JP2014116438A - Method and device for computing light quantity distribution, recording medium with program for computing light quantity distribution recorded thereon, and exposure method and apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パターンから発生する光の光量分布を計算する計算技術、その光量分布を計算するためのプログラムを記録した記録媒体、パターンの像を形成する投影光学系の光学特性を計算する計算技術、それらの計算技術を用いる露光技術、及びこの露光技術を用いるデバイス製造技術に関する。 The present invention relates to a calculation technique for calculating a light quantity distribution of light generated from a pattern, a recording medium on which a program for calculating the light quantity distribution is recorded, and a calculation technique for calculating optical characteristics of a projection optical system that forms an image of the pattern The present invention relates to an exposure technique using these calculation techniques, and a device manufacturing technique using the exposure techniques.
例えば半導体デバイス又は液晶表示素子等の電子デバイス(マイクロデバイス)を製造するためのリソグラフィ工程中で使用されるステッパー又はスキャニングステッパー等の露光装置(投影露光装置)において、レチクル(マスク)のパターンを高精度にウエハ等の基板に露光するためには、投影光学系の光学特性(例えば収差)が目標とする範囲内に維持される必要がある。これに関して、露光を継続すると、積算照射エネルギーによって投影光学系の光学特性は次第に変動する。 For example, in an exposure apparatus (projection exposure apparatus) such as a stepper or a scanning stepper used in a lithography process for manufacturing an electronic device (microdevice) such as a semiconductor device or a liquid crystal display element, a pattern of a reticle (mask) is increased. In order to accurately expose a substrate such as a wafer, the optical characteristics (for example, aberration) of the projection optical system must be maintained within a target range. In this regard, when the exposure is continued, the optical characteristics of the projection optical system gradually change depending on the accumulated irradiation energy.
そこで、従来、露光中に例えば積算照射エネルギーに応じて投影光学系の光学特性の変動量を予測し、例えば投影光学系内の所定の光学部材の位置や角度等を補正する結像特性補正系を用いてその予測される光学特性の変動を補正することが行われている(例えば、特許文献1を参照)。この場合、一例として、初めてレチクルを使用する際には、実際に基板の露光を行う前に、積算照射エネルギーに応じてどのように投影光学系の光学特性が変動するかを計測しておき、露光中には、その計測結果及び積算照射エネルギーに基づいて光学特性の変動量を予測していた。 Therefore, conventionally, an imaging characteristic correction system that predicts the amount of change in the optical characteristics of the projection optical system during exposure, for example, according to the integrated irradiation energy, and corrects the position and angle of a predetermined optical member in the projection optical system, for example. Is used to correct the predicted variation in the optical characteristics (see, for example, Patent Document 1). In this case, as an example, when using the reticle for the first time, before actually exposing the substrate, measure how the optical characteristics of the projection optical system fluctuate according to the integrated irradiation energy, During the exposure, the variation amount of the optical characteristic is predicted based on the measurement result and the integrated irradiation energy.
従来のように、例えばレチクルを初めて使用する毎に、露光前に予めどのように光学特性が変動するのかを計測しておく方法を実行すると、露光工程の生産性(スループット)が低下する恐れがある。そこで、例えば積算照射エネルギーに応じてどのように投影光学系の光学特性が変動するのかを計算によって求めることが好ましい。このためには、レチクルのパターンから発生する回折光(0次光を含む)が投影光学系の瞳面(又は入射瞳若しくは射出瞳)でどのような光量分布になるのかを高精度に計算する必要がある。 As is conventional, each time the first use example reticle and how the optical characteristics in advance before the exposure to perform the method to be measured or to change, possibly productivity of the exposure step (throughput) is reduced is there. Therefore, for example, it is preferable to obtain by calculation how the optical characteristics of the projection optical system fluctuate according to the integrated irradiation energy. For this purpose, the light amount distribution of the diffracted light (including zero-order light) generated from the reticle pattern on the pupil plane (or entrance pupil or exit pupil) of the projection optical system is calculated with high accuracy. There is a need.
また、最近のレチクルはパターンがますます微細化しているため、例えばそのパターンが薄膜に形成されている場合に、回折光の光量分布を正確に計算するためには、そのパターンをその薄膜の構造を含む三次元のパターンとみなす必要がある。しかしながら、実際のレチクルのパターンを三次元のパターンとみなして、例えば厳密な電磁場解析(例えばマックスウェル方程式)によってそのパターンから発生する回折光の光量分布を計算しようとすると、計算量及び計算時間が膨大になり、実用性が低下する。このため、より少ない計算量で比較的高精度に光量分布を計算できることが好ましい。 Also, since the pattern of recent reticles is becoming increasingly finer, for example, when the pattern is formed on a thin film, in order to accurately calculate the light intensity distribution of the diffracted light, the pattern is used as the structure of the thin film. Need to be considered as a three-dimensional pattern. However, if the actual reticle pattern is regarded as a three-dimensional pattern and the light amount distribution of the diffracted light generated from the pattern is calculated by, for example, strict electromagnetic field analysis (for example, Maxwell equation), the amount of calculation and the calculation time are reduced. It becomes enormous and the practicality decreases. For this reason, it is preferable that the light quantity distribution can be calculated with relatively small accuracy with a smaller calculation amount.
本発明の態様は、このような事情に鑑み、例えば露光用のパターンから発生する回折光の投影光学系の瞳面における光量分布を効率的に、かつ高精度に計算できるようにすることを目的とする。 In view of such circumstances, an aspect of the present invention is to enable an efficient and highly accurate calculation of a light amount distribution on a pupil plane of a projection optical system of diffracted light generated from an exposure pattern, for example. And
本発明の第1の態様によれば、所定パターンからの光を受光する投影光学系の瞳面における光量分布を計算する光量分布の計算方法が提供される。この計算方法は、その所定パターンのうち互いに周期が異なる複数の周期パターンを互いに異なる第1及び第2の入射角の光で照明したときに、それぞれ発生する互いに異なる次数の第1及び第2の回折光の強度情報の計算結果が記録されたテーブルの情報を入力することと、その所定パターンを二次元のパターンとみなして計算して得られたその所定パターンのフーリエ変換パターンの情報を入力することと、その所定パターンを照明する照明光学系の照明瞳の情報を入力することと、そのフーリエ変換パターンの情報を用いて、そのフーリエ変換パターンから互いに周期が異なる部分パターンによって生成される複数の部分フーリエ変換パターンを分離することと、その照明瞳の情報を用いて、その照明瞳を複数の部分照明瞳に分割し、その部分照明瞳毎に、そのテーブルを用いてその複数の部分フーリエ変換パターンを修正して得られる修正後の部分フーリエ変換パターンに基づいてその投影光学系の瞳面における部分光量分布を求めることと、その部分照明瞳毎に求められるその部分光量分布を加算して光量分布を求めることと、を含むものである。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a light amount distribution calculation method for calculating a light amount distribution on a pupil plane of a projection optical system that receives light from a predetermined pattern. In this calculation method, when a plurality of periodic patterns having different periods among the predetermined patterns are illuminated with lights having different first and second incident angles, the first and second orders having different orders are generated. Input the information of the table in which the calculation result of the intensity information of the diffracted light is recorded, and input the Fourier transform pattern information of the predetermined pattern obtained by calculating the predetermined pattern as a two-dimensional pattern And inputting information on the illumination pupil of the illumination optical system that illuminates the predetermined pattern, and using the information of the Fourier transform pattern, a plurality of patterns generated by the partial patterns having different periods from the Fourier transform pattern Using the information of the illumination pupil to separate the partial Fourier transform pattern, the illumination pupil is divided into a plurality of partial illumination pupils, Obtaining a partial light quantity distribution on the pupil plane of the projection optical system based on a corrected partial Fourier transform pattern obtained by correcting the plurality of partial Fourier transform patterns using the table for each partial illumination pupil of Adding the partial light quantity distribution obtained for each partial illumination pupil to obtain the light quantity distribution.
また、第2の態様によれば、照明光学系からの光で照明された所定パターンの像を形成する投影光学系の光学特性の計算方法において、第1の態様の光量分布の計算方法を用いてその投影光学系の瞳面におけるその所定パターンからの光の光量分布を求めることと、その投影光学系の瞳面における光量分布の情報を用いてその投影光学系の光学特性を求めることと、を含む計算方法が提供される。
また、第3の態様によれば、照明光学系からの光で所定パターンを照明し、その光でその所定パターン及び投影光学系を介して基板を露光する露光方法において、本発明の態様の光量分布の計算方法を用いてその投影光学系の瞳面におけるその所定パターンからの光の光量分布を求めることと、その投影光学系の瞳面における光量分布の情報に基づいてその投影光学系の光学特性の変動量を求めることと、求められたその光学特性の変動量を補正することと、を含む露光方法が提供される。
Further, according to the second aspect, in the calculation method of the optical characteristics of the projection optical system that forms an image of a predetermined pattern illuminated with light from the illumination optical system, the light quantity distribution calculation method of the first aspect is used. Determining the light quantity distribution of the light from the predetermined pattern on the pupil plane of the projection optical system, determining the optical characteristics of the projection optical system using information on the light quantity distribution on the pupil plane of the projection optical system, A calculation method is provided.
According to the third aspect, in the exposure method of illuminating a predetermined pattern with the light from the illumination optical system and exposing the substrate with the light through the predetermined pattern and the projection optical system, the light amount of the aspect of the present invention Determining the light quantity distribution of the light from the predetermined pattern on the pupil plane of the projection optical system using the distribution calculation method, and the optical of the projection optical system based on the information on the light quantity distribution on the pupil plane of the projection optical system An exposure method is provided that includes determining a variation amount of the characteristic and correcting the determined variation amount of the optical characteristic.
また、第4の態様によれば、所定パターンからの光を受光する投影光学系の瞳面における光量分布を計算する光量分布の計算装置が提供される。この計算装置は、その所定パターンのうち互いに周期が異なる複数の周期パターンを互いに異なる第1及び第2の入射角の光で照明したときに、それぞれ発生する互いに異なる次数の第1及び第2の回折光の強度情報の計算結果が記録されたテーブルの情報と、その所定パターンを二次元のパターンとみなして計算して得られたその所定パターンのフーリエ変換パターンの情報と、その所定パターンを照明する照明光学系の照明瞳の情報と、を記憶する記憶装置と、そのフーリエ変換パターンの情報を用いて、そのフーリエ変換パターンから互いに周期が異なる部分パターンによって生成される複数の部分フーリエ変換パターンを分離し、その照明瞳の情報を用いて、その照明瞳を複数の部分照明瞳に分割し、その部分照明瞳毎に、そのテーブルを用いてその複数の部分フーリエ変換パターンを修正して得られる修正後の部分フーリエ変換パターンに基づいてその投影光学系の瞳面における部分光量分布を求め、その部分照明瞳毎に求められるその部分光量分布を加算して光量分布を求める演算装置と、を備えるものである。 According to the fourth aspect, there is provided a light amount distribution calculating device for calculating a light amount distribution on a pupil plane of a projection optical system that receives light from a predetermined pattern. The calculation device is configured to illuminate a plurality of periodic patterns having different periods among the predetermined patterns with lights having different first and second incident angles, and generate first and second orders having different orders. Information on the table in which the calculation result of the intensity information of the diffracted light is recorded, information on the Fourier transform pattern of the predetermined pattern obtained by calculating the predetermined pattern as a two-dimensional pattern, and illuminating the predetermined pattern A plurality of partial Fourier transform patterns generated by partial patterns having different periods from the Fourier transform pattern using the storage device for storing the information of the illumination pupil of the illumination optical system and the information of the Fourier transform pattern. Using the information of the illumination pupil, the illumination pupil is divided into a plurality of partial illumination pupils, and the table is divided for each partial illumination pupil. The partial light quantity distribution on the pupil plane of the projection optical system is obtained based on the corrected partial Fourier transform pattern obtained by correcting the plurality of partial Fourier transform patterns using And an arithmetic unit that obtains the light quantity distribution by adding the partial light quantity distributions.
また、第5の態様によれば、照明光学系からの光で照明された所定パターンの像を形成する投影光学系の光学特性の計算装置において、第4の態様の光量分布の計算装置を備え、この計算装置は、その演算装置によって求められるその投影光学系の瞳面におけるその所定パターンからの光の光量分布の情報を用いてその投影光学系の光学特性を求める光学特性算出装置を含む計算装置が提供される。
また、第6の態様によれば、照明光学系からの光で所定パターンを照明し、その光でその所定パターン及び投影光学系を介して基板を露光する露光装置において、本発明の態様の光量分布の計算装置と、その計算装置によって求められるその投影光学系の瞳面におけるその所定パターンからの光の光量分布の情報に基づいてその投影光学系の光学特性の変動量を求め、該光学特性の変動量を補正する制御装置と、を備える露光装置が提供される。
According to the fifth aspect, the optical characteristic calculation device of the projection optical system that forms an image of a predetermined pattern illuminated with light from the illumination optical system includes the light amount distribution calculation device of the fourth aspect. The calculation apparatus includes an optical characteristic calculation apparatus that obtains optical characteristics of the projection optical system using information on a light amount distribution of light from the predetermined pattern on the pupil plane of the projection optical system obtained by the arithmetic unit. An apparatus is provided.
According to the sixth aspect, in the exposure apparatus that illuminates the predetermined pattern with the light from the illumination optical system and exposes the substrate with the light through the predetermined pattern and the projection optical system, the light amount of the aspect of the present invention A distribution calculation device, and a variation amount of the optical characteristics of the projection optical system based on information on the light amount distribution of the light from the predetermined pattern on the pupil plane of the projection optical system obtained by the calculation device, and the optical characteristics An exposure apparatus is provided that includes a control device that corrects the amount of fluctuation in the above.
また、第7の態様によれば、本発明の態様の露光方法又は露光装置を用いて基板上に感光層のパターンを形成することと、そのパターンが形成されたその基板を処理することと、を含むデバイス製造方法が提供される。
また、第8の態様によれば、所定パターンからの光を受光する投影光学系の瞳面における光量分布を計算するための、本発明の態様の光量分布の計算方法の処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
Moreover, according to the seventh aspect, forming the pattern of the photosensitive layer on the substrate using the exposure method or the exposure apparatus of the aspect of the present invention, processing the substrate on which the pattern is formed, A device manufacturing method is provided.
According to the eighth aspect, the computer executes the processing of the light amount distribution calculation method according to the aspect of the present invention for calculating the light amount distribution on the pupil plane of the projection optical system that receives light from the predetermined pattern. A computer-readable recording medium on which a program for recording is recorded is provided.
本発明の態様によれば、その所定パターンが三次元のパターンであっても、例えば厳密な電磁場解析を行う場合よりも効率的に、かつその所定パターンを二次元のパターンとみなして計算した場合よりも高精度に、その所定パターンから発生する回折光の投影光学系の瞳面における光量分布を計算できる。 According to the aspect of the present invention, even when the predetermined pattern is a three-dimensional pattern, for example, when the predetermined pattern is calculated more efficiently than when a strict electromagnetic field analysis is performed and the predetermined pattern is regarded as a two-dimensional pattern The light amount distribution on the pupil plane of the projection optical system of the diffracted light generated from the predetermined pattern can be calculated with higher accuracy.
本発明の実施形態の一例につき図1〜図13を参照して説明する。
図1は、本実施形態に係る露光装置EXの全体構成を概略的に示す。露光装置EXは、一例としてスキャニングステッパー(スキャナー)よりなる走査露光型の投影露光装置である。露光装置EXは、投影光学系PLを備えている。以下、投影光学系PLの光軸AXと平行にZ軸を取り、これに直交する面(本実施形態ではほぼ水平面に平行な面)内でレチクルRと半導体ウエハ(以下、ウエハという。)Wとが相対走査される方向にY軸を、Z軸及びY軸に直交する方向にX軸を取って説明する。また、X軸、Y軸、及びZ軸に平行な軸の回りの回転方向をθx、θy、及びθz方向とも呼ぶ。
An example of an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 schematically shows the overall configuration of an exposure apparatus EX according to the present embodiment. The exposure apparatus EX is, for example, a scanning exposure type projection exposure apparatus composed of a scanning stepper (scanner). The exposure apparatus EX includes a projection optical system PL. Hereinafter, a reticle R and a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) W are taken in a plane (a plane parallel to a horizontal plane in this embodiment) orthogonal to the Z axis parallel to the optical axis AX of the projection optical system PL. In the following description, the Y axis is taken in the direction in which the and are relatively scanned, and the X axis is taken in the direction perpendicular to the Z axis and the Y axis. In addition, the rotation directions around the axes parallel to the X axis, the Y axis, and the Z axis are also referred to as θx, θy, and θz directions.
露光装置EXは、露光用の照明光(露光光)ILを発生する露光用の光源30、光源30からの照明光ILを用いてレチクルR(マスク)を照明する照明光学系ILS、及びレチクルRを保持して移動するレチクルステージRSTを備えている。さらに、露光装置EXは、レチクルRから射出された照明光ILでウエハW(基板)を露光する投影光学系PL、ウエハWを保持して移動するウエハステージWST、レチクルRから射出された照明光IL(回折光)の投影光学系PLの瞳面PLP(又は入射瞳若しくは射出瞳)における光量分布を計算する計算装置10(図2参照)、及び装置全体の動作を統括的に制御するコンピュータよりなる主制御装置14等(図2参照)を備えている。露光装置EXの露光本体部(照明光学系ILS、レチクルステージRST、投影光学系PL、及びウエハステージWST)は、温度制御された清浄な気体が供給されている環境チャンバ(不図示)内に設置されている。
The exposure apparatus EX includes an
照明光ELとしては、一例としてArFエキシマレーザ光(波長193nm)が用いられている。なお、照明光としては、KrFエキシマレーザ光(波長248nm)、YAGレーザ若しくは固体レーザ(半導体レーザなど)の高調波、又は水銀ランプの輝線(i線等)なども使用できる。照明光学系ILSは、点線で概略構成を示すように、また、例えば米国特許出願公開第2003/0025890号明細書などに開示されるように、光源30から供給される所定方向の直線偏光又は非偏光等の露光用の照明光ELを反射するミラーMR1、その反射光を多数の傾斜角可変のミラー要素のアレイで反射する空間光変調器32、そのミラー要素のアレイからの光を集光及び反射する集光光学系33及びミラーMR2、並びにその反射された光からその射出面に面光源(照明瞳)を形成するフライアイレンズ34(オプティカルインテグレータ)を有する。本実施形態では、フライアイレンズ34の射出面が照明瞳面IPPである。
As the illumination light EL, for example, ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) is used. As illumination light, KrF excimer laser light (wavelength 248 nm), harmonics of a YAG laser or a solid-state laser (semiconductor laser, etc.), or a bright line (i-line etc.) of a mercury lamp can be used. The illumination optical system ILS is linearly polarized or non-polarized in a predetermined direction supplied from the
空間光変調器32の各ミラー要素の傾斜角を制御することで、照明瞳面IPPの光量分布(光強度分布)を円形領域、複数極領域、又は輪帯状の領域等で光量(光強度)が大きくなる種々の照明条件に対応する分布に設定できる。照明瞳面IPPで光量が大きくなる領域を照明瞳ILPと呼ぶものとする。必要に応じて照明瞳面IPP又はこの近傍に、可変開口絞り35が設置される。照明光学系ILSは、さらにその面光源からの照明光ELでレチクルRのパターン面(下面)RaのX方向に細長いスリット状の照明領域IARを重畳して照明するコンデンサ光学系36、及び照明領域IARの形状を規定する可変視野絞り(不図示)等を有する。なお、空間光変調器32の代わりに交換可能に照明光路に配置される複数の回折光学素子等も使用可能である。
By controlling the inclination angle of each mirror element of the spatial
さらに、照明光学系ILSには、照明光ILから分岐した光の光量を計測する光電センサ(インテグレータセンサ)(不図示)が設けられ、このインテグレータセンサの計測値が主制御装置14に供給されている。主制御装置14ではその計測値から投影光学系PLの積算照射エネルギーをモニタできる。なお、積算照射エネルギーの代替情報として、露光継続時間を使用することも可能である。
Further, the illumination optical system ILS is provided with a photoelectric sensor (integrator sensor) (not shown) that measures the amount of light branched from the illumination light IL, and the measurement value of the integrator sensor is supplied to the
レチクルRはレチクルステージRSTの上面に真空吸着等により保持され、レチクルRのパターン面Raには、回路パターン等のデバイスパターンDP1(図5(A)参照)及びアライメントマーク(不図示)などが形成されている。レチクルステージRSTは、例えばリニアモータ等を含む図2のレチクルステージ駆動系41によって、XY平面内で微少駆動可能であると共に、走査方向(Y方向)に指定された走査速度で駆動可能である。
The reticle R is held on the upper surface of the reticle stage RST by vacuum suction or the like, and a device pattern DP1 (see FIG. 5A) such as a circuit pattern and an alignment mark (not shown) are formed on the pattern surface Ra of the reticle R. Has been. The reticle stage RST can be driven minutely in the XY plane by the reticle
レチクルステージRSTの移動面内の位置情報(X方向、Y方向の位置、及びθz方向の回転角を含む)は、レーザ干渉計よりなるレチクル干渉計24によって、移動鏡22(又は鏡面加工されたステージ端面)を介して例えば0.5〜0.1nm程度の分解能で常時検出される。レチクル干渉計24の計測値は、図2の主制御装置14に送られる。主制御装置14は、その計測値に基づいてレチクルステージ駆動系41を制御することで、レチクルステージRSTの位置及び速度を制御する。
Position information within the moving surface of the reticle stage RST (including the position in the X direction, the Y direction, and the rotation angle in the θz direction) is transferred to the moving mirror 22 (or mirror-finished) by the
図1において、投影光学系PLは、例えば両側テレセントリックで所定の投影倍率β(例えば1/4倍、1/5倍などの縮小倍率)を有する。投影光学系PLの瞳面(以下、投影瞳面という。)PLP又はこの近傍に開口絞りASが設置されている。投影瞳面PLP(並びに入射瞳及び射出瞳)は照明瞳面IPPと光学的に共役であり、投影瞳面PLPは、レチクルRのパターン面Ra(投影光学系PLの物体面)に対して光学的なフーリエ変換面でもある。なお、投影光学系PLは中間像を形成するタイプでもよい。さらに、投影光学系PLは、屈折系でもよいが、反射屈折系であってもよい。照明光学系ILSからの照明光ILによってレチクルRのパターン面Raの照明領域IARが照明されると、レチクルRを通過した照明光ILにより、投影光学系PLを介して照明領域IAR内のデバイスパターンの像が、ウエハWの一つのショット領域の露光領域IA(照明領域IARと共役な領域)に形成される。ウエハWは、一例としてシリコン等の半導体よりなる直径が200〜450mm程度の円板状の基材にフォトレジスト(感光材料)を数10〜200nm程度の厚さで塗布したものを含む。 In FIG. 1, the projection optical system PL is, for example, both-side telecentric and has a predetermined projection magnification β (for example, a reduction magnification of 1/4 times, 1/5 times, etc.). An aperture stop AS is installed in or near the pupil plane (hereinafter referred to as projection pupil plane) PLP of the projection optical system PL. The projection pupil plane PLP (and the entrance pupil and the exit pupil) is optically conjugate with the illumination pupil plane IPP, and the projection pupil plane PLP is optical with respect to the pattern surface Ra of the reticle R (the object plane of the projection optical system PL). It is also a typical Fourier transform surface. The projection optical system PL may be a type that forms an intermediate image. Further, the projection optical system PL may be a refractive system, but may also be a catadioptric system. When the illumination area IAR of the pattern surface Ra of the reticle R is illuminated by the illumination light IL from the illumination optical system ILS, the device pattern in the illumination area IAR is passed through the projection optical system PL by the illumination light IL that has passed through the reticle R. Is formed in an exposure area IA (an area conjugate with the illumination area IAR) of one shot area of the wafer W. As an example, the wafer W includes a wafer formed by applying a photoresist (photosensitive material) with a thickness of about several tens to 200 nm to a disk-shaped base made of a semiconductor such as silicon and having a diameter of about 200 to 450 mm.
また、露光装置EXにおいて、液浸法を適用した露光を行うため、投影光学系PLを構成する最も像面側(ウエハW側)の光学素子の下端部の周囲を取り囲むように、局所液浸装置の一部を構成して、露光領域IAを含む液浸領域で露光用の液体Lq(例えば純水)の供給及び回収を行うノズルユニット18が設けられている。ノズルユニット18は、液体Lqを供給するための配管(不図示)を介して、液体供給装置43及び液体回収装置44(図2参照)に接続されている。なお、液浸タイプの露光装置としない場合には、上記の局所液浸装置は設けなくともよい。
Further, in the exposure apparatus EX, in order to perform exposure using the liquid immersion method, local liquid immersion is performed so as to surround the lower end portion of the optical element on the most image plane side (wafer W side) constituting the projection optical system PL. A
また、投影光学系PL内の複数の光学素子の保持機構に接触するように設置された配管(不図示)には、温度制御部28から供給用の配管29Aを介して温度制御された液体Co(例えば純水、フッ素系液体、又は冷媒等)が供給され、その投影光学系PL内の配管を流れた液体Coは回収用の配管29Bを介して温度制御部28に回収されている。温度制御部28で温度制御された液体Coを投影光学系PL内に循環させることで、照明光ILの積算照射エネルギーに起因する投影光学系PL内の複数の光学素子の温度上昇が抑制される。
In addition, a pipe (not shown) installed so as to be in contact with the holding mechanism of the plurality of optical elements in the projection optical system PL is provided with a liquid Co whose temperature is controlled from the
さらに、投影光学系PLには、内部の所定の複数のレンズの姿勢を制御してディストーション及び球面収差等(波面収差)の光学特性(結像特性を含む)を補正する結像特性補正系16が設けられている。そのような結像特性補正系は、例えば米国特許出願公開第2006/244940号明細書(特許文献1)に開示されている。
また、露光装置EXは、レチクルRのアライメントを行うためにレチクルRのアライメントマークの投影光学系PLによる像の位置を計測する空間像計測系(不図示)と、ウエハWのアライメントを行うために使用される例えば画像処理方式(FIA系)のアライメント系ALと、照射系45a及び受光系45bよりなりウエハWの表面の複数箇所のZ位置を計測する斜入射方式の多点のオートフォーカスセンサ(以下、多点AF系という)45(図2参照)と、を備えている。
Further, the projection optical system PL includes an imaging
Further, the exposure apparatus EX performs an alignment of the wafer W with an aerial image measurement system (not shown) that measures the position of the image of the alignment mark of the reticle R by the projection optical system PL in order to align the reticle R. For example, an image processing type (FIA type) alignment system AL, an
ウエハステージWSTは、不図示の複数のエアパッド(不図示)を介して、ベース盤WBのXY面に平行な上面に非接触で支持されている。ウエハステージWSTは、例えば平面モータ、又は直交する2組のリニアモータを含むステージ駆動系42(図2参照)によってX方向及びY方向に駆動可能である。ウエハステージWSTは、X方向、Y方向に駆動されるステージ本体と、ステージ本体に設けられてウエハWを真空吸着等で保持するウエハホルダWHと、ウエハWのZ位置、及びθx方向、θy方向のチルト角を制御するZステージ機構(不図示)とを備えている。 Wafer stage WST is supported in a non-contact manner on an upper surface parallel to the XY plane of base board WB via a plurality of air pads (not shown). Wafer stage WST can be driven in the X and Y directions by a stage drive system 42 (see FIG. 2) including, for example, a planar motor or two sets of orthogonal linear motors. Wafer stage WST includes a stage main body that is driven in the X direction and the Y direction, a wafer holder WH that is provided on the stage main body and holds wafer W by vacuum suction, the Z position of wafer W, the θx direction, and the θy direction. And a Z stage mechanism (not shown) for controlling the tilt angle.
また、ウエハステージWSTの位置情報を計測するためにレーザ干渉計よりなるウエハ干渉計26が配置されている。なお、ウエハ干渉計26の代わりに、回折格子と検出器とを組み合わせたエンコーダ方式の位置計測システムを使用してもよい。ウエハステージWSTの移動面内の位置情報(X方向、Y方向の位置、及びθz方向の回転角を含む)は、ウエハ干渉計26によって例えば0.5〜0.1nm程度の分解能で常時検出され、その計測値は主制御装置14に送られる。主制御装置14は、その計測値に基づいてステージ駆動系42を制御することで、ウエハステージWSTの位置及び速度を制御する。
In addition, a
また、ウエハステージWSTに投影瞳面PLPの光量分布(光強度分布)を計測できる計測部20が組み込まれている。計測部20は、ウエハWの表面と同じ高さの表面を有し、その表面にピンホールが形成された平板状のガラス基板21Aと、そのピンホールを通過した照明光を集光する受光光学系21Bと、受光光学系21Bで集光された照明光を受光するCCD又はCMOS型の二次元の撮像素子21Dと、これらの部材を保持する筐体21Dとを有する。ガラス基板21Aのピンホールを露光領域IA内に移動した状態で、受光光学系21Bによって、投影瞳面PLP(又は射出瞳)に対して撮像素子21Cの受光面は光学的に共役になる。撮像素子21Cの検出信号を画像処理部(不図示)で処理することによって、投影瞳面PLPの光量分布を計測できる。計測された光量分布は主制御装置14に供給される。
In addition,
コンピュータよりなる主制御装置14は、複数の演算プロセッサ、メモリ、記憶装置等を備えている。また、主制御装置14には、入出力部48、DVD(digital versatile disk)、CD−ROM、又はフラッシュメモリ等の記録媒体51のデータの記録及び再生を行う記録再生部50、磁気ディスク装置又は半導体の不揮発性メモリ等の記憶部52、演算プロセッサ及びメモリ等を含む演算部54、及び複数の露光装置及び複数のリソグラフィ装置に制御情報等を供給するホストコンピュータ12との間でデータの授受を行うインターフェース部(不図示)が接続されている。記憶部52及び演算部54を含んで、レチクルRからの回折光による投影瞳面PLPの光量分布を計算する計算装置10(詳細後述)が構成されている。なお、演算部54は、主制御装置14を構成するコンピュータのソフトウェア上の一つの機能であってもよい。主制御装置14及び演算部54で実行されるプログラムは例えば記録媒体51に記録されており、記録媒体51から記録再生部50によって読み取ることができる。
The
ウエハWの露光時に、基本的な動作として、レチクルR及びウエハWのアライメントが行われた後、ウエハステージWSTのX方向、Y方向への移動(ステップ移動)によって、ウエハWの露光対象のショット領域が投影光学系PLの露光領域の手前に移動する。そして、主制御装置14の制御のもとで、レチクルRのパターンの一部の投影光学系PLによる像でウエハWの当該ショット領域を露光しつつ、レチクルステージRST及びウエハステージWSTを同期駆動して、投影光学系PLに対してレチクルR及びウエハWを例えば投影倍率を速度比としてY方向に走査することによって、当該ショット領域の全面にレチクルRのパターンの像が走査露光される。このようにステップ移動と走査露光とを繰り返すことによって、ステップ・アンド・スキャン方式でウエハWの複数のショット領域に対して順次レチクルRのパターンの像が露光される。
As a basic operation during exposure of the wafer W, after the alignment of the reticle R and the wafer W is performed, the wafer stage WST is moved in the X direction and the Y direction (step movement), so that the shot of the wafer W to be exposed is shot. The area moves to the front of the exposure area of the projection optical system PL. Then, under the control of the
このような露光を継続すると、レチクルRのデバイスパターンから発生する回折光(0次光を含む)よりなる照明光ILが投影光学系PLを通過する際の積算照射エネルギーによって投影光学系PL内の複数の光学素子の温度が次第に上昇し、投影光学系PLの光学特性(収差)が変動する。なお、本実施形態では、温度制御部28から投影光学系PL内に温度制御された冷却用の液体Coが供給されているため、それらの光学素子の温度分布は次第に飽和して、レチクルRから発生する回折光の投影瞳面PLPにおける光量分布に応じたある温度分布に収束していく。また、各光学素子は熱膨張率が極めて小さいため、変形量は小さいが、屈折率分布がその温度分布に応じてわずかに変化する。そのため、投影瞳面PLPにおける光量分布から収束までの温度分布の変動量及び収束したときの温度分布を計算によって求め、求められた温度分布から各光学素子(又は光学特性の変動に最も大きく寄与する部分の光学素子)の屈折率分布を求めることで、露光中の各時点での投影光学系PLの光学特性の変動量が計算できる。
If such exposure is continued, the illumination light IL made up of diffracted light (including zero-order light) generated from the device pattern of the reticle R passes through the projection optical system PL, and is integrated into the projection optical system PL by the accumulated irradiation energy. The temperature of the plurality of optical elements gradually increases, and the optical characteristics (aberration) of the projection optical system PL vary. In the present embodiment, since the temperature-controlled cooling liquid Co is supplied from the
なお、ウエハステージWSTを駆動して計測部20を露光領域IAに移動することで投影瞳面PLPにおける光量分布は計測できるが、露光工程のスループットの低下を抑制するためには、計測部20を用いた光量分布の計測は省略できることが好ましい。そこで、以下、計算装置10を用いてレチクルRから発生する回折光の投影瞳面PLPにおける光量分布を計算する方法、及びこの計算結果を用いて光学特性を補正しながらウエハWを露光する方法の一例につき説明する。
The light quantity distribution on the projection pupil plane PLP can be measured by driving the wafer stage WST and moving the
また、レチクルRのデバイスパターンDP1は、図5(A)に示すように、X方向にピッチ(周期)p1のライン・アンド・スペースパターン(以下、L&Sパターンという)62Aと、X方向にピッチp1よりも小さいピッチp2のL&Sパターン62Bとを含み、これらのL&Sパターン62A,62Bは、平板状の光透過性のガラス基板56の下面の遮光性の薄膜58に形成されているものとする。この場合、L&Sパターン62A,62Bのライン部62Aa,62Baは薄膜58中のY方向に細長い長方形の開口パターンであり、スペース部62Ab,62Bbは薄膜58の部分であり、L&Sパターン62A,62Bのデューティ比(ライン部の幅とスペース部の幅との比)は1:1である。
As shown in FIG. 5A, the reticle R device pattern DP1 includes a line and space pattern (hereinafter referred to as an L & S pattern) 62A having a pitch (period) p1 in the X direction and a pitch p1 in the X direction. The L &
さらに、図5(B)に示すように、一例として、薄膜58は、厚さd1の例えばクロム(Cr)等の金属よりなる第1薄膜58aと、厚さd2の例えば酸化クロム(CrO3)等の酸化膜よりなる第2薄膜とを積層したものである。一例として、厚さd1は80〜90nm(例えば85nm)程度、厚さd2は10〜20nm(例えば15nm)程度であり、薄膜58の厚さは100nm程度である。また、L&Sパターン62A,62Bのピッチp1,p2は例えば200nm程度より小さいため、デバイスパターンDP1は、薄膜58の影響が無視できない三次元パターンとみなすことができる。従って、デバイスパターンDP1から発生する回折光(0次光を含む)の投影瞳面PLPにおける光量分布を高精度に計算するためには、薄膜58の影響を考慮する必要がある。一方、デバイスパターンDP1に関して照明条件に応じて厳密な電磁場解析を行うものとすると計算量及び計算時間が膨大となり、実用性が低下する。そこで、本実施形態では、以下のように、照明条件に応じた薄膜58の影響を考慮しつつ、少ない計算量で光量分布を計算する。
Further, as shown in FIG. 5B, as an example, the
まず、図9(A)のフローチャートで示すように、光量分布の計算を行うための準備工程を実行する。この準備工程の計算は例えば予め図2のホストコンピュータ12で実行され、この計算結果が必要に応じて露光装置EXの主制御装置14に供給される。まず、図9(A)のステップ102において、図3(A)に示すように、ガラス基板56のパターン面の薄膜58中にX方向の線幅p/2のライン部60aと線幅p/2のスペース部60bとをX方向にピッチpで形成したL&Sパターン60を想定し、図3(B)に示すように、薄膜58の構成を図5(B)のレチクルRのデバイスパターンDP1が形成されている薄膜58と同じく、厚さd1の第1薄膜58aと厚さd2の第2薄膜58bとの2層構造とする。そして、ホストコンピュータ12において、例えばマックスウェル方程式を用いる厳密な電磁場解析によって、薄膜58中のL&Sパターン60に照明光Lin(この振幅を1とする)が垂直に(入射角0度で)入射した場合に、L&Sパターン60から発生する0次光L(0)及び±1次回折光L(+1),L(−1)の振幅(強度情報)を計算する。なお、振幅の絶対値の自乗が強度になるため、強度を計算してもよい。さらに、この計算をL&Sパターン60のピッチpを例えば70nmから500nm程度まで例えば数nmステップで変化させながら行う。このピッチpの可変範囲内に図5(A)のレチクルRのL&Sパターン62A,62Bのピッチp1及びp2が含まれている。この計算結果をピッチpに関して例えば補間することで、図4に示すように、垂直入射の場合の0次光及び1次回折光の振幅として実線の曲線A0及びA1(第1の計算結果)が得られる。
First, as shown in the flowchart of FIG. 9A, a preparation process for calculating the light amount distribution is executed. The calculation of this preparation process is executed in advance by, for example, the
次のステップ104において、ホストコンピュータ12において、例えばマックスウェル方程式を用いる厳密な電磁場解析によって、図3(C)に示すように、薄膜58中のL&Sパターン60に照明光Lin(振幅が1)がX方向に照明光学系ILSによって可能な最大の傾斜角θmax で入射した場合に、L&Sパターン60から発生する0次光L(0)及び+1次回折光L(+1)の振幅を、例えば70nmから500nm程度のピッチpの範囲で計算する。この結果、図4に示すように、最大傾斜角で入射(斜入射)する場合の0次光及び1次回折光の振幅として点線の曲線B0及びB1(第2の計算結果)が得られる。次の106において、ホストコンピュータ12において、上記の第1及び第2の計算結果が記録されたテーブルTB1を作成し、テーブルTB1を内部の記憶装置に記憶する。
In the
このように、2つの入射角の照明光について、ある厚さを持つ単純な形状のL&Sパターンから発生する回折光の振幅を厳密に計算することは、比較的少ない計算量及び計算時間で実行可能である。また、そのテーブルTB1は、周期方向がY方向のL&Sパターンに垂直入射及びY方向に最大傾斜角で入射したときに発生する0次光及び1次回折光の振幅(強度)が記録されたテーブルとしても使用できる。さらに、テーブルTB1は、多くの種類のレチクルに対して共通に使用可能である。 As described above, it is possible to calculate the amplitude of diffracted light generated from a simple L & S pattern having a certain thickness with respect to illumination light having two incident angles with a relatively small amount of calculation and calculation time. It is. The table TB1 is a table in which the amplitudes (intensities) of the 0th order light and the 1st order diffracted light generated when the periodic direction is perpendicularly incident on the L & S pattern in the Y direction and incident at the maximum inclination angle in the Y direction are recorded. Can also be used. Furthermore, the table TB1 can be used in common for many types of reticles.
次のステップ108において、ホストコンピュータ12は、図5(A)のレチクルRのデバイスパターンDP1を二次元のパターンとみなして(薄膜58の厚さを0として)、例えばFFT計算によって、図5(C)に示すように、デバイスパターンDP1のフーリエ変換パターンSP1を計算し、計算結果を内部の記憶装置に記憶する。二次元パターンのフーリエ変換パターンは短時間に計算可能である。図5(C)において、座標系(fx,fy)はX方向及びY方向の空間周波数であるが、本実施形態では、座標(fx,fy)は投影瞳面PLPにおける座標に換算されているものとする。フーリエ変換パターンSP1は、中央のスポット64(0次光)に対してfx方向に対称に光量の大きいスポット65A〜67A,65B〜67Bが配列されたパターンである。これによって準備工程が終了する。
In the
なお、フーリエ変換パターンSP1のスポット64(0次光)と他の例えばスポット65A,65B(1次回折光)との間隔からこの1次回折光を発生した周期パターン(L&Sパターン)のピッチが計算できる。このため、本実施形態では、フーリエ変換パターンSP1の情報が既知である場合には、レチクルRのデバイスパターンDP1の具体的な二次元形状の情報は必要ではない。
Note that the pitch of the periodic pattern (L & S pattern) that generated the first-order diffracted light can be calculated from the interval between the spot 64 (0th-order light) of the Fourier transform pattern SP1 and
次に、この準備工程の計算結果を用いて露光装置EXにおいて投影瞳面PLPの光量分布を計算して露光を行う動作の一例につき、図9(B)のフローチャートを参照して説明する。この動作は主制御装置14によって制御される。
まず、図9(B)のステップ112において、図2の主制御装置14はホストコンピュータ12からステップ106で作成されたテーブルTB1の情報を入力し、入力したテーブルTB1の情報を記憶部52に記憶する。また、主制御装置14はホストコンピュータ12からレチクルRのデバイスパターンDP1のフーリエ変換パターンSP1の情報を入力し、入力した情報を記憶部52に記憶する(ステップ114)。そして、主制御装置14は露光対象のレチクルRの照明条件(照明瞳ILPの形状及び光量分布)の情報を例えばホストコンピュータ12から入力し、入力した照明瞳ILPの情報を記憶部52に記憶する(ステップ116)。なお、レチクルRの照明条件は、例えば記憶部52の露光データファイルに予め記録されていてもよい。
Next, an example of an operation for performing exposure by calculating the light amount distribution of the projection pupil plane PLP in the exposure apparatus EX using the calculation result of the preparation step will be described with reference to the flowchart of FIG. This operation is controlled by the
First, in
そして、主制御装置14の動作指令に応じて、演算部54は、記憶部52から読み出したレチクルRのフーリエ変換パターンSP1(図5(C))から複数の部分フーリエ変換パターンを分離する(ステップ118)。この場合、まず、フーリエ変換パターンSP1において、0次光のスポット64に最も近い対称な2つのスポット65A,65Bを、図6(A)に示すように第1の周期パターンからの1次回折光のスポットとして分離する。第1の周期パターンは図5(A)のL&Sパターン62Aに対応している。また、中央のスポット64とスポット65A,65Bとの間隔をFA1として、中央のスポット64に対して間隔がFA1の整数倍のスポットを同じ第1の周期パターンからの高次回折光のスポットとして分離する。図5(C)の例では、中央のスポット64に対して左右に3番目のスポット67A,67Bまでの間隔がFA1の3倍(3次回折光)であるため、スポット67A,67Bはスポット65A,65Bと同じく第1の周期パターンからの回折光として分離される(図6(A)参照)。
Then, in accordance with the operation command of
さらに、フーリエ変換パターンSP1において、0次光のスポット64に次に最も近い対称な2つのスポット66A,66Bを、図6(B)に示すように第2の周期パターンからの1次回折光のスポットとして分離する。スポット64とスポット66A,66Bとの間隔をFB1とする。第2の周期パターンは図5(A)のL&Sパターン62Bに対応している。演算部54では、間隔FA1及びFB1からその第1及び第2の周期パターンのピッチp1及びp2を求める。
Further, in the Fourier transform pattern SP1, two
次に、演算部54は、図5(C)のフーリエ変換パターンSP1の0次光のスポット64の光量からその第1及び第2の周期パターンからの0次光の光量を分離する。このためには、図6(A)の1次回折光のスポット65A,65Bの強度と、記憶部52から読み出したテーブルTB1に記録されている図4の垂直入射時の0次光及び1次回折光の振幅(曲線A0,A1のピッチp1における値)の自乗の比の値とを用いて、スポット65A,65Bに対応する0次光のスポット64a(図6(C)参照)の強度を求める。さらに、図6(B)の1次回折光のスポット66A,66Bの強度と、図4の0次光及び1次回折光の振幅(曲線A0,A1のピッチp2における値)の自乗の比の値とを用いて、スポット66A,66Bに対応する0次光のスポット64b(図6(D)参照)の強度を求める。
Next, the
これは、フーリエ変換パターンSP1の0次光のスポット64から、その第1及び第2の周期パターンの面積比に応じてその第1及び第2の周期パターンの0次光のスポットを分離することを意味する。この結果、図6(C)の0次光のスポット64a及び1次回折光のスポット65A,65Bよりなる部分フーリエ変換パターンSP1Aがその第1の周期パターンのフーリエ変換パターンとして分離され、図6(D)の0次光のスポット64b及び1次回折光のスポット66A,66Bよりなる部分フーリエ変換パターンSP1Bがその第2の周期パターンのフーリエ変換パターンとして分離される。
This separates the spot of the zeroth-order light of the first and second periodic patterns from the
次に、演算部54では記憶部52からレチクルRの照明条件(照明瞳ILP)を読み出し、読み出した照明瞳ILPをレチクルRに対するX方向の複数の傾斜角毎に複数の部分照明瞳に分割する(ステップ120)。レチクルRを照明する際の照明瞳面IPPにおける照明瞳ILPは、一例として図7(A)に示すように、光軸AXに関してX方向に対称に配列された2つの扇形の領域(以下、瞳領域という)70A,70Bで光量が大きくなる形状であるとする。なお、照明瞳面IPPにおける距離は、投影瞳面PLPにおける距離に換算されている。この場合、光軸AXから±X方向への間隔によってその部分からの照明光のレチクルRに対するX方向の傾斜角が規定されるため、瞳領域70A,70Bを、図7(B)に示すように、X方向に所定幅のI個(Iは2以上の整数)の部分瞳領域70A(i),70B(i)(i=1〜I)に分割する。部分瞳領域70A(i),70B(i)(部分照明瞳の光量が大きくなる領域)の中心の光軸AXとの間隔をxiとすると、間隔xiから傾斜角が計算できる。なお、瞳領域70A,70Bを光軸AXを中心として半径riの部分瞳領域に分割することも可能である。
Next, the
そして、演算部54では、i番目の部分照明瞳(部分瞳領域70A(i),70B(i))毎に、テーブルTB1を用いて、図6(C)、(D)の部分フーリエ変換パターンSP1A,SP1Bの回折光の強度の修正を行い、修正後の部分フーリエ変換パターンSP1A,SP1Bと部分瞳領域70A(i),70B(i)とのコンボリューションを行って部分光量分布を求める(ステップ122)。具体的に、1番目の部分瞳領域70A(1),70B(1)は図7(C)となり、この部分瞳領域70A(1),70B(1)からの照明光のレチクルRに対するX方向の傾斜角は図3(C)に示す角度θiであるとする。この角度θi(0度との差分)と、角度θiと最大傾斜角θmax との差分は例えばk1:k2であるとする(k1、k2は実数)。
Then, the
このとき、テーブルTB1のデータである図4において、ピッチp1の部分で0次光に関する曲線A0と曲線B0との値をk1:k2で内挿する点の値をC10(i)、1次回折光に関する曲線A1と曲線B1との値をk1:k2で内挿する点の値をC11(i)とすると、値C10(i),C11(i)はそれぞれ部分瞳領域70A(1),70B(1)から射出されてピッチp1のL&Sパターンに入射した照明光(振幅1)から発生する0次光及び1次回折光の振幅である。同様に、図4において、ピッチp2の部分で曲線A0と曲線B0との値をk1:k2で内挿する点の値をC20(i)、曲線A1と曲線B1との値をk1:k2で内挿する点の値をC21(i)とすると、値C20(i),C21(i)はそれぞれ部分瞳領域70A(1),70B(1)から射出されてピッチp2のL&Sパターンに入射した照明光(振幅1)から発生する0次光及び1次回折光の振幅である。
At this time, in FIG. 4 which is data of the table TB1, the value of the point at which the values of the curve A0 and the curve B0 related to the 0th order light at the pitch p1 are interpolated with k1: k2 is C10 (i), the 1st order diffracted light. Assuming that the value of the point at which the curve A1 and the curve B1 are interpolated at k1: k2 is C11 (i), the values C10 (i) and C11 (i) are the
そこで、演算部54では、図6(C)の部分フーリエ変換パターンSP1Aに関しては、0次光のスポット64a及び1次回折光のスポット65A,65Bの強度に、それぞれ図4のピッチp1における値C10(i)と曲線A0の値との比率の自乗、及び値C11(i)と曲線A1の値との比率の自乗を乗算して、修正後の強度を求める。さらに、図6(D)の部分フーリエ変換パターンSP1Bに関しては、0次光のスポット64b及び1次回折光のスポット66A,66Bの強度に、それぞれ図4のピッチp2における値C20(i)と曲線A0の値との比率の自乗、及び値C21(i)と曲線A1の値との比率の自乗を乗算して、修正後の強度を求める。その後、強度が修正された部分フーリエ変換パターンSP1A,SP1Bと図7(C)の部分瞳領域70A(1),70B(1)とのコンボリューションを行うことで、図7(D)の第1の部分光量分布71(1)が得られる。なお、図7(D)等において、点線の曲線は、投影光学系PLの開口絞りASで制限される開口72である。
Therefore, in the
同様に、2番目の部分瞳領域70A(2),70B(2)は図7(E)となり、この部分瞳領域70A(2),70B(2)からの照明光のレチクルRに対するX方向の傾斜角(0度との差分)と、この傾斜角と最大傾斜角θmax との差分は例えばk3:k4であるとする(k3、k4は実数)。このとき、テーブルTB1のデータである図4において、ピッチp1の部分で0次光に関する曲線A0(A1)と曲線B0(B1)との値をk3:k4で内挿する点の値をC10(i)(C11(i))とすると、値C10(i),C11(i)はそれぞれ部分瞳領域70A(2),70B(2)から射出されてピッチp1のL&Sパターンに入射した照明光(振幅1)から発生する0次光及び1次回折光の振幅である。同様に、図4において、ピッチp2の部分で曲線A0(A1)と曲線B0(B1)との値をk3:k4で内挿する点の値をC20(i)(C21(i))とすると、値C20(i),C21(i)はそれぞれ部分瞳領域70A(2),70B(2)から射出されてピッチp2のL&Sパターンに入射した照明光(振幅1)から発生する0次光及び1次回折光の振幅である。なお、照明光の入射角が0度と最大傾斜角(第2の入射角)との間の外にある場合には、2つの曲線の値を外挿してもよい。
Similarly, the second
そこで、これらの値を用いて強度が修正された部分フーリエ変換パターンSP1A,SP1Bと図7(E)の部分瞳領域70A(2),70B(2)とのコンボリューションを行うことで、図7(F)の第2の部分光量分布71(1)が得られる。同様にして、強度修正後の部分フーリエ変換パターンSP1A,SP1Bと図7(B)のI番目までの部分瞳領域70A(i),70B(i)(i=1〜I)とのコンボリューションを行うことで、I番目までの部分光量分布が得られる。
Therefore, by convolving the partial Fourier transform patterns SP1A and SP1B whose intensities are corrected using these values with the
そして、演算部54は、部分瞳領域70A(i),70B(i)(i=1〜I)毎に得られたI個の部分光量分布を積算して、図8(A)に示す投影瞳面PLPにおける光量分布71を求める(ステップ124)。なお、実際には、光量分布71のうち、図8(B)に示すように開口72内の瞳領域73A,73B,73Cで光量が大きくなる光量分布73が投影瞳面PLPにおける光量分布となり、この光量分布73の情報が主制御装置14に供給される。光量分布73において、瞳領域73A,73B,73C内の部分的な光量分布がレチクルRのデバイスパターンDP1の三次元構造によって変化する。
Then, the
次のステップ126で、レチクルローダ系(不図示)により図1のレチクルステージRSTにレチクルRをロードし、アライメントを行う。そして、ウエハステージWSTにフォトレジストが塗布された未露光のウエハWをロードしてアライメントを行い(ステップ128)、主制御装置14では、ステップ124で演算部54から供給された投影瞳面PLPの光量分布及び例えばインテグレータセンサ(不図示)で計測される積算照射エネルギーから投影光学系PLの光学特性(例えば収差)の変動量を計算し、この変動量を結像特性補正系16によって補正する(ステップ130)。この状態で、レチクルRのパターンの投影光学系PLによる像でウエハWを走査露光する(ステップ132)。その後、ステップ136で次のウエハに露光する場合には動作はステップ128に戻り、次のウエハのロード、投影光学系PLの光学特性の変動量の計算及び補正、並びにウエハの露光が繰り返される。
In the
このように本実施形態によれば、レチクルRの三次元構造を考慮してレチクルRからの回折光の投影瞳面PLPにおける光量分布が計算され、この計算結果に基づいて投影光学系PLの光学特性の変動量が補正されるため、レチクルRが三次元構造であっても、レチクルRのパターンの像を常に高精度にウエハWに露光できる。
上述のように、本実施形態の露光装置EXは、レチクルRのデバイスパターンDP1からの光を受光する投影光学系PLの瞳面(投影瞳面)PLPにおける光量分布(光強度分布)を計算する計算装置10を備えている。計算装置10は、デバイスパターンDP1のうち互いに周期が異なる複数のL&Sパターン62A,62Bを互いに異なる第1及び第2の入射角の光で照明したときに、それぞれ発生する0次光及び1次回折光の強度情報(振幅)の計算結果が記録されたテーブルTB1の情報と、デバイスパターンDP1を二次元のパターンとみなして計算して得られたデバイスパターンDP1のフーリエ変換パターン(フーリエスペクトル)SP1と、デバイスパターンDP1を照明する照明光学系ILSの照明瞳ILPの情報と、を記憶する記憶部52、及び演算部54を備えている。記憶部52には、テーブルTB1、フーリエ変換パターンSP1、及び照明瞳ILPの情報がそれぞれステップ112,114,116で入力される。
As described above, according to the present embodiment, the light amount distribution on the projection pupil plane PLP of the diffracted light from the reticle R is calculated in consideration of the three-dimensional structure of the reticle R, and the optical of the projection optical system PL is calculated based on the calculation result. Since the fluctuation amount of the characteristic is corrected, even if the reticle R has a three-dimensional structure, the pattern image of the reticle R can always be exposed on the wafer W with high accuracy.
As described above, the exposure apparatus EX of the present embodiment calculates the light amount distribution (light intensity distribution) on the pupil plane (projection pupil plane) PLP of the projection optical system PL that receives light from the device pattern DP1 of the reticle R.
そして、演算部54は、フーリエ変換パターンSP1から互いに周期が異なるL&Sパターン62A,62B(部分パターン)によって生成される複数の部分フーリエ変換パターンSP1A,SP1Bを分離し(ステップ118)、照明瞳ILPを複数の部分照明瞳70A(i),70B(i)に分割し、その部分照明瞳毎に、テーブルTB1を用いてその複数の部分フーリエ変換パターンSP1A,SP1Bを修正して得られる修正後の部分フーリエ変換パターンに基づいて投影瞳面PLPにおける部分光量分布を求め(ステップ120,122)、その部分照明瞳毎に求められる部分光量分布を加算して光量分布を求める(ステップ124)。
Then, the
本実施形態の計算装置10、又は計算装置10を用いた光量分布の計算方法によれば、デバイスパターンDP1がある厚さ(d1+d2)の薄膜58に形成された三次元のパターンであるときに、例えば厳密な電磁場解析を行う場合よりも効率的に、かつデバイスパターンDP1を二次元のパターンとみなして計算した場合よりも高精度に、デバイスパターンDP1から発生する回折光の投影瞳面PLPにおける光量分布を計算できる。
According to the
また、記録媒体51には、記憶部52及び演算部54を含むコンピュータにステップ112〜124までの動作を実行させるプログラムが格納され、このプログラムを主制御装置14が記録媒体51から読み出してそのコンピュータに実行させることで、本実施形態の光量分布の計算を効率的に実行できる。
また、露光装置EXは、照明光学系ILSからの照明光ELでレチクルRのパターン及び投影光学系PLを介してウエハW(基板)を露光する露光装置であって、本実施形態の光量分布の計算装置10と、計算装置10によって求められる投影瞳面PLPにおけるレチクルRのパターンからの光の光量分布の情報に基づいて投影光学系PLの収差(光学特性)の変動量を求め(ステップ130)、この光学特性の変動量を結像特性補正系16を介して補正する(ステップ132)主制御装置20と、を備えている。
The
The exposure apparatus EX is an exposure apparatus that exposes the wafer W (substrate) through the pattern of the reticle R and the projection optical system PL with the illumination light EL from the illumination optical system ILS. A fluctuation amount of the aberration (optical characteristic) of the projection optical system PL is obtained based on the
この露光装置EX、又は露光装置EXによる露光方法によれば、レチクルRのパターンからの光の投影瞳面PLPにおける光量分布、又は投影光学系PLの収差変動の状態を実際に計測することなく、レチクルRを用いた露光を継続する際の投影光学系PLの収差変動量を高精度に予測できる。従って、その予測される収差変動量を補正することによって、レチクルRのパターンが実質的に三次元パターンである場合にも、スループットを低下させることなく、レチクルRのパターンを高精度にウエハWに露光できる。 According to the exposure apparatus EX or the exposure method by the exposure apparatus EX, without actually measuring the light quantity distribution on the projection pupil plane PLP of the light from the pattern of the reticle R or the aberration fluctuation state of the projection optical system PL, It is possible to predict with high accuracy the aberration fluctuation amount of the projection optical system PL when the exposure using the reticle R is continued. Therefore, by correcting the predicted aberration fluctuation amount, even when the pattern of the reticle R is substantially a three-dimensional pattern, the pattern of the reticle R can be accurately applied to the wafer W without reducing the throughput. Can be exposed.
なお、レチクルRのパターンが薄膜ではなく、実質的に透過率分布又は位相分布によって形成されている場合にも上記の実施形態が適用できる。
また、実際に図10(A)の照明瞳を用いて例えばピッチが90nmのL&Sパターンの露光を行った場合の、そのパターンを二次元パターンとみて計算した投影瞳面PLPにおける光量分布を図10(B)に示し、そのパターンを三次元パターンとみて上記の実施形態の計算方法で計算した光量分布を図10(C)に示し、そのパターンからの光量分布を計測部20で計測した結果を図10(D)に示す。図10(D)と本実施形態の計算方法による図10(C)とはよく一致しており、図10(D)と二次元パターンとみた場合の図10(B)とは特に瞳領域の内側の部分で光量が比較的大きく異なっていることが分かる。
Note that the above-described embodiment can also be applied to the case where the pattern of the reticle R is not a thin film but is substantially formed of a transmittance distribution or a phase distribution.
In addition, when an L & S pattern having a pitch of 90 nm, for example, is actually exposed using the illumination pupil of FIG. 10A, the light amount distribution on the projection pupil plane PLP calculated by regarding the pattern as a two-dimensional pattern is shown in FIG. FIG. 10C shows the light amount distribution calculated by the calculation method of the above embodiment, assuming that the pattern is a three-dimensional pattern, and FIG. 10C shows the result of measuring the light amount distribution from the pattern by the measuring
また、本実施形態の計算方法は、レチクルのパターンが図11(A)のレチクルR1のデバイスパターンDP2で示すように、L&Sパターン62A等の他にピッチp3,p4等の二次元のコンタクトホールパターン63A,63Bを含む場合にも適用できる。この場合のフーリエ変換パターンSP2は、図11(B)に示すように二次元パターンとなるが、予め複数のピッチのコンタクトホールパターンについて、垂直入射及び斜入射について0次光及び1次回折光の振幅(強度)を厳密に計算しておくことによって、三次元効果を考慮してデバイスパターンDP2からの投影瞳面PLPにおける光量分布を高精度に、かつ効率的に計算できる。
In addition, the calculation method of the present embodiment uses a two-dimensional contact hole pattern such as pitches p3 and p4 in addition to the L &
図12は、デューティ比が1:1のL&Sパターン78A(線幅45nm、60nm、500nm)、デューティ比が+10%、−10%異なるL&Sパターン78B(線幅45nm、60nm)、二次元のポジ型のコンタクトホールパターン78C(線幅45nm、60nm、500nm)、二次元のネガ型のコンタクトホールパターン78D(線幅45nm、60nm、500nm)、及び線幅が40nm程度で補助パターンの形状A〜Cが異なる孤立パターン78Eに関して、厳密な電磁場解析(棒グラフ79A)、上記の実施形態の三次元構造を考慮した計算方法(棒グラフ79B)、及び二次元パターンとして計算した(棒グラフ79C)、1次回折光の強度IP1と0次光の強度IP0との比率である。本実施形態の計算方法は、厳密な電磁場解析の結果とよく一致している。
FIG. 12 shows an L &
さらに、図13は、L&Sパターンの線幅が45nmの場合に、図10(B)、(C)、(D)の投影瞳面PLPにおける光量分布を示す。図13において、厳密な電磁場解析による分布が曲線76C0,76C1(0次光及び1次回折光、以下同様)、上記の実施形態の三次元構造を考慮した計算方法による分布が曲線76B0,76B1、二次元パターンとして計算した分布が曲線76A0,76A1であり、本実施形態の計算方法は、厳密な電磁場解析の結果とよく一致している。
また、上述の実施形態による計算方法を用いて、照明光学系からの光で照明された所定パターンの像を形成する投影光学系の光学特性を算出しても良い。ここで、光学特性としては、例えば投影光学系による空間像の形成状態を含むことができる。この場合、上述の実施形態による計算方法を用いて投影光学系の瞳面における所定パターンからの光の光量分布を求め、この求められた光量分布を用いて空間像の形成状態を演算により求める。なお、上述の実施形態の露光装置EXの主制御装置20を、投影光学系の光学特性を求める光学特性算出装置と見なすことができる。
Further, FIG. 13 shows the light amount distribution on the projection pupil plane PLP of FIGS. 10B, 10C, and 10D when the line width of the L & S pattern is 45 nm. In FIG. 13, the distribution by strict electromagnetic field analysis is curves 76C0 and 76C1 (0th-order light and first-order diffracted light, the same applies hereinafter), and the distribution by the calculation method considering the three-dimensional structure of the above embodiment is curves 76B0 and 76B1. The distribution calculated as a dimensional pattern is curves 76A0 and 76A1, and the calculation method of this embodiment is in good agreement with the result of strict electromagnetic field analysis.
Further, the optical characteristics of the projection optical system that forms an image of a predetermined pattern illuminated with light from the illumination optical system may be calculated using the calculation method according to the above-described embodiment. Here, the optical characteristics can include, for example, the formation state of the aerial image by the projection optical system. In this case, the light quantity distribution of the light from the predetermined pattern on the pupil plane of the projection optical system is obtained using the calculation method according to the above-described embodiment, and the formation state of the aerial image is obtained by calculation using the obtained light quantity distribution. Note that the
また、上記の実施形態の露光装置EX又は露光方法を用いて半導体デバイス等の電子デバイス(マイクロデバイス)を製造する場合、この電子デバイスは、図14に示すように、デバイスの機能・性能設計を行うステップ221、この設計ステップに基づいたマスク(レチクル)を製作するステップ222、デバイスの基材である基板(ウエハ)を製造するステップ223、前述した実施形態の露光装置EX,EXA又は露光方法によりマスクのパターンを基板に露光する工程、露光した基板を現像する工程、現像した基板の加熱(キュア)及びエッチング工程などを含む基板処理ステップ224、デバイス組み立てステップ(ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程などの加工プロセスを含む)225、並びに検査ステップ226等を経て製造される。
Further, when an electronic device (microdevice) such as a semiconductor device is manufactured using the exposure apparatus EX or the exposure method of the above embodiment, the electronic device has a function / performance design of the device as shown in FIG. Step 221 to be performed,
言い替えると、上記のデバイスの製造方法は、上記の実施形態の露光装置EX又は露光方法を用いて、マスクのパターンを介して基板(ウエハW)を露光する工程と、その露光された基板を処理する工程(即ち、基板のレジストを現像し、そのマスクのパターンに対応するマスク層をその基板の表面に形成する現像工程、及びそのマスク層を介してその基板の表面を加工(加熱及びエッチング等)する加工工程)と、を含んでいる。 In other words, the device manufacturing method includes the steps of exposing the substrate (wafer W) through the mask pattern using the exposure apparatus EX or the exposure method of the above embodiment, and processing the exposed substrate. (I.e., developing the resist on the substrate and forming a mask layer corresponding to the mask pattern on the surface of the substrate; and processing the surface of the substrate through the mask layer (heating, etching, etc.) ) Processing step).
このデバイス製造方法によれば、露光装置又は露光方法においてレチクルのパターンの像を高精度に高いスループットで基板に露光できるようになるため、電子デバイスを効率的に高精度に製造できる。
なお、上記の実施形態の光量分布の計算方法及び装置は、ステッパー型の露光装置等にも適用できる。
According to this device manufacturing method, the image of the reticle pattern can be exposed onto the substrate with high accuracy and high throughput in the exposure apparatus or the exposure method, so that the electronic device can be efficiently manufactured with high accuracy.
Note that the light amount distribution calculation method and apparatus of the above embodiment can be applied to a stepper type exposure apparatus or the like.
また、本実施形態のデバイス製造方法では、特に半導体デバイスの製造方法について説明したが、本実施形態のデバイス製造方法は、半導体材料を使用したデバイスの他、例えば液晶パネルや磁気ディスクなどの半導体材料以外の材料を使用したデバイスの製造にも適用することができる。
なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る。
In the device manufacturing method of the present embodiment, the method of manufacturing a semiconductor device has been particularly described. However, the device manufacturing method of the present embodiment can be applied to a semiconductor material such as a liquid crystal panel or a magnetic disk in addition to a device using a semiconductor material. The present invention can also be applied to the manufacture of devices using other materials.
In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, A various structure can be taken in the range which does not deviate from the summary of this invention.
EX…露光装置、ILS…照明光学系、R…レチクル、PL…投影光学系、W…ウエハ、DP1…デバイスパターン、SP1…フーリエ変換パターン、IPP…照明瞳面、PLP…投影瞳面、10…光量分布の計算装置、14…主制御装置、20…光量分布の計測部、51…記録媒体51、52…記憶部、54…演算部、58…薄膜、60,60A,60B…L&Sパターン(ライン・アンド・スペースパターン)、73…光量分布
EX ... exposure apparatus, ILS ... illumination optical system, R ... reticle, PL ... projection optical system, W ... wafer, DP1 ... device pattern, SP1 ... Fourier transform pattern, IPP ... illumination pupil plane, PLP ... projection pupil plane, 10 ... Light quantity distribution calculation device, 14 ... main control device, 20 ... light quantity distribution measurement unit, 51 ... recording
照明光ILとしては、一例としてArFエキシマレーザ光(波長193nm)が用いられている。なお、照明光としては、KrFエキシマレーザ光(波長248nm)、YAGレーザ若しくは固体レーザ(半導体レーザなど)の高調波、又は水銀ランプの輝線(i線等)なども使用できる。照明光学系ILSは、点線で概略構成を示すように、また、例えば米国特許出願公開第2003/0025890号明細書などに開示されるように、光源30から供給される所定方向の直線偏光又は非偏光等の露光用の照明光ILを反射するミラーMR1、その反射光を多数の傾斜角可変のミラー要素のアレイで反射する空間光変調器32、そのミラー要素のアレイからの光を集光及び反射する集光光学系33及びミラーMR2、並びにその反射された光からその射出面に面光源(照明瞳)を形成するフライアイレンズ34(オプティカルインテグレータ)を有する。本実施形態では、フライアイレンズ34の射出面が照明瞳面IPPである。
As the illumination light IL, for example, ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) is used. As illumination light, KrF excimer laser light (wavelength 248 nm), harmonics of a YAG laser or a solid-state laser (semiconductor laser, etc.), or a bright line (i-line etc.) of a mercury lamp can be used. The illumination optical system ILS is linearly polarized or non-polarized in a predetermined direction supplied from the
また、記録媒体51には、記憶部52及び演算部54を含むコンピュータにステップ112〜124までの動作を実行させるプログラムが格納され、このプログラムを主制御装置14が記録媒体51から読み出してそのコンピュータに実行させることで、本実施形態の光量分布の計算を効率的に実行できる。
また、露光装置EXは、照明光学系ILSからの照明光ILでレチクルRのパターン及び投影光学系PLを介してウエハW(基板)を露光する露光装置であって、本実施形態の光量分布の計算装置10と、計算装置10によって求められる投影瞳面PLPにおけるレチクルRのパターンからの光の光量分布の情報に基づいて投影光学系PLの収差(光学特性)の変動量を求め(ステップ130)、この光学特性の変動量を結像特性補正系16を介して補正する(ステップ132)主制御装置14と、を備えている。
The
The exposure apparatus EX is an exposure apparatus that exposes the wafer W (substrate) through the pattern of the reticle R and the projection optical system PL with the illumination light IL from the illumination optical system ILS. A fluctuation amount of the aberration (optical characteristic) of the projection optical system PL is obtained based on the
Claims (19)
前記所定パターンのうち互いに周期が異なる複数の周期パターンを互いに異なる第1及び第2の入射角の光で照明したときに、それぞれ発生する互いに異なる次数の第1及び第2の回折光の強度情報の計算結果が記録されたテーブルの情報を入力することと、
前記所定パターンを二次元のパターンとみなして計算して得られた前記所定パターンのフーリエ変換パターンの情報を入力することと、
前記所定パターンを照明する照明光学系の照明瞳の情報を入力することと、
前記フーリエ変換パターンの情報を用いて、前記フーリエ変換パターンから互いに周期が異なる部分パターンによって生成される複数の部分フーリエ変換パターンを分離することと、
前記照明瞳の情報を用いて、前記照明瞳を複数の部分照明瞳に分割し、前記部分照明瞳毎に、前記テーブルを用いて前記複数の部分フーリエ変換パターンを修正して得られる修正後の部分フーリエ変換パターンに基づいて前記投影光学系の瞳面における部分光量分布を求めることと、
前記部分照明瞳毎に求められる前記部分光量分布を加算して光量分布を求めることと、
を含む光量分布の計算方法。 A calculation method for calculating a light amount distribution in a pupil plane of a projection optical system that receives light from a predetermined pattern,
Intensity information of the first and second diffracted lights of different orders generated when a plurality of periodic patterns having different periods among the predetermined patterns are illuminated with lights having different first and second incident angles. Enter the information of the table where the calculation result of
Inputting Fourier transform pattern information of the predetermined pattern obtained by calculating the predetermined pattern as a two-dimensional pattern;
Inputting information of an illumination pupil of an illumination optical system that illuminates the predetermined pattern;
Using the information of the Fourier transform pattern, separating a plurality of partial Fourier transform patterns generated by the partial patterns having different periods from the Fourier transform pattern;
Using the information of the illumination pupil, the illumination pupil is divided into a plurality of partial illumination pupils, and the corrected partial Fourier transform pattern obtained by correcting the plurality of partial Fourier transform patterns using the table for each partial illumination pupil Obtaining a partial light amount distribution in the pupil plane of the projection optical system based on a partial Fourier transform pattern;
Adding the partial light amount distribution obtained for each partial illumination pupil to obtain a light amount distribution;
Calculation method of light quantity distribution including
前記フーリエ変換パターンにおいて0次光からの距離が互いに異なる複数の1次回折光を前記複数の部分パターンからの回折光として選択することと、
前記複数の1次回折光の各強度に基づいて、前記0次光の強度のうち、前記複数の部分パターンからの0次光の強度を求めることと、
を含む請求項3に記載の計算方法。 Separating a plurality of partial Fourier transform patterns generated by partial patterns having different periods from the Fourier transform pattern,
Selecting a plurality of first-order diffracted lights having different distances from zero-order light in the Fourier transform pattern as diffracted lights from the plurality of partial patterns;
Obtaining the intensity of the 0th-order light from the plurality of partial patterns out of the intensity of the 0th-order light based on the respective intensities of the plurality of first-order diffracted lights;
The calculation method according to claim 3.
前記フーリエ変換パターンにおいて0次光からの距離が互いに整数倍の関係にある複数の回折光を同一の前記部分パターンからの回折光として選択することを含む請求項4に記載の計算方法。 Selecting a plurality of first-order diffracted lights having different distances from zero-order light in the Fourier transform pattern as diffracted lights from the plurality of partial patterns,
5. The calculation method according to claim 4, further comprising: selecting a plurality of diffracted lights whose distance from the 0th order light is an integral multiple of each other in the Fourier transform pattern as diffracted lights from the same partial pattern.
前記部分照明瞳に対応して求められる前記パターンに対する光の入射角に応じて、前記テーブルの前記第1及び第2の入射角に関して記録されている前記第1及び第2の回折光の強度情報を内挿又は外挿して得られる強度に基づいて、前記部分フーリエ変換パターン中の前記第1及び第2の回折光の強度を修正することを含む請求項1〜5のいずれか一項に記載の計算方法。 For each partial illumination pupil, correcting the plurality of partial Fourier transform patterns using the table to obtain the corrected partial Fourier transform pattern,
Intensity information of the first and second diffracted lights recorded with respect to the first and second incident angles of the table in accordance with an incident angle of light with respect to the pattern obtained corresponding to the partial illumination pupil. 6. The intensity of the first and the second diffracted light in the partial Fourier transform pattern is corrected based on the intensity obtained by interpolating or extrapolating. Calculation method.
請求項1〜6のいずれか一項に記載の光量分布の計算方法を用いて前記投影光学系の瞳面における前記所定パターンからの光の光量分布を求めることと、
前記投影光学系の瞳面における光量分布の情報を用いて前記投影光学系の光学特性を求めることと、
を含む計算方法。 In a calculation method of optical characteristics of a projection optical system that forms an image of a predetermined pattern illuminated with light from an illumination optical system,
Obtaining the light amount distribution of the light from the predetermined pattern on the pupil plane of the projection optical system using the light amount distribution calculating method according to claim 1;
Obtaining optical characteristics of the projection optical system using information on a light amount distribution on a pupil plane of the projection optical system;
Calculation method including
請求項1〜6のいずれか一項に記載の光量分布の計算方法を用いて前記投影光学系の瞳面における前記所定パターンからの光の光量分布を求めることと、
前記投影光学系の瞳面における光量分布の情報に基づいて前記投影光学系の光学特性の変動量を求めることと、
求められた前記光学特性の変動量を補正することと、
を含む露光方法。 In an exposure method of illuminating a predetermined pattern with light from an illumination optical system and exposing the substrate with the light through the predetermined pattern and a projection optical system,
Obtaining the light amount distribution of the light from the predetermined pattern on the pupil plane of the projection optical system using the light amount distribution calculating method according to claim 1;
Obtaining a variation amount of the optical characteristics of the projection optical system based on information on a light amount distribution on a pupil plane of the projection optical system;
Correcting the obtained variation amount of the optical characteristics;
An exposure method comprising:
前記所定パターンのうち互いに周期が異なる複数の周期パターンを互いに異なる第1及び第2の入射角の光で照明したときに、それぞれ発生する互いに異なる次数の第1及び第2の回折光の強度情報の計算結果が記録されたテーブルの情報と、前記所定パターンを二次元のパターンとみなして計算して得られた前記所定パターンのフーリエ変換パターンの情報と、前記所定パターンを照明する照明光学系の照明瞳の情報と、を記憶する記憶装置と;
前記フーリエ変換パターンの情報を用いて、前記フーリエ変換パターンから互いに周期が異なる部分パターンによって生成される複数の部分フーリエ変換パターンを分離し、前記照明瞳の情報を用いて、前記照明瞳を複数の部分照明瞳に分割し、前記部分照明瞳毎に、前記テーブルを用いて前記複数の部分フーリエ変換パターンを修正して得られる修正後の部分フーリエ変換パターンに基づいて前記投影光学系の瞳面における部分光量分布を求め、前記部分照明瞳毎に求められる前記部分光量分布を加算して光量分布を求める演算装置と
を備える光量分布の計算装置。 A calculation device for calculating a light amount distribution in a pupil plane of a projection optical system that receives light from a predetermined pattern,
Intensity information of the first and second diffracted lights of different orders generated when a plurality of periodic patterns having different periods among the predetermined patterns are illuminated with lights having different first and second incident angles. Information of the table in which the calculation results of the above are recorded, information on the Fourier transform pattern of the predetermined pattern obtained by calculating the predetermined pattern as a two-dimensional pattern, and an illumination optical system for illuminating the predetermined pattern A storage device for storing illumination pupil information;
Separating a plurality of partial Fourier transform patterns generated by partial patterns having different periods from the Fourier transform pattern using the information of the Fourier transform pattern, and using the information of the illumination pupil, Dividing into partial illumination pupils, and for each partial illumination pupil, based on corrected partial Fourier transform patterns obtained by correcting the plurality of partial Fourier transform patterns using the table, on the pupil plane of the projection optical system An apparatus for calculating a light quantity distribution, comprising: an arithmetic unit that obtains a partial light quantity distribution and calculates the light quantity distribution by adding the partial light quantity distributions obtained for each of the partial illumination pupils.
前記フーリエ変換パターンから互いに周期が異なる部分パターンによって生成される複数の部分フーリエ変換パターンを分離するために、
前記フーリエ変換パターンにおいて0次光からの距離が互いに異なる複数の1次回折光を前記複数の部分パターンからの回折光として選択し、
前記複数の1次回折光の各強度に基づいて、前記0次光の強度のうち、前記複数の部分パターンからの0次光の強度を求める請求項11に記載の計算装置。 The arithmetic unit is:
In order to separate a plurality of partial Fourier transform patterns generated by partial patterns having different periods from the Fourier transform pattern,
A plurality of first-order diffracted lights having different distances from zero-order light in the Fourier transform pattern are selected as diffracted lights from the plurality of partial patterns;
The calculation device according to claim 11, wherein, based on the respective intensities of the plurality of first-order diffracted lights, out of the zero-order light intensities, the zero-order light intensities from the plurality of partial patterns are obtained.
前記フーリエ変換パターンにおいて0次光からの距離が互いに異なる複数の1次回折光を前記複数の部分パターンからの回折光として選択するために、
前記フーリエ変換パターンにおいて0次光からの距離が互いに整数倍の関係にある複数の回折光を同一の前記部分パターンからの回折光として選択する請求項12に記載の計算装置。 The arithmetic unit is:
In order to select a plurality of first-order diffracted lights having different distances from zero-order light in the Fourier transform pattern as diffracted lights from the plurality of partial patterns,
The calculation apparatus according to claim 12, wherein a plurality of diffracted lights whose distances from the 0th order light are integer multiples of each other in the Fourier transform pattern are selected as diffracted lights from the same partial pattern.
前記部分照明瞳毎に、前記テーブルを用いて前記複数の部分フーリエ変換パターンを修正して前記修正後の部分フーリエ変換パターンを求めるために、
前記部分照明瞳に対応して求められる前記パターンに対する光の入射角に応じて、前記テーブルの前記第1及び第2の入射角に関して記録されている前記第1及び第2の回折光の強度情報を内挿又は外挿して得られる強度に基づいて、前記部分フーリエ変換パターン中の前記第1及び第2の回折光の強度を修正する請求項9〜13のいずれか一項に記載の計算装置。 The arithmetic unit is:
In order to obtain the corrected partial Fourier transform pattern by correcting the plurality of partial Fourier transform patterns using the table for each partial illumination pupil,
Intensity information of the first and second diffracted lights recorded with respect to the first and second incident angles of the table in accordance with an incident angle of light with respect to the pattern obtained corresponding to the partial illumination pupil. 14. The calculation device according to claim 9, wherein the first and second diffracted light in the partial Fourier transform pattern is corrected based on an intensity obtained by interpolating or extrapolating. .
請求項9〜14のいずれか一項に記載の光量分布の計算装置を備え、
該計算装置は、前記演算装置によって求められる前記投影光学系の瞳面における前記所定パターンからの光の光量分布の情報を用いて前記投影光学系の光学特性を求める光学特性算出装置を含む計算装置。 In a calculation device for optical characteristics of a projection optical system that forms an image of a predetermined pattern illuminated with light from an illumination optical system,
A light amount distribution calculating device according to any one of claims 9 to 14, comprising:
The calculation apparatus includes an optical characteristic calculation apparatus that calculates optical characteristics of the projection optical system using information on a light amount distribution of light from the predetermined pattern on the pupil plane of the projection optical system determined by the arithmetic unit. .
請求項9〜14のいずれか一項に記載の光量分布の計算装置と、
前記計算装置によって求められる前記投影光学系の瞳面における前記所定パターンからの光の光量分布の情報に基づいて前記投影光学系の光学特性の変動量を求め、該光学特性の変動量を補正する制御装置と、
を備える露光装置。 In an exposure apparatus that illuminates a predetermined pattern with light from an illumination optical system and exposes the substrate with the light through the predetermined pattern and the projection optical system,
The light quantity distribution calculating device according to any one of claims 9 to 14,
A variation amount of the optical characteristic of the projection optical system is obtained based on information on a light amount distribution of light from the predetermined pattern on the pupil plane of the projection optical system obtained by the calculation device, and the variation amount of the optical characteristic is corrected. A control device;
An exposure apparatus comprising:
前記パターンが形成された前記基板を処理することと、
を含むデバイス製造方法。 Forming a pattern of a photosensitive layer on a substrate using the exposure method according to claim 8;
Processing the substrate on which the pattern is formed;
A device manufacturing method including:
前記パターンが形成された前記基板を処理することと、
を含むデバイス製造方法。 Forming a pattern of a photosensitive layer on a substrate using the exposure apparatus according to claim 16;
Processing the substrate on which the pattern is formed;
A device manufacturing method including:
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