately 50%. As shown in FIG. 3B, the first portion 47A has a reflective layer 41 and reflects the exposure light EL.

また、最も+Y方向側に位置する第3の計測用パターンユニット43Cのパターン非形成領域45cの形成条件は、入射した露光光ELの投影光学系17側への反射率がパターン非形成領域45bの反射率よりも高くなるような条件である。例えば、パターン非形成領域45cは、第1部分47Aを設ける一方で、第2部分47Bを設けない構成である。すなわち、パターン非形成領域45a,45b,45cにおける反射率の違いによって、各計測用パターンユニット43A,43B,43Cの反射率が互いに異なる。   The formation condition of the pattern non-formation region 45c of the third measurement pattern unit 43C located closest to the + Y direction side is that the reflectance of the incident exposure light EL toward the projection optical system 17 side is that of the pattern non-formation region 45b. The conditions are such that the reflectance is higher. For example, the pattern non-formation region 45c has a configuration in which the first portion 47A is provided but the second portion 47B is not provided. That is, the reflectances of the measurement pattern units 43A, 43B, and 43C are different from each other due to the difference in reflectance in the pattern non-formation regions 45a, 45b, and 45c.

なお、本実施形態では、各計測用パターンユニット43A,43B,43Cを反射率の順にY軸方向に沿って配置しているが、反射率の最も高い各計測用パターンユニット43Cを真ん中に配置してもよい。すなわち、各計測用パターンユニット43A,43B,43Cを任意に変更してもよい。   In this embodiment, the measurement pattern units 43A, 43B, and 43C are arranged along the Y-axis direction in the order of reflectivity. However, the measurement pattern units 43C having the highest reflectivity are arranged in the middle. May be. That is, each measurement pattern unit 43A, 43B, 43C may be arbitrarily changed.

次に、本実施形態の露光装置11を制御する制御装置50について説明する。
図4に示すように、制御装置50は、第1光量センサSE1、第2光量センサSE2及び計測センサSE3と電気的に接続されている。そして、制御装置50は、各光量センサSE1,SE2からの検出信号に基づき、レチクルステージ16側に射出される露光光ELの光量を検出すると共に、ウエハステージ18側に射出される露光光ELの光量を検出する。
Next, the control device 50 that controls the exposure apparatus 11 of the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 4, the control device 50 is electrically connected to the first light quantity sensor SE1, the second light quantity sensor SE2, and the measurement sensor SE3. The control device 50 detects the light quantity of the exposure light EL emitted to the reticle stage 16 side based on the detection signals from the light quantity sensors SE1 and SE2, and the exposure light EL emitted to the wafer stage 18 side. Detect the amount of light.

こうした制御装置50は、図示しないCPU、ROM及びRAMなどで構成される制御部51と、レチクル側駆動装置24を駆動させるためのレチクル側駆動回路52と、スリット装置25を駆動させるためのスリット用駆動回路53と、ウエハ側駆動装置30を駆動させるためのウエハ側駆動回路54とを備えている。そして、制御部51は、駆動回路52〜54を介してレチクル側駆動装置24、スリット装置25及びウエハ側駆動装置30の駆動を制御する。また、図示はしていないが、制御装置50は、投影光学系17を構成する各ミラー27の位置及び形状を調整するために、図示しない保持装置の駆動をミラー27毎に制御する。   The control device 50 includes a control unit 51 including a CPU, ROM, and RAM (not shown), a reticle side drive circuit 52 for driving the reticle side drive device 24, and a slit for driving the slit device 25. A driving circuit 53 and a wafer side driving circuit 54 for driving the wafer side driving device 30 are provided. Then, the control unit 51 controls driving of the reticle side driving device 24, the slit device 25, and the wafer side driving device 30 via the drive circuits 52 to 54. Although not shown, the control device 50 controls the drive of a holding device (not shown) for each mirror 27 in order to adjust the position and shape of each mirror 27 constituting the projection optical system 17.

本実施形態の制御部51は、各光量センサSE1,SE2からの検出信号に基づき、レチクルR側から投影光学系17内に入射する露光光ELの光量を推定する。例えば、制御部51は、露光光ELの光路に第1光量センサSE1が配置された状態で、第1光量センサSE1からの検出信号に基づき、照明光学系15から射出される露光光ELの光量(以下、第1光量ともいう。)を算出する。この第1光量は、レチクルRを照明する露光光ELの光量である。また、制御部51は、露光光ELの光路にレチクルRが配置されると共に第2光量センサSE2が露光光ELの光路に配置された状態で、第2光量センサSE2からの検出信号に基づき、投影光学系17から射出される露光光ELの光量(第2光量ともいう。)を算出する。そして、制御部51は、第2光量及び推定された投影光学系17による露光光ELのロス量に基づき、露光処理時にレチクルR側から投影光学系17内に入射する露光光ELの光量(以下、第3光量ともいう。)を算出する。   The control unit 51 according to the present embodiment estimates the light amount of the exposure light EL that enters the projection optical system 17 from the reticle R side based on the detection signals from the light amount sensors SE1 and SE2. For example, the control unit 51 has the light quantity of the exposure light EL emitted from the illumination optical system 15 based on the detection signal from the first light quantity sensor SE1 in a state where the first light quantity sensor SE1 is arranged in the optical path of the exposure light EL. (Hereinafter also referred to as the first light quantity) is calculated. The first light amount is the light amount of the exposure light EL that illuminates the reticle R. Further, the control unit 51, based on the detection signal from the second light quantity sensor SE2 in a state where the reticle R is arranged in the optical path of the exposure light EL and the second light quantity sensor SE2 is arranged in the optical path of the exposure light EL, A light amount (also referred to as a second light amount) of the exposure light EL emitted from the projection optical system 17 is calculated. Based on the second light amount and the estimated loss amount of the exposure light EL by the projection optical system 17, the control unit 51 determines the amount of exposure light EL that enters the projection optical system 17 from the reticle R side during the exposure process (hereinafter referred to as the light amount). , Also referred to as third light quantity).

なお、推定された投影光学系17による露光光ELのロス量とは、例えば、投影光学系17を構成するミラー27の枚数及び各ミラー27の反射特性から見積もられたロス量や、事前に投影光学系17に露光光ELを入射させ、投影光学系17を通過した露光光ELの光量を測定することによって算出されたロス量である。これによって、制御部51は、第1光量に対する第3光量の割合から、レチクルRの反射率を推定することができる。これらの算出結果や推定結果は、照明する計測用パターンユニット(43A,43B,43C)を選択する際に利用することができる。なお、本実施態様では、制御部51が第3光量を推定する構成としたがこれに限定されない。レチクルRと投影光学系17との間の光路中に光量センサを設け、第3光量を測定する構成としてもよい。例えば、この光量センサは、第3光量の計測時にレチクルRと投影光学系17との間の光路中に設置される移動式のセンサである。   Note that the estimated loss amount of the exposure light EL by the projection optical system 17 is, for example, the loss amount estimated from the number of mirrors 27 constituting the projection optical system 17 and the reflection characteristics of each mirror 27, This is a loss amount calculated by making the exposure light EL incident on the projection optical system 17 and measuring the amount of the exposure light EL that has passed through the projection optical system 17. Thereby, the control unit 51 can estimate the reflectance of the reticle R from the ratio of the third light quantity to the first light quantity. These calculation results and estimation results can be used when selecting the measurement pattern units (43A, 43B, 43C) to be illuminated. In the present embodiment, the control unit 51 is configured to estimate the third light amount, but is not limited thereto. A light amount sensor may be provided in the optical path between the reticle R and the projection optical system 17 to measure the third light amount. For example, this light quantity sensor is a movable sensor installed in the optical path between the reticle R and the projection optical system 17 when measuring the third light quantity.

また、制御装置50は、レチクルRの代わりに計測用光学部材23が露光光ELの光路に設置されると共に、ウエハWの代わりに計測センサSE3が露光光ELの光路に設置された場合に、計測センサSE3からの検出信号に基づき、計測用パターンユニット(43A,43B,43C)の計測用パターン46の空間像を計測する。そして、制御装置50は、観察結果に基づき、投影光学系17の光学特性を算出する。   In addition, when the measurement optical member 23 is installed in the optical path of the exposure light EL instead of the reticle R and the measurement sensor SE3 is installed in the optical path of the exposure light EL instead of the wafer W, the control device 50 Based on the detection signal from the measurement sensor SE3, the aerial image of the measurement pattern 46 of the measurement pattern units (43A, 43B, 43C) is measured. Then, the control device 50 calculates the optical characteristics of the projection optical system 17 based on the observation result.

本実施形態の露光装置11では、ウエハWへの露光処理を開始する前及び露光処理の最中などに、計測用光学部材23を用いた投影光学系17の光学特性の計測及び調整を行なっている。   The exposure apparatus 11 of the present embodiment measures and adjusts the optical characteristics of the projection optical system 17 using the measurement optical member 23 before starting the exposure process on the wafer W and during the exposure process. Yes.

そこで次に、計測用光学部材23を用いた計測処理を行ないつつウエハWへの露光処理を行う際の露光方法について、図5及び図6のタイミングチャートを用いて説明する。なお、図5に示すタイミングチャートは、第1の計測用パターンユニット43Aのみを有する計測用光学部材を用いた計測を行なう場合のタイミングチャートである。一方、図6に示すタイミングチャートは、本実施形態の計測用光学部材23を用いた計測を行なう場合のタイミングチャートである。   Therefore, next, an exposure method when performing exposure processing on the wafer W while performing measurement processing using the measurement optical member 23 will be described with reference to timing charts of FIGS. Note that the timing chart shown in FIG. 5 is a timing chart in the case of performing measurement using the measurement optical member having only the first measurement pattern unit 43A. On the other hand, the timing chart shown in FIG. 6 is a timing chart when performing measurement using the measurement optical member 23 of the present embodiment.

始めに第1の計測用パターンユニット43Aのみを有する計測用光学部材を用いた計測を行なう場合について説明する。ここでは、投影光学系17の光学特性の一例として、投影光学系17によって形成される空間像の位置、即ち投影光学系17のフォーカス位置の計測を例にとって説明する。   First, a case where measurement is performed using a measurement optical member having only the first measurement pattern unit 43A will be described. Here, as an example of the optical characteristics of the projection optical system 17, the measurement of the position of the aerial image formed by the projection optical system 17, that is, the focus position of the projection optical system 17 will be described as an example.

図5(a)(b)に示すように、ウエハWへの露光処理を開始する前に、計測用光学部材を用いた計測処理を行なうために、計測用光学部材は、レチクル側駆動装置24によって、レチクルRの代わりに露光光ELの光路に配置される。同時に、計測センサSE3は、ウエハ側駆動装置30によって露光光ELの光路に配置される。この状態で照明光学系15から計測用光学部材に露光光ELが入射されると、計測用光学部材で反射した露光光ELの一部が、投影光学系17を介して計測センサSE3に入射する。すなわち、計測用光学部材に形成された第1の計測用パターンユニット43Aに露光光ELが入射することによって形成された空間像が、計測センサSE3によって観察される(第1のタイミングt11)。   As shown in FIGS. 5A and 5B, in order to perform measurement processing using the measurement optical member before the exposure processing to the wafer W is started, the measurement optical member is the reticle side driving device 24. Thus, instead of the reticle R, it is arranged in the optical path of the exposure light EL. At the same time, the measurement sensor SE3 is arranged in the optical path of the exposure light EL by the wafer side driving device 30. In this state, when the exposure light EL is incident on the measurement optical member from the illumination optical system 15, a part of the exposure light EL reflected by the measurement optical member is incident on the measurement sensor SE3 via the projection optical system 17. . That is, the aerial image formed by the exposure light EL entering the first measurement pattern unit 43A formed on the measurement optical member is observed by the measurement sensor SE3 (first timing t11).

第1の計測用パターンユニット43Aは、該第1の計測用パターンユニット43Aに入射した露光光ELの極僅かだけ投影光学系17側に反射する。そのため、図示しない冷却機構によって温度調整がなされる投影光学系17の蓄熱量Peは、ほぼ0(零)で維持される。その結果、第1のタイミングt11では、計測センサSE3の観察結果に基づき初期状態の投影光学系17のフォーカス位置が計測される。   The first measurement pattern unit 43A reflects a very small amount of the exposure light EL incident on the first measurement pattern unit 43A toward the projection optical system 17 side. Therefore, the heat storage amount Pe of the projection optical system 17 whose temperature is adjusted by a cooling mechanism (not shown) is maintained at approximately 0 (zero). As a result, at the first timing t11, the focus position of the projection optical system 17 in the initial state is measured based on the observation result of the measurement sensor SE3.

また、第1のタイミングt11での計測が行なわれると、投影光学系17のフォーカス位置がウエハWの露光面Waの設置位置に相当するベストフォーカス位置KFと一致するように、投影光学系17が調整される。具体的には、ミラー27毎の保持装置(図示略)によって、投影光学系17を構成する各ミラー27のZ軸方向における間隔が調整される。このとき、ウエハステージ18のZ軸方向における位置が調整されてもよい。そして、投影光学系17のフォーカス位置がベストフォーカス位置KFに調整されると、レチクル側駆動装置24によって、レチクルRが露光光ELの光路に配置されると共に、ウエハ側駆動装置30によって、ウエハWに形成される各ショット領域のうち一つのショット領域が露光光ELの光路に配置される。この状態で照明光学系15から露光光ELが射出されることにより、ウエハWへの露光処理が開始される(第2のタイミングt12)。   When the measurement is performed at the first timing t11, the projection optical system 17 is set so that the focus position of the projection optical system 17 coincides with the best focus position KF corresponding to the installation position of the exposure surface Wa of the wafer W. Adjusted. Specifically, the spacing in the Z-axis direction of each mirror 27 constituting the projection optical system 17 is adjusted by a holding device (not shown) for each mirror 27. At this time, the position of the wafer stage 18 in the Z-axis direction may be adjusted. When the focus position of the projection optical system 17 is adjusted to the best focus position KF, the reticle R is placed in the optical path of the exposure light EL by the reticle side driving device 24 and the wafer W is driven by the wafer side driving device 30. One shot area among the shot areas formed is arranged in the optical path of the exposure light EL. In this state, the exposure light EL is emitted from the illumination optical system 15, whereby the exposure processing for the wafer W is started (second timing t12).

ウエハWへの露光処理が開始されると、レチクルRにおける露光光ELの反射率が第1の計測用パターンユニット43Aにおける露光光ELの反射率よりも高いため、投影光学系17に入射する露光光ELの光量は、第1の計測用パターンユニット43Aを用いた計測時と比較して多くなる。その結果、レチクルRを介した露光光ELが入射する投影光学系17の蓄熱量Peは、時間の経過と共に多くなる。すなわち、投影光学系17を構成する鏡筒26及び各ミラー27の蓄熱量が多くなる。すると、各ミラー27の位置が変位したり、各ミラー27自体が僅かに変形したりし、投影光学系17のフォーカス位置がベストフォーカス位置KFから徐々に変位する。   When the exposure process on the wafer W is started, the reflectance of the exposure light EL on the reticle R is higher than the reflectance of the exposure light EL on the first measurement pattern unit 43A. The amount of light EL increases as compared to the measurement using the first measurement pattern unit 43A. As a result, the heat storage amount Pe of the projection optical system 17 on which the exposure light EL is incident via the reticle R increases with time. That is, the heat storage amount of the lens barrel 26 and each mirror 27 constituting the projection optical system 17 increases. Then, the position of each mirror 27 is displaced, or each mirror 27 itself is slightly deformed, and the focus position of the projection optical system 17 is gradually displaced from the best focus position KF.

その後、ほぼ一定量の露光光ELが投影光学系17内にレチクルR側から入射され続けると、投影光学系17の吸熱量と冷却機構による放熱量との差分が一定となる定常状態になる(第3のタイミングt13)。すると、投影光学系17の蓄熱量Peが安定状態となると共に、投影光学系17のフォーカス位置が安定状態となる。   Thereafter, when a substantially constant amount of exposure light EL continues to enter the projection optical system 17 from the reticle R side, a steady state is reached in which the difference between the heat absorption amount of the projection optical system 17 and the heat dissipation amount by the cooling mechanism is constant ( Third timing t13). Then, the heat storage amount Pe of the projection optical system 17 becomes stable, and the focus position of the projection optical system 17 becomes stable.

露光処理の最中に計測を行うために、露光処理が一時中断され、計測用光学部材及び計測センサSE3が、レチクルR及びウエハWの代わりに露光光ELの光路に設置される(第4のタイミングt14)。すると、計測用光学部材の第1の計測用パターンユニット43Aは、レチクルRに比べて反射率が低いため、第1の計測用パターンユニット43Aを介して投影光学系17内に入射する露光光ELの光量は、レチクルRを介して露光光ELが投影光学系17内に入射する場合と比較して少なくなる。すわなち、投影光学系17の吸熱量が少なくなる。そのため、冷却機構によって冷却される投影光学系17の蓄熱量Peは、該投影光学系17の吸熱量の減少に伴い、徐々に少なくなる。すなわち、投影光学系17を構成する鏡筒26及び各ミラー27の蓄熱量も少なくなるため、各ミラー27の位置や形状が、露光処理の開始前の状態に少しずつ戻る。その結果、投影光学系17のフォーカス位置は、ベストフォーカス位置KFに少しずつ接近する(第5のタイミングt15)。こうした第5のタイミングt15で計測が行なわれると、その後の第6のタイミングt16では、投影光学系17のフォーカス位置がベストフォーカス位置KFとなるように、投影光学系17が再調整される。なお、投影光学系17の再調整中に、レチクルR及びウエハWが露光光ELの光路に再配置される。   In order to perform measurement during the exposure process, the exposure process is temporarily interrupted, and the measurement optical member and the measurement sensor SE3 are installed in the optical path of the exposure light EL instead of the reticle R and the wafer W (fourth). Timing t14). Then, since the reflectance of the first measurement pattern unit 43A of the measurement optical member is lower than that of the reticle R, the exposure light EL that enters the projection optical system 17 via the first measurement pattern unit 43A. Is less than that in the case where the exposure light EL enters the projection optical system 17 via the reticle R. That is, the endothermic amount of the projection optical system 17 is reduced. Therefore, the heat storage amount Pe of the projection optical system 17 cooled by the cooling mechanism gradually decreases as the heat absorption amount of the projection optical system 17 decreases. That is, since the amount of heat stored in the lens barrel 26 and each mirror 27 constituting the projection optical system 17 is also reduced, the position and shape of each mirror 27 gradually returns to the state before the start of the exposure process. As a result, the focus position of the projection optical system 17 gradually approaches the best focus position KF (fifth timing t15). When the measurement is performed at the fifth timing t15, the projection optical system 17 is readjusted so that the focus position of the projection optical system 17 becomes the best focus position KF at the subsequent sixth timing t16. During the readjustment of the projection optical system 17, the reticle R and the wafer W are rearranged in the optical path of the exposure light EL.

しかし、投影光学系17の再調整は、第5のタイミングt15での計測結果に基づき行なわれる。そのため、投影光学系17のフォーカス位置が実際に調整される第6のタイミングt16でも、第5のタイミングt15から第6のタイミングt16までの間で投影光学系17の蓄熱量Peが変化しているため、投影光学系17のフォーカス位置は、ベストフォーカス位置KFとは僅かに異なっている。   However, the readjustment of the projection optical system 17 is performed based on the measurement result at the fifth timing t15. Therefore, even at the sixth timing t16 when the focus position of the projection optical system 17 is actually adjusted, the heat storage amount Pe of the projection optical system 17 changes between the fifth timing t15 and the sixth timing t16. Therefore, the focus position of the projection optical system 17 is slightly different from the best focus position KF.

そして、第6のタイミングt16から露光処理が再開されると、投影光学系17内に入射する露光光ELの光量が再び増加する。そのため、投影光学系17の蓄熱量Peが時間の経過と共に多くなり、結果として、投影光学系17のフォーカス位置が、ベストフォーカス位置KFから再び離間するように変位する。したがって、露光処理の最中に計測用光学部材を用いた投影光学系17の光学特性を計測し、該計測結果に基づき投影光学系17の光学特性を補正しても、露光処理の再開後に、投影光学系17の光学特性がベストの状態から徐々に変化してしまう可能性がある。   When the exposure process is resumed from the sixth timing t16, the amount of exposure light EL that enters the projection optical system 17 increases again. For this reason, the heat storage amount Pe of the projection optical system 17 increases with time, and as a result, the focus position of the projection optical system 17 is displaced so as to be separated from the best focus position KF again. Therefore, even if the optical characteristics of the projection optical system 17 using the measurement optical member are measured during the exposure process, and the optical characteristics of the projection optical system 17 are corrected based on the measurement results, There is a possibility that the optical characteristics of the projection optical system 17 gradually change from the best state.

次に、本実施形態の計測用光学部材23を用いた計測を行なう場合について説明する。
図6(a)(b)に示すように、露光処理の開始前に計測用光学部材23を用いて投影光学系17の計測を行う際には、レチクル側駆動装置24によって、計測用光学部材23が露光光ELの光路に配置される。このとき、計測前の状態では投影光学系17内に露光光ELが入射されていないため、各計測用パターンユニット43A〜43Cのうち、反射率が最も低い第1の計測用パターンユニット43Aが露光光ELの光路に配置される(第1のタイミングt21)。同時に、計測センサSE3が、ウエハ側駆動装置30によって露光光ELの光路に配置される。ここでの計測結果に基づき投影光学系17のフォーカス位置が調整されると、レチクルR及びウエハWが、露光光ELの光路にそれぞれ配置され、露光処理が開始される(第2のタイミングt22)。なお、タイミングt22の前後において露光光ELの形状、光強度及び光量等は変化しないものとする。
Next, a case where measurement is performed using the measurement optical member 23 of the present embodiment will be described.
As shown in FIGS. 6A and 6B, when measuring the projection optical system 17 using the measurement optical member 23 before the start of the exposure process, the measurement optical member is measured by the reticle side driving device 24. 23 is arranged in the optical path of the exposure light EL. At this time, since the exposure light EL is not incident on the projection optical system 17 in the state before the measurement, the first measurement pattern unit 43A having the lowest reflectance among the measurement pattern units 43A to 43C is exposed. It arrange | positions to the optical path of light EL (1st timing t21). At the same time, the measurement sensor SE3 is arranged in the optical path of the exposure light EL by the wafer side driving device 30. When the focus position of the projection optical system 17 is adjusted based on the measurement result here, the reticle R and the wafer W are respectively arranged in the optical path of the exposure light EL, and the exposure process is started (second timing t22). . It is assumed that the shape, light intensity, light amount, etc. of the exposure light EL do not change before and after the timing t22.

すると、レチクルRの反射率は第1の計測用パターンユニット43Aの反射率よりも高いため、投影光学系17の蓄熱量Peが時間の経過と共に多くなると共に、投影光学系17のフォーカス位置が時間の経過と共に変位する。そして、投影光学系17の吸熱量と冷却機構による放熱量との差分が一定となる定常状態になると共に、投影光学系17のフォーカス位置が安定した第3のタイミングt23で、露光処理が一時中断され、投影光学系17のフォーカス位置が計測される。このとき、計測用光学部材23及び計測センサSE3が露光光ELの光路に配置される前に、各光量センサSE1,SE2を用いて、露光処理時に用いられたレチクルRの反射率が推定される。そして、この推定結果に基づき、各計測用パターンユニット43A〜43CのうちレチクルRの反射率に最も近い計測用パターンユニット(例えば、第2の計測用パターンユニット43B)が選択される。すると、選択された第2の計測用パターンユニット43B及び計測センサSE3が、露光光ELの光路に配置される。このとき、レチクルRに形成されるパターンの形状、即ちレチクルRの反射率によっては、第3の計測用パターンユニット43Cが選択されることもある。   Then, since the reflectance of the reticle R is higher than the reflectance of the first measurement pattern unit 43A, the heat storage amount Pe of the projection optical system 17 increases with the passage of time, and the focus position of the projection optical system 17 changes to the time. Displaces over time. Then, the exposure process is temporarily interrupted at the third timing t23 when the difference between the heat absorption amount of the projection optical system 17 and the heat dissipation amount by the cooling mechanism becomes constant and the focus position of the projection optical system 17 is stable. Then, the focus position of the projection optical system 17 is measured. At this time, before the measurement optical member 23 and the measurement sensor SE3 are arranged in the optical path of the exposure light EL, the reflectance of the reticle R used during the exposure process is estimated using the light quantity sensors SE1 and SE2. . Based on the estimation result, the measurement pattern unit closest to the reflectance of the reticle R (for example, the second measurement pattern unit 43B) is selected from the measurement pattern units 43A to 43C. Then, the selected second measurement pattern unit 43B and measurement sensor SE3 are arranged in the optical path of the exposure light EL. At this time, the third measurement pattern unit 43C may be selected depending on the shape of the pattern formed on the reticle R, that is, the reflectance of the reticle R.

すると、第1の計測用パターンユニット43Aのみを有する場合とは異なり、投影光学系17内に入射する露光光ELの光量は、第2の計測用パターンユニット43Bを用いた計測時とレチクルRを用いた露光処理時とでほとんど変わらない(第4のタイミングt24)。また、第3のタイミングt23前後では、投影光学系17の蓄熱量Pe及びフォーカス位置はほとんど変化しない。そのため、本実施形態では、露光処理時における投影光学系17のフォーカス位置がより正確に計測される。そして、現時点のフォーカス位置とベストフォーカス位置KFとのずれ量が制御装置50の制御部51によって計測され、該計測結果に基づき投影光学系17が再調整される(第5のタイミングt25)。   Then, unlike the case where only the first measurement pattern unit 43A is provided, the amount of exposure light EL incident into the projection optical system 17 is the same as that during measurement using the second measurement pattern unit 43B and the reticle R. Almost the same as the exposure processing used (fourth timing t24). Further, the heat storage amount Pe and the focus position of the projection optical system 17 hardly change before and after the third timing t23. Therefore, in the present embodiment, the focus position of the projection optical system 17 during the exposure process is measured more accurately. Then, the deviation amount between the current focus position and the best focus position KF is measured by the control unit 51 of the control device 50, and the projection optical system 17 is readjusted based on the measurement result (fifth timing t25).

その後、計測用光学部材23及び計測センサSE3が露光光ELの光路外に退避されると共に、レチクルR及びウエハWが露光光ELの光路に再配置されると、露光処理が再開される。このとき、投影光学系17の蓄熱量Peの定常状態が継続されるため、投影光学系17のフォーカス位置がベストフォーカス位置KFから変位することはない。仮にフォーカス位置が変位したとしても、その変位量は、第1の計測用パターンユニット43Aのみを有する計測用光学部材を用いた場合と比較して微少である。そのため、第5のタイミングt25以降では、より適切な形状のパターンがウエハWに形成される。   Thereafter, when the measurement optical member 23 and the measurement sensor SE3 are retracted out of the optical path of the exposure light EL, and the reticle R and the wafer W are rearranged in the optical path of the exposure light EL, the exposure process is resumed. At this time, since the steady state of the heat storage amount Pe of the projection optical system 17 is continued, the focus position of the projection optical system 17 is not displaced from the best focus position KF. Even if the focus position is displaced, the amount of displacement is very small compared to the case where the measurement optical member having only the first measurement pattern unit 43A is used. Therefore, a pattern having a more appropriate shape is formed on the wafer W after the fifth timing t25.

したがって、本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
(1)本実施形態の計測用光学部材23は、反射率の異なる複数の計測用パターンユニット43A〜43Cを備えている。そして、状況に応じて適切な計測用パターンユニットを露光光ELの光路に配置することにより、投影光学系17の光学特性(一例としてフォーカス位置)を適切に計測することができる。
Therefore, in this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The measurement optical member 23 of the present embodiment includes a plurality of measurement pattern units 43A to 43C having different reflectivities. Then, by arranging an appropriate measurement pattern unit in the optical path of the exposure light EL according to the situation, the optical characteristic (focus position as an example) of the projection optical system 17 can be appropriately measured.

(2)露光処理の開始前では、レチクルR側から投影光学系17内に入射する露光光ELの光量が0(零)である。そのため、露光処理の開始前の計測時には、反射率の最も低い第1の計測用パターンユニット43Aが露光光ELの光路に配置され、該第1の計測用パターンユニット43Aを用いて投影光学系17の光学特性が計測される。したがって、露光開始前における投影光学系17の光学特性を、正確に計測できる。   (2) Before the start of the exposure process, the amount of exposure light EL incident on the projection optical system 17 from the reticle R side is 0 (zero). For this reason, at the time of measurement before the start of the exposure process, the first measurement pattern unit 43A having the lowest reflectance is arranged in the optical path of the exposure light EL, and the projection optical system 17 is used by using the first measurement pattern unit 43A. The optical characteristics are measured. Therefore, the optical characteristics of the projection optical system 17 before the start of exposure can be accurately measured.

(3)露光処理の最中に計測を行なう場合には、露光処理中に使用されるレチクルRの反射率に最も近い反射率を有する計測用パターンユニットが露光光ELの光路に配置される。そのため、露光処理中と計測中での投影光学系17の蓄熱量Peの変動を極力小さく抑えることができると共に、投影光学系17の光学特性(一例として、フォーカス位置)の変動を極力抑えることができる。したがって、露光処理中における投影光学系17の光学特性を、より正確に計測できる。   (3) When measurement is performed during the exposure process, a measurement pattern unit having a reflectance closest to the reflectance of the reticle R used during the exposure process is arranged in the optical path of the exposure light EL. Therefore, fluctuations in the heat storage amount Pe of the projection optical system 17 during exposure processing and measurement can be suppressed as much as possible, and fluctuations in the optical characteristics (for example, the focus position) of the projection optical system 17 can be suppressed as much as possible. it can. Therefore, the optical characteristics of the projection optical system 17 during the exposure process can be measured more accurately.

(4)また、露光処理中における投影光学系17の光学特性の計測精度の向上によって、該計測結果に基づく投影光学系17の光学特性の補正精度が向上した。そのため、露光処理の再開後におけるウエハWへのパターンの形成精度を向上させることができる。   (4) Further, the improvement in the measurement accuracy of the optical characteristics of the projection optical system 17 during the exposure process has improved the correction accuracy of the optical characteristics of the projection optical system 17 based on the measurement results. Therefore, it is possible to improve the pattern formation accuracy on the wafer W after the restart of the exposure process.

(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態を図7及び図8に基づき説明する。なお、第2の実施形態は、計測用光学部材の構成が第1の実施形態と異なっている。したがって、以下の説明においては、第1の実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第1の実施形態と同一又は相当する部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The second embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the measurement optical member. Therefore, in the following description, parts different from those of the first embodiment will be mainly described, and the same or corresponding member configurations as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. Shall.

図7及び図8に示すように、本実施形態の計測用光学部材23Aは、一つの計測用パターンユニット43Cを備えている。この計測用パターンユニット43Cのパターン非形成領域45cは、露光光ELを反射可能な第1部分47Aを有する一方で、露光光ELを反射不能な第2部分47Bを有しない。また、計測用光学部材23Aは、その計測面23a側に配置される遮蔽部60と、レチクルRを照明する露光光ELの光路を横切る方向であるY軸方向に遮蔽部60を進退移動させるための駆動部61とを備えている。遮蔽部60は、計測用パターンユニット43Cの各パターン非形成領域45cを遮蔽可能であると共に、入射した露光光ELを吸収する。駆動部61は、露光装置11の制御装置50に電気的に接続されている。そして、駆動部61は、制御装置50から入力される駆動信号によって、遮蔽部60を移動させるべく駆動する。   As shown in FIGS. 7 and 8, the measurement optical member 23 </ b> A of this embodiment includes one measurement pattern unit 43 </ b> C. The pattern non-formation region 45c of the measurement pattern unit 43C has the first portion 47A that can reflect the exposure light EL, but does not have the second portion 47B that cannot reflect the exposure light EL. In addition, the measurement optical member 23A moves the shield 60 forward and backward in the Y-axis direction, which is a direction crossing the optical path of the exposure light EL that illuminates the reticle R, and the shield 60 disposed on the measurement surface 23a side. The drive part 61 is provided. The shield 60 can shield each pattern non-formation region 45c of the measurement pattern unit 43C and absorbs the incident exposure light EL. The drive unit 61 is electrically connected to the control device 50 of the exposure apparatus 11. Then, the driving unit 61 drives the shielding unit 60 to move in accordance with a driving signal input from the control device 50.

例えば、駆動部61は、露光処理前の計測時には、遮蔽部60を最も+Y方向側に配置させる(図8参照)。すると、計測用パターンユニット43Cのパターン非形成領域45cには、露光光ELがほとんど入射しなくなる。また、駆動部61は、露光処理を中断させての計測時には、露光処理に用いられるレチクルRの反射率に基づき、遮蔽部60のY軸方向における位置を調整する。つまり、本実施形態の計測用光学部材23Aは、計測用パターンユニット43Cのパターン非形成領域45cに入射する露光光ELの光量を調整することにより、計測用パターンユニット43Cから投影光学系17側に反射する露光光ELの光量を調整可能である。   For example, at the time of measurement before the exposure process, the drive unit 61 arranges the shielding unit 60 on the most + Y direction side (see FIG. 8). Then, the exposure light EL hardly enters the pattern non-formation region 45c of the measurement pattern unit 43C. Further, the drive unit 61 adjusts the position of the shielding unit 60 in the Y-axis direction based on the reflectance of the reticle R used for the exposure process during measurement with the exposure process interrupted. That is, the measurement optical member 23A of the present embodiment adjusts the amount of the exposure light EL incident on the pattern non-formation region 45c of the measurement pattern unit 43C to move from the measurement pattern unit 43C to the projection optical system 17 side. The amount of reflected exposure light EL can be adjusted.

したがって、本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
(5)本実施形態の計測用光学部材23Aでは、駆動部61を駆動させることにより、状況に応じて計測用パターンユニット43Cを介した投影光学系17側への露光光ELの入射量が適切に調整される。したがって、投影光学系17の光学特性(一例としてフォーカス位置)を適切に計測することができる。
Therefore, in this embodiment, the following effects can be obtained.
(5) In the measurement optical member 23A of the present embodiment, by driving the drive unit 61, the incident amount of the exposure light EL to the projection optical system 17 side via the measurement pattern unit 43C is appropriate depending on the situation. Adjusted to Therefore, it is possible to appropriately measure the optical characteristics (for example, the focus position) of the projection optical system 17.

(6)露光処理の開始前では、レチクルR側から投影光学系17内に入射する露光光ELの光量が0(零)である。そのため、露光処理の開始前の計測時には、計測用パターンユニット43Cの各パターン非形成領域45c全体を遮蔽部60によって覆った状態で、投影光学系17の光学特性が計測される。したがって、露光開始前における投影光学系17の光学特性を、正確に計測できる。   (6) Before the start of the exposure process, the amount of exposure light EL that enters the projection optical system 17 from the reticle R side is 0 (zero). Therefore, at the time of measurement before the start of the exposure process, the optical characteristics of the projection optical system 17 are measured in a state where the entire pattern non-formation region 45c of the measurement pattern unit 43C is covered by the shielding unit 60. Therefore, the optical characteristics of the projection optical system 17 before the start of exposure can be accurately measured.

(7)露光処理の最中に計測を行なう場合には、露光処理中に使用されるレチクルRを介した投影光学系17側への露光光ELの入射量に、計測用パターンユニット43Cを介した投影光学系17側への露光光ELの入射量が一致又は近接するように、遮蔽部60のY軸方向における位置が調整される。こうした状態で、投影光学系17の光学特性が、計測用光学部材23Aを用いて計測される。そのため、露光処理中と計測中での投影光学系17の蓄熱量Peの変動を極力小さく抑えることができると共に、投影光学系17の光学特性の変動を極力抑えることができる。したがって、露光処理中における投影光学系17の光学特性を、より正確に計測できる。   (7) When measurement is performed during the exposure process, the amount of exposure light EL incident on the projection optical system 17 side via the reticle R used during the exposure process is measured via the measurement pattern unit 43C. The position of the shielding unit 60 in the Y-axis direction is adjusted so that the amount of exposure light EL incident on the projection optical system 17 side matches or approaches. In such a state, the optical characteristics of the projection optical system 17 are measured using the measurement optical member 23A. Therefore, fluctuations in the heat storage amount Pe of the projection optical system 17 during exposure processing and measurement can be suppressed as much as possible, and fluctuations in the optical characteristics of the projection optical system 17 can be suppressed as much as possible. Therefore, the optical characteristics of the projection optical system 17 during the exposure process can be measured more accurately.

(8)また、露光処理中における投影光学系17の光学特性の計測精度の向上によって、該計測結果に基づく投影光学系17の光学特性の補正精度が向上した。そのため、露光処理の再開後におけるウエハWへのパターンの形成精度を向上させることができる。   (8) Further, by improving the measurement accuracy of the optical characteristics of the projection optical system 17 during the exposure process, the correction accuracy of the optical characteristics of the projection optical system 17 based on the measurement results is improved. Therefore, it is possible to improve the pattern formation accuracy on the wafer W after the restart of the exposure process.

(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態を図9に基づき説明する。なお、第3の実施形態は、複数の計測用光学部材を備える点が第1及び第2の各実施形態と異なっている。したがって、以下の説明においては、第1及び第2の各実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第1及び第2の各実施形態と同一又は相当する部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The third embodiment is different from the first and second embodiments in that it includes a plurality of measurement optical members. Therefore, in the following description, parts different from the first and second embodiments will be mainly described, and the same reference numerals are given to the same or corresponding member configurations as those of the first and second embodiments. A duplicate description will be omitted.

図9に示すように、本実施形態のレチクルステージ16は、複数(本実施形態では3つ)の計測用光学部材23B,23C,23Dを保持している。これら計測用光学部材23B〜23Dは、レチクルRの−Y方向側に並置されると共に、計測用光学部材23B〜23Dの計測面は、レチクルRのパターン形成面RaとZ軸方向において略同一位置に位置している。また、計測用光学部材23B〜23Dは、反射率が互いに異なる計測用パターンユニットを有している。一例として、計測用光学部材23Bは、第1の計測用パターンユニット43Aを有すると共に、計測用光学部材23Bの−Y方向側に位置する計測用光学部材23Cは、第2の計測用パターンユニット43Bを有し、さらに、計測用光学部材23Cの−Y方向側に位置する計測用光学部材23Dは、第3の計測用パターンユニット43Cを有している。   As shown in FIG. 9, the reticle stage 16 of the present embodiment holds a plurality (three in this embodiment) of measurement optical members 23B, 23C, and 23D. These measurement optical members 23B to 23D are juxtaposed on the −Y direction side of the reticle R, and the measurement surfaces of the measurement optical members 23B to 23D are substantially in the same position as the pattern formation surface Ra of the reticle R in the Z-axis direction. Is located. Further, the measurement optical members 23B to 23D have measurement pattern units having different reflectances. As an example, the measurement optical member 23B includes the first measurement pattern unit 43A, and the measurement optical member 23C positioned on the −Y direction side of the measurement optical member 23B includes the second measurement pattern unit 43B. In addition, the measurement optical member 23D located on the −Y direction side of the measurement optical member 23C has a third measurement pattern unit 43C.

本実施形態の露光装置11では、投影光学系17の光学特性を計測する場合には、その前の条件に応じて使用する計測用光学部材23B〜23D、即ち計測用パターンユニット43A〜43Cが適切に選択される。したがって、本実施形態では、上記第1の実施形態の効果(1)〜(4)と略同等の効果を得ることができる。   In the exposure apparatus 11 of the present embodiment, when measuring the optical characteristics of the projection optical system 17, the measurement optical members 23B to 23D, that is, the measurement pattern units 43A to 43C used according to the previous conditions are appropriate. Selected. Therefore, in the present embodiment, it is possible to obtain substantially the same effects as the effects (1) to (4) of the first embodiment.

(第4の実施形態)
次に、本発明の第4の実施形態を図10に基づき説明する。なお、第4の実施形態は、遮蔽部及び駆動部を有しない点が第2の実施形態と異なっている。したがって、以下の説明においては、第1〜第3の各実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第1〜第3の各実施形態と同一又は相当する部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that the fourth embodiment is different from the second embodiment in that it does not have a shielding part and a driving part. Therefore, in the following description, portions different from the first to third embodiments will be mainly described, and the same reference numerals are given to the same or corresponding member configurations as the first to third embodiments. A duplicate description will be omitted.

図10に示すように、本実施形態の計測用光学部材23Eは、一つの計測用パターンユニット43Cを備えている。この計測用パターンユニット43Cのパターン非形成領域45cは、露光光ELを反射可能な第1部分47Aを有する一方で、露光光ELを反射不能な第2部分47Bを有しない。   As shown in FIG. 10, the measurement optical member 23E of the present embodiment includes one measurement pattern unit 43C. The pattern non-formation region 45c of the measurement pattern unit 43C has the first portion 47A that can reflect the exposure light EL, but does not have the second portion 47B that cannot reflect the exposure light EL.

そして、制御装置50は、計測用光学部材23Eが露光光ELの光路に配置された場合に、スリット装置25の各可動羽根36を個別にY軸方向に移動させることにより、各パターン非形成領域45cに入射する露光光ELの光量を調整する。その結果、計測用パターンユニット43Cを介して投影光学系17に入射する露光光ELの光量が調整される。本実施形態における計測用光学部材23Eの計測時に、スリット装置25は、上記第2の実施形態における遮蔽部60と同等の機能を果たすことができる。したがって、本実施形態では、上記第2の実施形態の効果(5)〜(8)と略同等の効果を得ることができる。   Then, when the measurement optical member 23E is disposed in the optical path of the exposure light EL, the control device 50 moves each movable blade 36 of the slit device 25 individually in the Y-axis direction, so that each pattern non-formation region The amount of exposure light EL incident on 45c is adjusted. As a result, the amount of exposure light EL that enters the projection optical system 17 via the measurement pattern unit 43C is adjusted. At the time of measurement of the measurement optical member 23E in the present embodiment, the slit device 25 can perform the same function as the shielding unit 60 in the second embodiment. Therefore, in the present embodiment, effects substantially equivalent to the effects (5) to (8) of the second embodiment can be obtained.

なお、図10では、明細書の説明理解の便宜上、スリット装置25の固定羽根35の図示を省略している。
(第5の実施形態)
次に、本発明の第5の実施形態を図11に基づき説明する。なお、第5の実施形態は、レチクルRに複数の計測用パターンユニットが形成される点が第1の実施形態と異なっている。したがって、以下の説明においては、第1〜第4の各実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第1〜第4の各実施形態と同一又は相当する部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
In FIG. 10, the illustration of the fixed blade 35 of the slit device 25 is omitted for convenience of understanding the description.
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The fifth embodiment is different from the first embodiment in that a plurality of measurement pattern units are formed on the reticle R. Therefore, in the following description, parts different from the first to fourth embodiments will be mainly described, and the same reference numerals are given to the same or corresponding member configurations as those of the first to fourth embodiments. A duplicate description will be omitted.

図11に示すように、本実施形態のレチクルRは、低熱膨張部材(一例として、低熱膨張ガラス)で構成される略直方体状のベース部材を備えている。このベース部材の第1面側には、露光光ELを反射する反射層が形成されている。また、第1面のうち、露光光ELを吸収する領域には、吸収層が形成されている。一例として、反射層は、モリブデン(Mo)とシリコン(Si)を交互に積層した多層膜である。   As shown in FIG. 11, the reticle R of this embodiment includes a substantially rectangular parallelepiped base member made of a low thermal expansion member (low thermal expansion glass as an example). A reflective layer that reflects the exposure light EL is formed on the first surface side of the base member. In addition, an absorption layer is formed in a region of the first surface that absorbs the exposure light EL. As an example, the reflective layer is a multilayer film in which molybdenum (Mo) and silicon (Si) are alternately stacked.

こうしたレチクルRのパターン形成面Ra側には、所定のパターンが形成される第1領域70A(図11では破線で囲まれた領域)と、該第1領域70Aの外側に位置する略四角環状の第2領域70Bとが形成されている。この第2領域70Bには、互いに反射率の異なる複数(本実施形態では3つ)の計測用パターンユニット43A,43B,43Cが形成されている。一例として、第2領域70Bにおいて第1領域70Aよりも+Y方向側には、第1の計測用パターンユニット43Aが形成されている。また、第2領域70Bにおいて第1領域70Aの−Y方向側には、第2の計測用パターンユニット43Bが形成される共に、第2領域70Bにおいて第2の計測用パターンユニット43Bの−Y方向側には、第3の計測用パターンユニット43Cが形成されている。   On the pattern forming surface Ra side of the reticle R, a first region 70A (a region surrounded by a broken line in FIG. 11) where a predetermined pattern is formed, and a substantially square annular shape located outside the first region 70A. A second region 70B is formed. In the second region 70B, a plurality of (three in the present embodiment) measurement pattern units 43A, 43B, and 43C having different reflectances are formed. As an example, the first measurement pattern unit 43A is formed in the second region 70B on the + Y direction side of the first region 70A. Further, in the second region 70B, the second measurement pattern unit 43B is formed on the −Y direction side of the first region 70A, and the second measurement pattern unit 43B in the −Y direction in the second region 70B. On the side, a third measurement pattern unit 43C is formed.

そして、計測用パターンユニットを用いた計測を行う場合には、該計測の前後における条件に応じた適切な計測用パターンユニットが選択される。なお、計測時においては、スリット装置25によって形成される照明領域は、該計測の前後と同一形状であってもよい。したがって、本実施形態では、上記第1及び第3の各実施形態の効果(1)〜(4)と略同等の効果を得ることができる。   When performing measurement using the measurement pattern unit, an appropriate measurement pattern unit is selected according to the conditions before and after the measurement. At the time of measurement, the illumination area formed by the slit device 25 may have the same shape as before and after the measurement. Therefore, in this embodiment, it is possible to obtain substantially the same effects as the effects (1) to (4) of the first and third embodiments.

(第6の実施形態)
次に、本発明の第6の実施形態を図12に基づき説明する。なお、第6の実施形態は、レチクルRには一つの計測用パターンユニットが形成される点が第5の実施形態と異なっている。したがって、以下の説明においては、第1〜第5の各実施形態と相違する部分について主に説明するものとし、第1〜第5の各実施形態と同一又は相当する部材構成には同一符号を付して重複説明を省略するものとする。
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The sixth embodiment is different from the fifth embodiment in that one measurement pattern unit is formed on the reticle R. Therefore, in the following description, parts different from the first to fifth embodiments will be mainly described, and the same reference numerals are given to the same or corresponding member configurations as those of the first to fifth embodiments. A duplicate description will be omitted.

図12に示すように、本実施形態のレチクルRの第2領域70Bには、計測用パターンユニット43Cが形成されている。そして、投影光学系17の計測時には、計測用パターンユニット43Cが、露光光ELの光路に配置される。また、この計測時においては、スリット装置25によって、計測用パターンユニット43Cの各パターン非形成領域45cに入射する露光光の光量が調整される。例えば、制御装置50は、スリット装置25の各可動羽根36のY軸方向における位置を個別に調整することにより、計測用パターンユニット43Cを介して投影光学系17内に入射する露光光ELの光量を調整することができる。したがって、本実施形態では、上記第2及び第4の各実施形態の効果(5)〜(8)と略同等の効果を得ることができる。   As shown in FIG. 12, a measurement pattern unit 43C is formed in the second region 70B of the reticle R of the present embodiment. At the time of measurement by the projection optical system 17, the measurement pattern unit 43C is disposed in the optical path of the exposure light EL. In this measurement, the amount of exposure light incident on each pattern non-formation region 45c of the measurement pattern unit 43C is adjusted by the slit device 25. For example, the control device 50 individually adjusts the position of each movable blade 36 of the slit device 25 in the Y-axis direction, so that the amount of exposure light EL that enters the projection optical system 17 via the measurement pattern unit 43C. Can be adjusted. Therefore, in this embodiment, it is possible to obtain substantially the same effects as the effects (5) to (8) of the second and fourth embodiments.

なお、上記各実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・第4及び第6の各実施形態において、計測用パターンユニット43Cの各パターン非形成領域45cに入射する露光光ELの光量を調整する調整装置を、レチクルRのパターン形成面Raと光学的に共役な位置の近傍に配置してもよい。
In addition, you may change each said embodiment into another embodiment as follows.
In each of the fourth and sixth embodiments, an adjustment device that adjusts the amount of exposure light EL incident on each pattern non-formation region 45c of the measurement pattern unit 43C is optically coupled to the pattern formation surface Ra of the reticle R. You may arrange | position in the vicinity of a conjugate position.

・第1、第3及び第5の各実施形態において、計測用パターンユニット43A〜43Cのパターン非形成領域45(45a〜45c)には、互いに厚みが異なる吸収層42を形成してもよい。例えば、図13(a)は、計測用パターンユニット43Aのパターン非形成領域45aを示しており、図13(b)は、計測用パターンユニット43Bのパターン非形成領域45bを示しており、図13(c)は、計測用パターンユニット43Cのパターン非形成領域45cを示している。パターン非形成領域45a及びパターン非形成領域45bには、反射層41の上面に吸収層42が形成されており、パターン非形成領域45cには、吸収層42が形成されておらず、反射層41が形成されている。また、パターン非形成領域45bに形成される吸収層42の厚みは、計測用パターンユニット43Aのパターン非形成領域45aに形成される吸収層42の厚みよりも薄い。   In each of the first, third, and fifth embodiments, the absorption layers 42 having different thicknesses may be formed in the pattern non-formation regions 45 (45a to 45c) of the measurement pattern units 43A to 43C. For example, FIG. 13A shows a pattern non-formation region 45a of the measurement pattern unit 43A, and FIG. 13B shows a pattern non-formation region 45b of the measurement pattern unit 43B. (C) shows the pattern non-formation region 45c of the measurement pattern unit 43C. In the pattern non-formation region 45a and the pattern non-formation region 45b, the absorption layer 42 is formed on the upper surface of the reflection layer 41, and the absorption layer 42 is not formed in the pattern non-formation region 45c. Is formed. Moreover, the thickness of the absorption layer 42 formed in the pattern non-formation region 45b is thinner than the thickness of the absorption layer 42 formed in the pattern non-formation region 45a of the measurement pattern unit 43A.

このため、パターン非形成領域45bに入射する露光光ELの一部は、反射層41に達し、反射層41で反射されて、投影光学系17内に入射する。これにより、パターン非形成領域45bによる露光光ELの反射率は、パターン非形成領域45aによる露光光ELの反射率よりも高くすることができる。一例として、パターン非形成領域45bにおける吸収層42の厚みは、パターン非形成領域45aにおける吸収層42の厚みの略50%である。吸収層42の厚みが薄いほど、吸収層42による露光光ELの吸収量が少なくなり、反射層41による露光光ELの反射量が多くなる。このため、投影光学系17内に入射する露光光ELの光量を多くすることができる。なお、パターン非形成領域45(45a〜45c)に形成する吸収層42の厚みは、これらの組み合わせに限定されない。また、露光処理に用いられるレチクルRの反射率があらかじめ分かっていれば、この反射率と等しい反射率が得られる厚さの吸収層42を、パターン非形成領域に形成してもよい。   For this reason, part of the exposure light EL that enters the pattern non-formation region 45 b reaches the reflection layer 41, is reflected by the reflection layer 41, and enters the projection optical system 17. Thereby, the reflectance of exposure light EL by the pattern non-formation area | region 45b can be made higher than the reflectance of exposure light EL by the pattern non-formation area | region 45a. As an example, the thickness of the absorption layer 42 in the pattern non-formation region 45b is approximately 50% of the thickness of the absorption layer 42 in the pattern non-formation region 45a. The thinner the absorption layer 42, the smaller the amount of exposure light EL absorbed by the absorption layer 42, and the more amount of exposure light EL reflected by the reflective layer 41. For this reason, the light quantity of the exposure light EL which enters into the projection optical system 17 can be increased. In addition, the thickness of the absorption layer 42 formed in the pattern non-formation area | region 45 (45a-45c) is not limited to these combinations. In addition, if the reflectance of the reticle R used for the exposure process is known in advance, an absorption layer 42 having a thickness that provides a reflectance equal to this reflectance may be formed in the pattern non-formation region.

・第1、第3及び第5の各実施形態では、計測用パターンユニット43A〜43Cのパターン非形成領域45(45a〜45c)には、第1面のうち、露光光ELを反射させず、露光光ELを吸収する領域に、吸収層42を形成する構成としたが、これに限定されない。反射層41の上面に吸収層42を形成し、形成した吸収層42のうち、露光光ELを反射する領域の吸収層42を除去することで、反射層41を露出させ、露光光ELを反射するように構成してもよい。また、吸収層42の上に反射層41を形成してもよい。このとき、露光光ELを反射する領域に反射層41を形成する構成や反射層41を形成した後に露光光ELを反射させず露光光ELを吸収する領域の反射層41を除去することで、吸収層42を露出する構成等を用いてもよい。また、ベース部材40の第1面40aに、反射層41と吸収層42とを個別に形成してもよい。ベース部材40の第1面40aのうち、露光光ELを反射する領域には反射層41を形成し、ベース部材40の第1面40aのうち、露光光ELを反射させず、露光光ELを吸収する領域には、吸収層42を形成すればよい。   In the first, third, and fifth embodiments, the pattern non-formation regions 45 (45a to 45c) of the measurement pattern units 43A to 43C do not reflect the exposure light EL among the first surface, Although the absorption layer 42 is formed in the region that absorbs the exposure light EL, the present invention is not limited to this. An absorption layer 42 is formed on the upper surface of the reflection layer 41, and the absorption layer 42 in the region that reflects the exposure light EL is removed from the formed absorption layer 42, thereby exposing the reflection layer 41 and reflecting the exposure light EL. You may comprise. Further, the reflective layer 41 may be formed on the absorption layer 42. At this time, by forming the reflective layer 41 in the region that reflects the exposure light EL, or by removing the reflective layer 41 in the region that absorbs the exposure light EL without reflecting the exposure light EL after forming the reflective layer 41, A configuration in which the absorption layer 42 is exposed may be used. Further, the reflection layer 41 and the absorption layer 42 may be individually formed on the first surface 40 a of the base member 40. A reflective layer 41 is formed in a region of the first surface 40a of the base member 40 that reflects the exposure light EL, and the exposure light EL is not reflected on the first surface 40a of the base member 40 without reflecting the exposure light EL. An absorption layer 42 may be formed in the absorption region.

・第1、第3及び第5の各実施形態において、露光処理に用いられるレチクルRの反射率を制御装置50が予め記憶している場合には、計測用パターンユニット43A〜43Cを用いた計測の前に、各光量センサSE1,SE2を用いてレチクルRの反射率の推定を行なわなくてもよい。この場合、制御装置50の図示しない記憶部に記憶されたレチクルRに関する情報に基づき、露光光ELの光路に配置される計測用パターンユニットが選択される。   In each of the first, third, and fifth embodiments, when the control device 50 stores in advance the reflectance of the reticle R used for the exposure process, measurement using the measurement pattern units 43A to 43C is performed. It is not necessary to estimate the reflectance of the reticle R using the light quantity sensors SE1 and SE2 before. In this case, a measurement pattern unit arranged in the optical path of the exposure light EL is selected based on information on the reticle R stored in a storage unit (not shown) of the control device 50.

・同様に、第2、第4及び第6の各実施形態において、露光処理に用いられるレチクルRの反射率を制御装置50が予め記憶している場合には、計測用パターンユニット43A〜43Cを用いた計測の前に、各光量センサSE1,SE2を用いてレチクルRの反射率の推定を行なわなくてもよい。この場合、制御装置50の図示しない記憶部に記憶されたレチクルRに関する情報に基づき、スリット装置25の各可動羽根36や遮蔽部60のY軸方向における位置が調整される。   Similarly, in each of the second, fourth, and sixth embodiments, when the control device 50 stores in advance the reflectance of the reticle R used for the exposure process, the measurement pattern units 43A to 43C are stored. Prior to the measurement used, it is not necessary to estimate the reflectance of the reticle R using the light quantity sensors SE1 and SE2. In this case, the positions of the movable blades 36 and the shielding unit 60 of the slit device 25 in the Y-axis direction are adjusted based on information on the reticle R stored in a storage unit (not shown) of the control device 50.

・また、第1、第3及び第5の各実施形態において、計測に用いられる計測用パターンユニット43A〜43Cを、図示しない操作部を用いて作業者が操作することにより選択してもよい。   In each of the first, third, and fifth embodiments, the measurement pattern units 43A to 43C used for measurement may be selected by an operator using an operation unit (not shown).

・同様に、第2、第4及び第6の各実施形態において、計測用パターンユニット43Cを用いた計測時におけるスリット装置25の各可動羽根36や遮蔽部60のY軸方向における位置を、図示しない操作部を用いて作業者が操作することにより選択してもよい。   Similarly, in each of the second, fourth, and sixth embodiments, the positions of the movable blades 36 and the shielding unit 60 of the slit device 25 in the Y-axis direction at the time of measurement using the measurement pattern unit 43C are illustrated. It may be selected by an operator operating using a non-operating unit.

・第1、第3及び第5の各実施形態において、計測用パターンユニットを、互いに反射率の異なる3つ以外の任意の複数種類(例えば5種類)備えてもよい。
・各実施形態において、一の計測用パターンユニットに形成される計測用パターン46を、周方向に沿って配置してもよい。ただし、複数の計測用パターン46は、周方向に沿って等間隔であってもよい。
In each of the first, third, and fifth embodiments, the measurement pattern unit may be provided with any plural types (for example, five types) other than three having different reflectances.
In each embodiment, the measurement pattern 46 formed in one measurement pattern unit may be arranged along the circumferential direction. However, the plurality of measurement patterns 46 may be equally spaced along the circumferential direction.

・第1、第3及び第5の各実施形態において、各計測用パターンユニット43A〜43Cにおけるパターン非形成領域45a〜45cの第2部分47Bは、該第2部分47Bに入射した露光光ELを投影光学系17とは異なる方向に反射又は拡散させる構成であってもよい。   In each of the first, third, and fifth embodiments, the second portion 47B of the pattern non-formation regions 45a to 45c in each of the measurement pattern units 43A to 43C uses the exposure light EL that has entered the second portion 47B. It may be configured to reflect or diffuse in a direction different from the projection optical system 17.

・第2の実施形態において、遮蔽部60は、該遮蔽部60に入射した露光光ELを投影光学系17とは異なる方向に反射又は拡散させる構成であってもよい。
・本実施形態の計測用光学部材23を用いた計測を行いつつウエハWへの露光処理を行う際の露光方法について、第5のタイミングt25以前では、テスト用のウエハWを用い、タイミングt25以降に、デバイス製造用のウエハWを用いてもよい。これにより、デバイス製造用のウエハWは、投影光学系17のフォーカス位置がベストフォーカス位置KFに設定される際の回路パターンを形成することができる。
In the second embodiment, the shielding unit 60 may be configured to reflect or diffuse the exposure light EL incident on the shielding unit 60 in a direction different from the projection optical system 17.
Regarding the exposure method when performing exposure processing on the wafer W while performing measurement using the measurement optical member 23 of the present embodiment, the test wafer W is used before the fifth timing t25, and after the timing t25. In addition, a wafer W for device manufacture may be used. Thereby, the wafer W for device manufacture can form a circuit pattern when the focus position of the projection optical system 17 is set to the best focus position KF.

・また、あらかじめレチクルRの反射率に最も近い計測用パターンユニット(例えば、第2の計測用パターンユニット43B)がわかっていれば、タイミングt21において、この計測用パターンユニットを用いて計測し、その計測結果に基づいて投影光学系17のフォーカス位置を調整してもよい。これにより、タイミングt22での露光処理の開始の際に、投影光学系17のフォーカス位置が変位する変位量を小さくすることができる。   If a measurement pattern unit closest to the reflectance of the reticle R (for example, the second measurement pattern unit 43B) is known in advance, measurement is performed using this measurement pattern unit at timing t21. The focus position of the projection optical system 17 may be adjusted based on the measurement result. Thereby, when the exposure process is started at the timing t22, the displacement amount by which the focus position of the projection optical system 17 is displaced can be reduced.

・各実施形態において、露光装置11は、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、EUV露光装置、X線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクルまたはマスクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシリコンウエハなどへ回路パターンを転写する露光装置であってもよい。また、露光装置11は、液晶表示素子(LCD)などを含むディスプレイの製造に用いられてデバイスパターンをガラスプレート上へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッド等の製造に用いられて、デバイスパターンをセラミックウエハ等へ転写する露光装置、及びCCD等の撮像素子の製造に用いられる露光装置などであってもよい。   In each embodiment, the exposure apparatus 11 manufactures a reticle or mask used in not only a microdevice such as a semiconductor element but also a light exposure apparatus, an EUV exposure apparatus, an X-ray exposure apparatus, and an electron beam exposure apparatus. Therefore, an exposure apparatus that transfers a circuit pattern from a mother reticle to a glass substrate or a silicon wafer may be used. The exposure apparatus 11 is used for manufacturing a display including a liquid crystal display element (LCD) and the like, and is used for manufacturing an exposure apparatus that transfers a device pattern onto a glass plate, a thin film magnetic head, and the like. It may be an exposure apparatus that transfers to a wafer or the like, and an exposure apparatus that is used to manufacture an image sensor such as a CCD.

・各実施形態において、光源装置12は、例えばg線(436nm)、i線(365nm)、KrFエキシマレーザ(248nm)、Fレーザ(157nm)、Krレーザ(146nm)、Arレーザ(126nm)等を供給可能な光源であってもよい。また、光源装置12は、DFB半導体レーザまたはファイバレーザから発振される赤外域、または可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム(またはエルビウムとイッテルビウムの双方)がドープされたファイバアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を供給可能な光源であってもよい。 In each embodiment, the light source device 12 includes, for example, g-line (436 nm), i-line (365 nm), KrF excimer laser (248 nm), F 2 laser (157 nm), Kr 2 laser (146 nm), Ar 2 laser (126 nm) Or the like. The light source device 12 amplifies the infrared or visible single wavelength laser light oscillated from the DFB semiconductor laser or fiber laser, for example, with a fiber amplifier doped with erbium (or both erbium and ytterbium). Alternatively, a light source capable of supplying harmonics converted into ultraviolet light using a nonlinear optical crystal may be used.

・各実施形態において、透過型のレチクルRを用いる露光装置11には、透過型の計測用光学部材を用いてもよい。
・各実施形態において、露光装置11を、ステップ・アンド・リピート方式の装置に具体化してもよい。この場合、計測用パターンユニット43A〜43Cの形状は、レチクルRにおいて所定のパターンが形成される第1領域70Aと略同等の形状であってもよい。
In each embodiment, a transmissive optical member for measurement may be used for the exposure apparatus 11 that uses the transmissive reticle R.
In each embodiment, the exposure apparatus 11 may be embodied as a step-and-repeat apparatus. In this case, the shape of the measurement pattern units 43A to 43C may be substantially the same as that of the first region 70A in which a predetermined pattern is formed on the reticle R.

・各実施形態において、計測用パターンユニット43A〜43Cの形状は、レチクルRなどに形成される照明領域と略同等の形状であれば任意の形状であってもよい。例えば、レチクルRなどに形成される照明領域が矩形状である場合、計測用パターンユニット43A〜43Cの形状は、矩形状であってもよい。   In each embodiment, the shape of the measurement pattern units 43 </ b> A to 43 </ b> C may be any shape as long as the shape is substantially the same as the illumination area formed on the reticle R or the like. For example, when the illumination area formed on the reticle R or the like is rectangular, the shape of the measurement pattern units 43A to 43C may be rectangular.

次に、本発明の実施形態の露光装置11によるデバイスの製造方法をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。図14は、マイクロデバイス(ICやLSI等の半導体チップ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等)の製造例のフローチャートを示す図である。   Next, an embodiment of a microdevice manufacturing method using the device manufacturing method by the exposure apparatus 11 of the embodiment of the present invention in the lithography process will be described. FIG. 14 is a flowchart showing a manufacturing example of a microdevice (a semiconductor chip such as an IC or LSI, a liquid crystal panel, a CCD, a thin film magnetic head, a micromachine, or the like).

まず、ステップS101(設計ステップ)において、マイクロデバイスの機能・性能設計(例えば、半導体デバイスの回路設計等)を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップS102(マスク製作ステップ)において、設計した回路パターンを形成したマスク(レチクルRなど)を製作する。一方、ステップS103(基板製造ステップ)において、シリコン、ガラス、セラミックス等の材料を用いて基板(シリコン材料を用いた場合にはウエハWとなる。)を製造する。   First, in step S101 (design step), function / performance design (for example, circuit design of a semiconductor device) of a micro device is performed, and pattern design for realizing the function is performed. Subsequently, in step S102 (mask manufacturing step), a mask (reticle R or the like) on which the designed circuit pattern is formed is manufactured. On the other hand, in step S103 (substrate manufacturing step), a substrate (a wafer W when a silicon material is used) is manufactured using a material such as silicon, glass, or ceramics.

次に、ステップS104(基板処理ステップ)において、ステップS101〜ステップS104で用意したマスクと基板を使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によって基板上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップS105(デバイス組立ステップ)において、ステップS104で処理された基板を用いてデバイス組立を行う。このステップS105には、ダイシング工程、ボンティング工程、及びパッケージング工程(チップ封入)等の工程が必要に応じて含まれる。最後に、ステップS106(検査ステップ)において、ステップS105で作製されたマイクロ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。こうした工程を経た後にマイクロデバイスが完成し、これが出荷される。   Next, in step S104 (substrate processing step), using the mask and substrate prepared in steps S101 to S104, an actual circuit or the like is formed on the substrate by lithography or the like, as will be described later. Next, in step S105 (device assembly step), device assembly is performed using the substrate processed in step S104. Step S105 includes processes such as a dicing process, a bonding process, and a packaging process (chip encapsulation) as necessary. Finally, in step S106 (inspection step), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the microdevice manufactured in step S105 are performed. After these steps, the microdevice is completed and shipped.

図15は、半導体デバイスの場合におけるステップS104の詳細工程の一例を示す図である。
ステップS111(酸化ステップ)においては、基板の表面を酸化させる。ステップS112(CVDステップ)においては、基板表面に絶縁膜を形成する。ステップS113(電極形成ステップ)においては、基板上に電極を蒸着によって形成する。ステップS114(イオン打込みステップ)においては、基板にイオンを打ち込む。以上のステップS111〜ステップS114のそれぞれは、基板処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a detailed process of step S104 in the case of a semiconductor device.
In step S111 (oxidation step), the surface of the substrate is oxidized. In step S112 (CVD step), an insulating film is formed on the substrate surface. In step S113 (electrode formation step), an electrode is formed on the substrate by vapor deposition. In step S114 (ion implantation step), ions are implanted into the substrate. Each of the above steps S111 to S114 constitutes a pretreatment process at each stage of the substrate processing, and is selected and executed according to a necessary process at each stage.

基板プロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップS115(レジスト形成ステップ)において、基板に感光性材料を塗布する。引き続き、ステップS116(露光ステップ)において、上で説明したリソグラフィシステム(露光装置11)によってマスクの回路パターンを基板に転写する。次に、ステップS117(現像ステップ)において、ステップS116にて露光された基板を現像して、基板の表面に回路パターンからなるマスク層を形成する。さらに続いて、ステップS118(エッチングステップ)において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップS119(レジスト除去ステップ)において、エッチングが済んで不要となった感光性材料を取り除く。すなわち、ステップS118及びステップS119において、マスク層を介して基板の表面を加工する。これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、基板上に多重に回路パターンが形成される。   When the above-mentioned pretreatment process is completed in each stage of the substrate process, the posttreatment process is executed as follows. In this post-processing process, first, in step S115 (resist formation step), a photosensitive material is applied to the substrate. In step S116 (exposure step), the circuit pattern of the mask is transferred to the substrate by the lithography system (exposure apparatus 11) described above. Next, in step S117 (development step), the substrate exposed in step S116 is developed to form a mask layer made of a circuit pattern on the surface of the substrate. Subsequently, in step S118 (etching step), the exposed member other than the portion where the resist remains is removed by etching. In step S119 (resist removal step), the photosensitive material that has become unnecessary after the etching is removed. That is, in step S118 and step S119, the surface of the substrate is processed through the mask layer. By repeatedly performing these pre-processing steps and post-processing steps, multiple circuit patterns are formed on the substrate.

11…露光装置、15…照明光学系、16…マスク保持装置としてのレチクルステージ、17…投影光学系、23,23A〜23E…計測用光学部材、25…調整装置としてのスリット装置、36…遮光部としての可動羽根、37…アクチュエータ、41…反射層、42…吸収層、43A〜43C…計測用パターンユニット、44…パターン形成領域、45,45a〜45c…パターン非形成領域、46…計測用パターン、47A…第1部分、47B…第2部分、50…計測装置を構成する制御装置(推定装置、選択装置)、60…遮蔽部、61…駆動部、70A…第1領域、70B…第2領域、EL…放射ビームとしての露光光、R…マスクとしてのレチクル、SE3…計測装置を構成する空間像計測時などに用いられる計測センサ、W…基板としてのウエハ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Exposure apparatus, 15 ... Illumination optical system, 16 ... Reticle stage as a mask holding apparatus, 17 ... Projection optical system, 23, 23A-23E ... Optical member for measurement, 25 ... Slit apparatus as adjustment apparatus, 36 ... Light-shielding Movable blades as a part, 37 ... actuator, 41 ... reflective layer, 42 ... absorbing layer, 43A to 43C ... pattern unit for measurement, 44 ... pattern formation region, 45, 45a-45c ... pattern non-formation region, 46 ... for measurement Pattern, 47A ... 1st part, 47B ... 2nd part, 50 ... Control apparatus (estimation apparatus, selection apparatus) which comprises a measuring device, 60 ... Shielding part, 61 ... Drive part, 70A ... 1st area | region, 70B ... 1st 2 regions, EL ... exposure light as a radiation beam, R ... reticle as a mask, SE3 ... measurement sensor used for aerial image measurement constituting the measurement apparatus, W ... Wafer as a plate.

Claims (20)

計測用パターンが形成されるパターン形成領域及び該パターン形成領域とは異なる位置に配置されるパターン非形成領域を有する複数の計測用パターンユニットを備え、
前記パターン非形成領域は、前記計測用パターンユニット毎に互いに異なる形成条件で形成されることを特徴とする計測用光学部材。
A plurality of measurement pattern units having a pattern formation region in which a measurement pattern is formed and a pattern non-formation region arranged at a position different from the pattern formation region;
The measurement optical member, wherein the pattern non-formation region is formed under different formation conditions for each of the measurement pattern units.
前記パターン非形成領域は、入射する放射ビームを反射する第1部分と該放射ビームを吸収又は拡散する第2部分との比率が計測用パターンユニット毎に互いに異なるように形成されていることを特徴とする請求項1に記載の計測用光学部材。 The pattern non-formation region is formed so that a ratio of a first portion that reflects an incident radiation beam and a second portion that absorbs or diffuses the radiation beam is different for each measurement pattern unit. The optical member for measurement according to claim 1. 前記複数の計測用パターンユニットは、放射ビームを反射する反射層に放射ビームを吸収する吸収層を積層した部分にそれぞれ形成されており、
前記パターン非形成領域は、計測用パターンユニット毎に前記吸収層の厚みが互いに異なるように形成されていることを特徴とする請求項1に記載の計測用光学部材。
The plurality of measurement pattern units are respectively formed in portions where an absorption layer that absorbs a radiation beam is laminated on a reflection layer that reflects the radiation beam.
2. The measurement optical member according to claim 1, wherein the pattern non-formation region is formed so that the thickness of the absorption layer is different for each measurement pattern unit.
計測用パターンが形成されるパターン形成領域及び該パターン形成領域とは異なる位置に配置されるパターン非形成領域を有する計測用パターンユニットと、
前記パターン非形成領域に入射する放射ビームを遮蔽可能な遮蔽部と、
前記遮蔽部を移動させるべく駆動する駆動部と、を備えることを特徴とする計測用光学部材。
A measurement pattern unit having a pattern formation region in which a measurement pattern is formed and a pattern non-formation region arranged at a position different from the pattern formation region;
A shielding part capable of shielding a radiation beam incident on the non-patterned region;
An optical member for measurement, comprising: a drive unit that drives to move the shielding unit.
所定のパターンが形成される第1領域と、
前記第1領域とは異なる位置に配置され、且つ計測用パターンが形成されるパターン形成領域及び該パターン形成領域とは異なる位置に配置されるパターン非形成領域を有する複数の計測用パターンユニットが形成される第2領域と、を備え、
前記パターン非形成領域は、前記計測用パターンユニット毎に互いに異なる形成条件で形成されることを特徴とするマスク。
A first region in which a predetermined pattern is formed;
A plurality of measurement pattern units having a pattern formation region arranged at a position different from the first region and having a measurement pattern formed thereon and a pattern non-formation region arranged at a position different from the pattern formation region are formed. A second region,
The mask in which the pattern non-formation region is formed under different formation conditions for each of the measurement pattern units.
前記パターン非形成領域は、入射する放射ビームを反射する第1部分と該放射ビームを吸収又は拡散する第2部分との比率が前記計測用パターンユニット毎に互いに異なるように形成されていることを特徴とする請求項5に記載のマスク。 The pattern non-formation region is formed so that a ratio of a first portion that reflects an incident radiation beam and a second portion that absorbs or diffuses the radiation beam is different for each measurement pattern unit. The mask according to claim 5, wherein the mask is characterized. 前記第2領域は、放射ビームを反射する反射層に放射ビームを吸収する吸収層を積層して構成されており、
前記パターン非形成領域は、前記吸収層の厚みが前記計測用パターンユニット毎に互いに異なるように形成されていることを特徴とする請求項5に記載のマスク。
The second region is configured by laminating an absorption layer that absorbs a radiation beam on a reflection layer that reflects the radiation beam,
The mask according to claim 5, wherein the pattern non-formation region is formed such that the thickness of the absorption layer is different for each measurement pattern unit.
所定のパターンが形成されたマスクを照明光学系から射出される放射ビームで照明することにより形成されたパターンの像を、投影光学系を介して基板に投影する露光装置において、
請求項1〜請求項3のうち何れか一項に記載の計測用光学部材と、
前記複数の計測用パターンユニットの何れか一つの計測用パターンユニットが放射ビームの光路に配置された場合に、前記何れか一つの計測用パターンユニットから前記投影光学系側に射出する放射ビームを用いて計測する計測装置と、を備えることを特徴とする露光装置。
In an exposure apparatus that projects an image of a pattern formed by illuminating a mask on which a predetermined pattern is formed with a radiation beam emitted from an illumination optical system onto a substrate via a projection optical system,
An optical member for measurement according to any one of claims 1 to 3,
When any one of the plurality of measurement pattern units is arranged in the optical path of the radiation beam, a radiation beam emitted from the any one measurement pattern unit to the projection optical system side is used. An exposure apparatus, comprising:
所定のパターンが形成されたマスクを照明光学系から射出される放射ビームで照明することにより形成されたパターンの像を、投影光学系を介して基板に投影する露光装置において、
請求項4に記載の計測用光学部材と、
前記計測用パターンユニットが放射ビームの光路に配置された場合に、前記計測用パターンユニットから前記投影光学系側に射出する放射ビームを用いて計測する計測装置と、
前記計測用光学部材の前記駆動部を制御する制御装置と、を備えることを特徴とする露光装置。
In an exposure apparatus that projects an image of a pattern formed by illuminating a mask on which a predetermined pattern is formed with a radiation beam emitted from an illumination optical system onto a substrate via a projection optical system,
An optical member for measurement according to claim 4,
A measurement device for measuring using a radiation beam emitted from the measurement pattern unit to the projection optical system side when the measurement pattern unit is disposed in an optical path of the radiation beam;
An exposure apparatus comprising: a control device that controls the driving unit of the optical member for measurement.
前記投影光学系に入射する放射ビームの光量を推定する推定装置をさらに備え、
前記制御装置は、
前記計測用光学部材を用いた計測を前記計測装置が行なう場合には、
前記計測装置による計測が開始される前の状態での前記推定装置による推定結果に基づき、前記駆動部を制御することを特徴とする請求項9に記載の露光装置。
An estimation device for estimating the amount of radiation beam incident on the projection optical system;
The controller is
When the measurement device performs measurement using the measurement optical member,
The exposure apparatus according to claim 9, wherein the drive unit is controlled based on an estimation result obtained by the estimation apparatus in a state before measurement by the measurement apparatus is started.
所定のパターンが形成されたマスクを照明光学系から射出される放射ビームで照明することにより形成されたパターンの像を、投影光学系を介して基板に投影する露光装置において、
請求項5〜請求項7のうち何れか一項に記載のマスクを保持するマスク保持装置と、
前記複数の計測用パターンユニットの何れか一つの計測用パターンユニットが放射ビームの光路に配置された場合に、前記何れか一つの計測用パターンユニットから前記投影光学系側に射出される放射ビームを用いて計測する計測装置と、を備えることを特徴とする露光装置。
In an exposure apparatus that projects an image of a pattern formed by illuminating a mask on which a predetermined pattern is formed with a radiation beam emitted from an illumination optical system onto a substrate via a projection optical system,
A mask holding device that holds the mask according to any one of claims 5 to 7,
When any one of the plurality of measurement pattern units is disposed in the optical path of the radiation beam, the radiation beam emitted from the one measurement pattern unit to the projection optical system side is An exposure apparatus comprising: a measuring apparatus that uses and measures.
所定のパターンが形成されたマスクを照明光学系から射出される放射ビームで照明することにより形成されたパターンの像を、投影光学系を介して基板に投影する露光装置において、
計測用パターンを有する計測用パターンユニットが形成される複数の計測用光学部材と、
前記複数の計測用光学部材のうち何れか一つの計測用光学部材が放射ビームの光路に配置された場合に、前記何れか一つの計測用光学部材の計測用パターンユニットから前記投影光学系側に射出される放射ビームを用いて計測する計測装置と、を備え、
前記複数の計測用パターンユニットは、計測用パターンが形成されるパターン形成領域及び該パターン形成領域とは異なる位置に配置されるパターン非形成領域をそれぞれ有し、
前記パターン非形成領域は、前記計測用パターンユニット毎に互いに異なる形成条件で形成されることを特徴とする露光装置。
In an exposure apparatus that projects an image of a pattern formed by illuminating a mask on which a predetermined pattern is formed with a radiation beam emitted from an illumination optical system onto a substrate via a projection optical system,
A plurality of measurement optical members on which a measurement pattern unit having a measurement pattern is formed;
When any one of the plurality of measurement optical members is disposed in the optical path of the radiation beam, the measurement pattern unit of any one of the measurement optical members is moved to the projection optical system side. A measuring device for measuring using the emitted radiation beam,
The plurality of measurement pattern units each have a pattern formation region where a measurement pattern is formed and a pattern non-formation region arranged at a position different from the pattern formation region,
The exposure apparatus according to claim 1, wherein the pattern non-formation region is formed under different formation conditions for each of the measurement pattern units.
前記投影光学系に入射する放射ビームの光量を推定する推定装置と、
前記推定装置による推定結果に基づき、前記複数の計測用パターンユニットのうち、放射ビームの光路に配置する計測用パターンユニットを選択する選択装置と、をさらに備えることを特徴とする請求項8、請求項11及び請求項12のうち何れか一項に記載の露光装置。
An estimation device for estimating the amount of radiation beam incident on the projection optical system;
9. The apparatus according to claim 8, further comprising: a selection device that selects a measurement pattern unit to be arranged in an optical path of a radiation beam from the plurality of measurement pattern units based on an estimation result by the estimation device. The exposure apparatus according to any one of Items 11 and 12.
所定のパターンが形成されたマスクを照明光学系から射出される放射ビームで照明することにより形成されたパターンの像を、投影光学系を介して基板に投影する露光装置において、
計測用パターンが形成されるパターン形成領域及び該パターン形成領域とは異なる位置に配置されるパターン非形成領域を有する計測用パターンユニットが形成される計測用光学部材と、
放射ビームの光路に配置される前記計測用光学部材の前記パターン非形成領域を照明する放射ビームの光強度分布を調整する調整装置と、
前記計測用パターンユニットが放射ビームの光路に配置される場合に、該計測用パターンユニットから前記投影光学系側に射出される放射ビームを用いて計測する計測装置と、を備えることを特徴とする露光装置。
In an exposure apparatus that projects an image of a pattern formed by illuminating a mask on which a predetermined pattern is formed with a radiation beam emitted from an illumination optical system onto a substrate via a projection optical system,
A measurement optical member on which a measurement pattern unit having a pattern formation region in which a measurement pattern is formed and a pattern non-formation region disposed at a position different from the pattern formation region;
An adjusting device for adjusting the light intensity distribution of the radiation beam that illuminates the pattern non-formation region of the measurement optical member disposed in the optical path of the radiation beam;
And a measurement device that performs measurement using the radiation beam emitted from the measurement pattern unit to the projection optical system side when the measurement pattern unit is disposed in the optical path of the radiation beam. Exposure device.
前記投影光学系に入射する放射ビームの光量を推定する推定装置と、
前記推定装置による推定結果に基づき、前記調整装置を制御する制御装置と、をさらに備えることを特徴とする請求項14に記載の露光装置。
An estimation device for estimating the amount of radiation beam incident on the projection optical system;
The exposure apparatus according to claim 14, further comprising a control device that controls the adjustment device based on a result of estimation by the estimation device.
前記調整装置は、前記照明光学系から射出される放射ビームの一部を遮蔽可能な遮光部と、前記放射ビームの光路を横切る方向に前記遮光部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請求項14又は請求項15に記載の露光装置。 The adjustment device includes a light shielding unit capable of shielding a part of the radiation beam emitted from the illumination optical system, and an actuator for moving the light shielding unit in a direction crossing an optical path of the radiation beam. The exposure apparatus according to claim 14 or 15. 所定のパターンが形成されたマスクを、照明光学系から射出された放射ビームで照明し、前記マスクを介した放射ビームを、投影光学系を介して基板に導くことにより、該基板を露光する露光方法において、
前記照明光学系から射出される放射ビームの光路に、計測用パターンを有する計測用パターンユニットを配置し、該計測用パターンユニットから前記投影光学系側に射出される放射ビームを用いた計測を行なう場合には、
前記計測用パターンユニットを用いた計測を行なう前の状態における前記投影光学系への放射ビームの入射量を推定し、
前記推定結果に基づく光量の放射ビームを、前記計測用パターンユニットを介して前記投影光学系に入射させ、
前記投影光学系に入射した放射ビームを用いて計測を行なうことを特徴とする露光方法。
An exposure that exposes the substrate by illuminating the mask on which the predetermined pattern is formed with a radiation beam emitted from an illumination optical system, and guiding the radiation beam through the mask to the substrate through the projection optical system. In the method
A measurement pattern unit having a measurement pattern is arranged in the optical path of the radiation beam emitted from the illumination optical system, and measurement is performed using the radiation beam emitted from the measurement pattern unit to the projection optical system side. in case of,
Estimating the amount of radiation beam incident on the projection optical system in a state before measurement using the measurement pattern unit,
A radiation beam having a light quantity based on the estimation result is incident on the projection optical system via the measurement pattern unit,
An exposure method, wherein measurement is performed using a radiation beam incident on the projection optical system.
放射ビームの入射量に対する前記投影光学系側への放射ビームの射出量の比率である射出率が互いに異なる複数の計測用パターンユニットのうち何れか一つの計測用パターンユニットを用いた計測を行う場合には、
前記複数の計測用パターンユニットのうち、その前の状態での前記投影光学系への放射ビームの入射量に相当する前記射出率を有する計測用パターンユニットを、放射ビームの光路に配置することを特徴とする請求項17に記載の露光方法。
When measurement is performed using any one measurement pattern unit among a plurality of measurement pattern units having different emission rates, which are ratios of the emission amount of the radiation beam toward the projection optical system with respect to the incident amount of the radiation beam In
Of the plurality of measurement pattern units, the measurement pattern unit having the emission rate corresponding to the incident amount of the radiation beam to the projection optical system in the previous state is disposed in the optical path of the radiation beam. The exposure method according to claim 17, characterized in that:
前記計測用パターンユニットを用いた計測を行う場合には、
その前の状態での前記投影光学系への放射ビームの入射量に基づき、前記計測用パターンユニットに入射する放射ビームの光強度分布を調整することを特徴とする請求項17に記載の露光方法。
When performing measurement using the measurement pattern unit,
18. The exposure method according to claim 17, wherein a light intensity distribution of the radiation beam incident on the measurement pattern unit is adjusted based on an incident amount of the radiation beam to the projection optical system in a previous state. .
リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、
前記リソグラフィ工程は、請求項8〜請求項16のうち何れか一項に記載の露光装置を用いることを特徴とするデバイスの製造方法。
In a device manufacturing method including a lithography process,
17. The device manufacturing method using the exposure apparatus according to claim 8 in the lithography process.
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