JP2018197801A - Image surface measurement device, image surface measurement method, exposure device, exposure method, and device production method - Google Patents

Image surface measurement device, image surface measurement method, exposure device, exposure method, and device production method Download PDF

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俊昭 杉浦
Toshiaki Sugiura
俊昭 杉浦
小笠原 聡
Satoshi Ogasawara
聡 小笠原
近藤 尚人
Naohito Kondo
尚人 近藤
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Abstract

To provide an image surface measurement device that shortens the time required for measuring the position of an image surface.SOLUTION: An image surface measurement device 7 measures the position of an image surface of a projection optical system 3 that projects an image of a desired pattern onto the image surface by exposure light EL. The device has: an input interface 71 that receives input of first information on the state of an image formed by the exposure light through the projection optical system and second information on the properties of the projection optical system; and a controller 72 that calculates the position of the image surface using the first and second information.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、投影光学系の像面の位置を計測する像面計測装置及び像面計測方法、この像面計測装置若しくはこの像面計測方法を用いて物体を露光する露光装置及び露光方法、並びに、この露光方法を用いてデバイスを製造するデバイス製造方法の技術分野に関する。   The present invention relates to an image plane measuring apparatus and an image plane measuring method for measuring the position of an image plane of a projection optical system, an exposure apparatus and an exposure method for exposing an object using the image plane measuring apparatus or the image plane measuring method, and The present invention relates to a technical field of a device manufacturing method for manufacturing a device using this exposure method.

露光装置は、所望パターンを介した露光光を投影光学系で物体に投影することで、物体に所望パターンを転写する。このような露光装置では、投影光学系の像面の位置が計測される。像面の位置の計測に要する時間の短縮が望まれる。   The exposure apparatus transfers the desired pattern onto the object by projecting the exposure light through the desired pattern onto the object with the projection optical system. In such an exposure apparatus, the position of the image plane of the projection optical system is measured. It is desired to reduce the time required for measuring the position of the image plane.

米国特許出願公開第2007/296945号US Patent Application Publication No. 2007/296945

第1の態様によれば、露光光によって所望パターンの像を像面に投影する投影光学系の前記像面の位置を計測する像面計測装置であって、前記投影光学系を介した前記露光光によって形成される像の状態に関する第1情報及び前記投影光学系の特性に関する第2情報が入力される入力インタフェースと、前記第1及び第2情報を用いて、前記像面の位置を算出するコントローラとを備える像面計測装置が提供される。   According to the first aspect, there is provided an image plane measuring apparatus for measuring a position of the image plane of a projection optical system that projects an image of a desired pattern onto an image plane with exposure light, the exposure via the projection optical system. The position of the image plane is calculated using an input interface to which first information relating to a state of an image formed by light and second information relating to characteristics of the projection optical system are inputted, and the first and second information. An image plane measuring device including a controller is provided.

第2の態様によれば、露光光によって所望パターンの像を像面に投影する投影光学系の前記像面の位置を計測する像面計測装置であって、第1照明条件のもとで前記投影光学系によって形成される像の状態に関する第1情報と、前記第1照明条件のもとでの前記投影光学系の特性に関する第2情報とが入力される入力インタフェースと、前記第1及び第2情報を用いて、前記像面の位置を算出するコントローラとを備える像面計測装置が提供される。   According to the second aspect, there is provided an image plane measuring device that measures the position of the image plane of the projection optical system that projects an image of a desired pattern onto the image plane by exposure light, and the first plane is the first plane under the first illumination condition. An input interface for inputting first information relating to a state of an image formed by the projection optical system and second information relating to characteristics of the projection optical system under the first illumination condition; An image plane measuring device including a controller that calculates the position of the image plane using the two information is provided.

第3の態様によれば、露光光によって所望パターンの像を像面に投影する投影光学系の前記像面の位置を計測する像面計測方法であって、前記投影光学系を介した前記露光光によって形成される像の状態に関する第1情報及び前記投影光学系の特性に関する第2情報を取得することと、前記第1及び第2情報を用いて、前記像面の位置を算出することとを含む像面計測方法が提供される。   According to a third aspect, there is provided an image plane measurement method for measuring a position of the image plane of a projection optical system that projects an image of a desired pattern onto an image plane with exposure light, the exposure via the projection optical system. Obtaining first information relating to a state of an image formed by light and second information relating to characteristics of the projection optical system; calculating a position of the image plane using the first and second information; Is provided.

第4の態様によれば、露光光によって所望パターンの像を像面に投影する投影光学系の前記像面の位置を計測する像面計測方法であって、第1照明条件のもとで前記投影光学系によって形成される像の状態に関する第1情報と、前記第1照明条件のもとでの前記投影光学系の特性に関する第2情報とを取得することと、前記第1及び第2情報を用いて、前記像面の位置を算出することとを含む像面計測方法が提供される。   According to a fourth aspect, there is provided an image plane measurement method for measuring a position of the image plane of a projection optical system that projects an image of a desired pattern onto an image plane with exposure light, and the method is performed under a first illumination condition. Acquiring first information relating to a state of an image formed by the projection optical system and second information relating to characteristics of the projection optical system under the first illumination condition; and the first and second information. And calculating the position of the image plane.

第5の態様によれば、第1又は第2の態様における像面計測装置を備える露光装置が提供される。   According to the 5th aspect, an exposure apparatus provided with the image surface measuring device in a 1st or 2nd aspect is provided.

第6の態様によれば、第3又は第4の態様における像面計測方法の計測結果を用いて基板を露光する露光装置が提供される。   According to the 6th aspect, the exposure apparatus which exposes a board | substrate using the measurement result of the image surface measuring method in a 3rd or 4th aspect is provided.

第7の態様によれば、第1又は第2の態様における像面計測装置を用いて基板を露光する露光方法が提供される。   According to the 7th aspect, the exposure method which exposes a board | substrate using the image surface measuring device in the 1st or 2nd aspect is provided.

第8の態様によれば、第3又は第4の態様における像面計測方法の計測結果を用いて基板を露光する露光方法が提供される。   According to the 8th aspect, the exposure method which exposes a board | substrate using the measurement result of the image surface measuring method in the 3rd or 4th aspect is provided.

第9の態様によれば、第7又は第8の態様における露光方法を用いて、感光材が塗布された基板を露光し、当該基板に所望のマスクパターンを転写し、露光された前記感光材を現像して、前記所望のマスクパターンに対応する露光パターン層を形成し、前記露光パターン層を介して前記基板を加工するデバイス製造方法が提供される。   According to the ninth aspect, by using the exposure method according to the seventh or eighth aspect, the substrate coated with the photosensitive material is exposed, a desired mask pattern is transferred to the substrate, and the exposed photosensitive material. Is developed to form an exposure pattern layer corresponding to the desired mask pattern, and a device manufacturing method is provided for processing the substrate through the exposure pattern layer.

第10の態様によれば、コンピュータに第3又は第4の態様における像面計測方法を実行させるコンピュータプログラムが提供される。   According to the 10th aspect, the computer program which makes a computer perform the image plane measuring method in a 3rd or 4th aspect is provided.

図1は、本実施形態の露光装置の構成を示す構成図である。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the exposure apparatus of the present embodiment. 図2は、本実施形態の露光装置が行う像面計測動作の流れを示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing the flow of the image plane measurement operation performed by the exposure apparatus of this embodiment. 図3は、図2に示す像面計測動作のうち像情報を取得する処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing a flow of processing for acquiring image information in the image plane measurement operation shown in FIG. 図4は、像面計測用のマスクのパターン面を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing a pattern surface of a mask for image plane measurement.

図5は、図2に示す像面計測動作のうち収差情報を取得する処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing a flow of processing for acquiring aberration information in the image plane measurement operation shown in FIG. 図6は、図2に示す像面計測動作のうち像面の位置を算出する処理の流れを示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing a flow of processing for calculating the position of the image plane in the image plane measurement operation shown in FIG. 図7は、デバイス製造方法の流れを示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing the flow of the device manufacturing method.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。但し、本発明が以下に説明する実施形態に限定されることはない。
(1)露光装置EXの構成
はじめに、図1を参照しながら、本実施形態の露光装置EXの構成の一例について説明する。図1は、本実施形態の露光装置EXの断面(一部は、処理ブロック)を示す模式図である。尚、以下の説明では、互いに直交するX軸、Y軸及びZ軸から定義されるXYZ直交座標系を用いて、露光装置1を構成する構成要素の位置関係について説明する。説明の便宜上、X軸方向及びY軸方向のそれぞれが水平方向(つまり、水平面内の所定方向)であり、Z軸方向が鉛直方向(つまり、水平面に直交する方向であり、実質的には上下方向)であるものとする。また、X軸、Y軸及びZ軸周りの回転方向(言い換えれば、傾斜方向)を、それぞれ、θX方向、θY方向及びθZ方向と称する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described below.
(1) Configuration of Exposure Apparatus EX First, an example of the configuration of the exposure apparatus EX of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic view showing a cross section (partly a processing block) of the exposure apparatus EX of the present embodiment. In the following description, the positional relationship of the components constituting the exposure apparatus 1 will be described using an XYZ orthogonal coordinate system defined by the X axis, the Y axis, and the Z axis orthogonal to each other. For convenience of explanation, each of the X-axis direction and the Y-axis direction is a horizontal direction (that is, a predetermined direction in the horizontal plane), and the Z-axis direction is a vertical direction (that is, a direction orthogonal to the horizontal plane, and substantially up and down. Direction). Further, the rotation directions around the X axis, the Y axis, and the Z axis (in other words, the tilt direction) are referred to as a θX direction, a θY direction, and a θZ direction, respectively.

露光装置1は、物体を露光する。以下では、物体は、レジストが塗布された半導体基板等の基板41であるものとする。この場合、露光装置1は、基板41を露光することで、基板41にデバイスパターン(例えば、半導体素子パターン)を転写する。つまり、露光装置1は、半導体デバイス等のデバイスを製造するための露光装置であるものとする。但し、後述するように、露光装置1は、任意の物体を露光する又は任意の物体に光を照射する任意の露光装置であってもよい。   The exposure apparatus 1 exposes an object. In the following, it is assumed that the object is a substrate 41 such as a semiconductor substrate coated with a resist. In this case, the exposure apparatus 1 exposes the substrate 41 to transfer a device pattern (for example, a semiconductor element pattern) to the substrate 41. That is, the exposure apparatus 1 is an exposure apparatus for manufacturing a device such as a semiconductor device. However, as will be described later, the exposure apparatus 1 may be an arbitrary exposure apparatus that exposes an arbitrary object or irradiates light on an arbitrary object.

基板41にデバイスパターンを転写するために、露光装置EXは、図1に示すように、マスクステージ1と、照明系2と、投影光学系3と、基板ステージ4と、像面計測系5と、波面計測系6と、制御装置7とを備えている。尚、説明の便宜上、図1は、マスクステージ1、照明系2、投影光学系3、基板ステージ4、像面計測系5及び波面計測系6を断面図で示している一方で、制御装置7についてはブロック図で示していない。   In order to transfer the device pattern to the substrate 41, the exposure apparatus EX includes a mask stage 1, an illumination system 2, a projection optical system 3, a substrate stage 4, and an image plane measuring system 5, as shown in FIG. A wavefront measuring system 6 and a control device 7 are provided. For convenience of explanation, FIG. 1 shows the mask stage 1, the illumination system 2, the projection optical system 3, the substrate stage 4, the image plane measurement system 5, and the wavefront measurement system 6 in a sectional view, while the control device 7. Is not shown in the block diagram.

マスクステージ1は、基板41に転写されるデバイスパターンに対応するマスクパターンが形成されたマスク11を保持する。マスクステージ1は、マスク11を保持した状態で、照明系2から射出される露光光ELが照射される照明領域を含む平面(例えば、XY平面)に沿って移動可能である。例えば、マスクステージ1は、モータを含むマスク駆動システムの動作により移動する。マスクステージ1は、マスク駆動システムの動作により、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向、並びに、θX方向、θY方向及びθZ方向のうちの少なくとも一つに沿って移動可能である。   The mask stage 1 holds the mask 11 on which a mask pattern corresponding to the device pattern transferred to the substrate 41 is formed. The mask stage 1 is movable along a plane (for example, an XY plane) including an illumination area irradiated with the exposure light EL emitted from the illumination system 2 while holding the mask 11. For example, the mask stage 1 moves by the operation of a mask drive system including a motor. The mask stage 1 is movable along the X-axis direction, the Y-axis direction, the Z-axis direction, and at least one of the θX direction, the θY direction, and the θZ direction by the operation of the mask drive system.

照明系2は、露光光ELを射出する。露光光ELは、例えば、水銀ランプから射出される輝線(例えば、g線、h線若しくはi線等)であってもよい。露光光ELは、例えば、KrFエキシマレーザ光(波長248nm)等の遠紫外光(DUV光:Deep Ultra Violet光)であってもよい。露光光ELは、例えば、ArFエキシマレーザ光(波長193nm)又はFレーザ光(波長157nm)等の真空紫外光(VUV光:Vacuum Ultra Violet光)であってもよい。照明系2が射出した露光光ELは、マスク11の一部に照射される。 The illumination system 2 emits exposure light EL. The exposure light EL may be, for example, a bright line (for example, g line, h line, or i line) emitted from a mercury lamp. The exposure light EL may be far ultraviolet light (DUV light: Deep Ultra Violet light) such as KrF excimer laser light (wavelength 248 nm), for example. The exposure light EL may be vacuum ultraviolet light (VUV light: Vacuum Ultra Violet light) such as ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) or F 2 laser light (wavelength 157 nm), for example. The exposure light EL emitted from the illumination system 2 is applied to a part of the mask 11.

投影光学系3は、マスク11を透過した露光光EL(つまり、マスク11に形成されたマスクパターンの像)を、基板41に投影する。投影光学系3は、屈折光学素子を含む投影光学系であるが、屈折光学素子に加えて又は代えて反射光学素子を含む投影光学系であってもよい。投影光学系3は、縮小系であるが、等倍系又は拡大系であってもよい。投影光学系3は、マスクパターンの像を倒立像として投影してもよいし、マスクパターンの像を正立像として投影してもよい。   The projection optical system 3 projects the exposure light EL transmitted through the mask 11 (that is, the image of the mask pattern formed on the mask 11) onto the substrate 41. The projection optical system 3 is a projection optical system including a refractive optical element, but may be a projection optical system including a reflective optical element in addition to or instead of the refractive optical element. The projection optical system 3 is a reduction system, but may be an equal magnification system or an enlargement system. The projection optical system 3 may project the mask pattern image as an inverted image, or may project the mask pattern image as an erect image.

基板ステージ4は、基板ステージ4の上面に形成される凹部に基板41を収容することで、基板41を保持する。基板ステージ4は、基板41を保持した状態で、投影光学系3によって露光光ELが投影される投影領域を含む平面(例えば、XY平面)に沿って移動可能である。例えば、基板ステージ4は、モータを含む基板駆動システムの動作により移動する。基板ステージ4は、基板駆動システムの動作により、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向、並びに、θX方向、θY方向及びθZ方向のうちの少なくとも一つに沿って移動可能である。   The substrate stage 4 holds the substrate 41 by accommodating the substrate 41 in a recess formed on the upper surface of the substrate stage 4. The substrate stage 4 is movable along a plane (for example, an XY plane) including a projection area onto which the exposure light EL is projected by the projection optical system 3 while holding the substrate 41. For example, the substrate stage 4 moves by the operation of a substrate driving system including a motor. The substrate stage 4 is movable along at least one of the X-axis direction, the Y-axis direction, the Z-axis direction, and the θX direction, the θY direction, and the θZ direction by the operation of the substrate driving system.

像計測系5は、基板41の上面(つまり、露光光ELが投影される投影面となる基板41の上面)を撮像して画像信号を取得する計測装置である。例えば、像計測系5は、基板41に照明光を照射する光源と、基板41からの反射光の像が結像される撮像面を含む撮像素子とを備える。像計測系5が取得した画像信号は、像計測系5から制御装置7に出力される。像計測系5は、投影光学系3の側面に配置されている。このため、像計測系5は、投影光学系3を介することなく基板41を撮像する。但し、像計測系5は、投影光学系3を介して基板41を撮像してもよい。   The image measurement system 5 is a measurement device that captures an image of the upper surface of the substrate 41 (that is, the upper surface of the substrate 41 serving as a projection surface onto which the exposure light EL is projected). For example, the image measurement system 5 includes a light source that irradiates the substrate 41 with illumination light, and an imaging element that includes an imaging surface on which an image of reflected light from the substrate 41 is formed. The image signal acquired by the image measurement system 5 is output from the image measurement system 5 to the control device 7. The image measurement system 5 is disposed on the side surface of the projection optical system 3. For this reason, the image measurement system 5 images the substrate 41 without using the projection optical system 3. However, the image measurement system 5 may image the substrate 41 via the projection optical system 3.

波面計測系6は、投影光学系3を介した露光光ELの波面を計測する計測装置である。例えば、波面計測系6は、投影光学系3を介した露光光ELを受光可能な受光素子(典型的には、撮像素子)を備える。波面計測系6は、例えば、干渉方式の計測法を用いて波面を計測可能な計測装置であってもよい。波面計測系6は、例えば、シャック・ハルトマン方式の計測法を用いて波面を計測可能な計測装置であってもよい。このような波面計測系6は、例えば米国特許第7,667,829号明細書に開示されている。波面計測系6は、例えば、その他の既存の方式の計測法を用いて波面を計測可能な計測装置であってもよい。このため、波面計測系6そのものの詳細な説明は省略する。波面計測系6は、基板ステージ4に配置されている。特に、波面計測系6は、基板41が収容される基板ステージ4の上面の凹部の外側に配置される。この場合、波面計測系6が備える撮像素子の撮像面の高さ(つまり、Z軸方向の位置)は、基板41の上面の高さと同じである。   The wavefront measuring system 6 is a measuring device that measures the wavefront of the exposure light EL that has passed through the projection optical system 3. For example, the wavefront measuring system 6 includes a light receiving element (typically, an imaging element) that can receive the exposure light EL that has passed through the projection optical system 3. The wavefront measuring system 6 may be, for example, a measuring device capable of measuring a wavefront using an interference measurement method. The wavefront measuring system 6 may be a measuring device capable of measuring a wavefront using, for example, a Shack-Hartmann measurement method. Such a wavefront measuring system 6 is disclosed in, for example, US Pat. No. 7,667,829. The wavefront measuring system 6 may be a measuring device that can measure the wavefront using, for example, other existing measurement methods. For this reason, detailed description of the wavefront measuring system 6 itself is omitted. The wavefront measuring system 6 is disposed on the substrate stage 4. In particular, the wavefront measuring system 6 is disposed outside the concave portion on the upper surface of the substrate stage 4 in which the substrate 41 is accommodated. In this case, the height of the imaging surface of the imaging device included in the wavefront measuring system 6 (that is, the position in the Z-axis direction) is the same as the height of the upper surface of the substrate 41.

制御装置7は、露光装置1全体の動作を制御する。制御装置7は、露光装置1が備える各動作ブロックを動作させるための制御コマンドを、各動作ブロックに対して出力する。各動作ブロックは、制御コマンドに従って動作する。例えば、制御装置7は、基板41上の所望のショット領域の所望位置に所望のデバイスパターンが転写されるように、マスクステージ1及び基板ステージ4の移動を制御する。   The control device 7 controls the overall operation of the exposure apparatus 1. The control device 7 outputs a control command for operating each operation block included in the exposure apparatus 1 to each operation block. Each operation block operates according to a control command. For example, the control device 7 controls the movement of the mask stage 1 and the substrate stage 4 so that a desired device pattern is transferred to a desired position in a desired shot area on the substrate 41.

本実施形態では特に、制御装置7は、像計測系5の計測結果及び波面計測系6の計測結果が入力される入力インタフェース71と、入力インタフェース71に入力された計測結果に基づいて、投影光学系3の像面の位置(特に、投影光学系3の光軸方向の位置)を算出する(つまり、計測する)演算処理部72とを備える。演算処理部72は、例えば、CPU(Central Processing Unit)等の処理装置又はこのような処理装置内で論理的に実現される処理ブロックである。演算処理部72は、不図示のメモリ等に記憶されている又は入力インタフェース71を介して入力されるコンピュータプログラムを実行することで、投影光学系3の像面の位置を算出する。   In the present embodiment, in particular, the control device 7 projects the projection optics based on the input interface 71 to which the measurement result of the image measurement system 5 and the measurement result of the wavefront measurement system 6 are input, and the measurement result input to the input interface 71. And an arithmetic processing unit 72 that calculates (that is, measures) the position of the image plane of the system 3 (in particular, the position of the projection optical system 3 in the optical axis direction). The arithmetic processing unit 72 is, for example, a processing device such as a CPU (Central Processing Unit) or a processing block that is logically realized in such a processing device. The arithmetic processing unit 72 calculates the position of the image plane of the projection optical system 3 by executing a computer program stored in a memory or the like (not shown) or input via the input interface 71.

特に、演算処理部72は、所望の照明条件のもとで投影光学系3が所望のマスクパターンの像を形成する(つまり、投影する)像面の位置を算出する。以下、像面の位置を算出するための像面計測動作について更に説明する。尚、所望のマスクパターンは、像面の位置を計測する対象となるマスクパターンであることから、以下の説明では、適宜“計測対象パターン”と称する。同様に、所望の照明条件は、像面の位置を計測する対象となる照明条件であることから、以下の説明では、適宜“計測対象照明条件”と称する。   In particular, the arithmetic processing unit 72 calculates the position of the image plane on which the projection optical system 3 forms (that is, projects) an image of a desired mask pattern under desired illumination conditions. Hereinafter, the image plane measurement operation for calculating the position of the image plane will be further described. Since the desired mask pattern is a mask pattern that is a target for measuring the position of the image plane, in the following description, it is appropriately referred to as a “measurement target pattern”. Similarly, since the desired illumination condition is an illumination condition for measuring the position of the image plane, in the following description, it is appropriately referred to as “measurement object illumination condition”.

(2)像面検出動作
(2−1)像面検出動作の全体の流れ
初めに、図2を参照しながら、像面計測動作の全体の流れについて説明する。図2は、像面計測動作の全体の流れを示すフローチャートである。
(2) Image plane detection operation
(2-1) Overall Flow of Image Plane Detection Operation First, the overall flow of the image plane measurement operation will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart showing the overall flow of the image plane measurement operation.

図2に示すように、まず、制御装置7は、像計測系5の計測結果に基づいて、投影光学系3を介した露光光ELによって形成された像の状態に関する像情報を取得する(ステップS1)。特に、ステップS1では、制御装置7は、像面計測用の特別なマスクパターンの像の状態に関する像情報を取得する。像面計測用のマスクパターン(以降、適宜“テストパターン”と称する)は、計測対象パターンとは異なる。つまり、制御装置7は、計測対象パターンの像の状態に関する像情報を取得しなくてもよい。本実施形態では、制御装置7は、像の状態に関する像情報として、例えば、像が形成される像面の位置に関する情報を取得する。つまり、制御装置7は、投影光学系3がテストパターンの像を形成する像面の位置に関する情報を取得する。尚、図2のステップS1の処理については、後に図3を参照しながら更に詳細に説明する。   As shown in FIG. 2, first, the control device 7 acquires image information related to the state of an image formed by the exposure light EL via the projection optical system 3 based on the measurement result of the image measurement system 5 (step). S1). In particular, in step S1, the control device 7 acquires image information related to the state of an image of a special mask pattern for image plane measurement. The mask pattern for image plane measurement (hereinafter referred to as “test pattern” as appropriate) is different from the measurement target pattern. That is, the control device 7 does not have to acquire image information regarding the state of the image of the measurement target pattern. In the present embodiment, the control device 7 acquires, for example, information regarding the position of the image plane on which the image is formed as the image information regarding the state of the image. That is, the control device 7 acquires information regarding the position of the image plane on which the projection optical system 3 forms the test pattern image. 2 will be described in detail later with reference to FIG.

ステップS1の処理の後に又は前に、制御装置7は、波面計測系6の計測結果に基づいて、投影光学系3の波面収差に関する収差情報を取得する(ステップS2)。尚、図2のステップS2の処理については、後に図5を参照しながら更に詳細に説明する。   After or before the process of step S1, the control device 7 acquires aberration information related to the wavefront aberration of the projection optical system 3 based on the measurement result of the wavefront measurement system 6 (step S2). 2 will be described in more detail later with reference to FIG.

その後、制御装置7は、ステップS1で取得した像情報及びステップS2で取得した収差情報に基づいて、計測対象照明条件のもとで投影光学系3が計測対象パターンの像を形成する像面の位置を算出する(ステップS3)。言い換えれば、制御装置7は、計測対象照明条件のもとで射出される露光光ELによって計測対象パターンの像が形成される像面の位置を算出する。つまり、本実施形態では、露光装置EXは、計測対象照明条件のもとで投影光学系3が形成する計測対象パターンの像を実際に計測することなく、計測対象照明条件のもとで投影光学系3が計測対象パターンの像を形成する像面の位置を算出することができる。尚、図2のステップS3の処理については、後に図6を参照しながら更に詳細に説明する。   Thereafter, the control device 7 determines the image plane on which the projection optical system 3 forms an image of the measurement target pattern under the measurement target illumination conditions based on the image information acquired in step S1 and the aberration information acquired in step S2. The position is calculated (step S3). In other words, the control device 7 calculates the position of the image plane on which the image of the measurement target pattern is formed by the exposure light EL emitted under the measurement target illumination conditions. That is, in the present embodiment, the exposure apparatus EX does not actually measure the image of the measurement target pattern formed by the projection optical system 3 under the measurement target illumination condition, and does not actually measure the projection optical under the measurement target illumination condition. The position of the image plane on which the system 3 forms an image of the measurement target pattern can be calculated. The process in step S3 in FIG. 2 will be described in more detail later with reference to FIG.

(2−2)像情報を取得する処理
続いて、図3を参照しながら、図2のステップS2における像情報を取得する処理の流れについて説明する。図3は、図2のステップS2における像情報を取得する処理の流れを示すフローチャートである。
(2-2) Processing for Acquiring Image Information Next, the flow of processing for acquiring image information in step S2 of FIG. 2 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart showing a flow of processing for acquiring image information in step S2 of FIG.

図3に示すように、まず、マスクステージ1に、テストパターンが形成された像面計測用のマスク11(以降、“テストマスク11a”と表記する)がローディングされる(ステップS11)。テストマスク11aは、位相シフトマスクである。特に、テストマスク11aは、PSFM(Phase Shift Focus Monitor:位相シフトフォーカスモニター)法を用いて投影光学系3のフォーカス位置を評価するために使用可能な位相シフトマスクである。このようなテストマスク11aの一例として、例えば、米国特許出願公開第2011/212389号明細書に記載されたマスクがあげられる。具体的には、テストマスク11aのパターン面には、図4に示すように、X軸方向にI行で且つY軸方向にJ列のマトリクス状に配列される複数の計測点P(i,j)が設定されている。尚、iは、1以上且つI以下の整数であり、jは、1以上且つJ以下の整数である。但し、テストマスク11aのパターン面には、単一の計測点Pが設定されていてもよい。各計測点P(i,j)には、露光光ELを通過させない遮光部と、露光光ELを通過させる通過部と、露光光ELの位相をシフトさせた上で通過させる位相シフト部とが組み合わせられた単位パターンが形成される。従って、テストマスク11aに形成されているテストパターンは、マトリクス状に配列された複数の単位パターンから構成される。尚、単位パターンは、米国特許出願公開第2011/212389号明細書に記載されたパターンと同一であってもよいため、その詳細な説明を省略する。   As shown in FIG. 3, first, a mask 11 for image plane measurement (hereinafter referred to as “test mask 11a”) on which a test pattern is formed is loaded on the mask stage 1 (step S11). The test mask 11a is a phase shift mask. In particular, the test mask 11a is a phase shift mask that can be used to evaluate the focus position of the projection optical system 3 using a PSFM (Phase Shift Focus Monitor) method. As an example of such a test mask 11a, for example, a mask described in US Patent Application Publication No. 2011/1212389 can be cited. Specifically, as shown in FIG. 4, on the pattern surface of the test mask 11a, a plurality of measurement points P (i,) arranged in a matrix of I rows in the X-axis direction and J columns in the Y-axis direction. j) is set. Note that i is an integer of 1 to I, and j is an integer of 1 to J. However, a single measurement point P may be set on the pattern surface of the test mask 11a. At each measurement point P (i, j), there is a light shielding portion that does not allow the exposure light EL to pass, a passage portion that allows the exposure light EL to pass, and a phase shift portion that allows the exposure light EL to pass after being shifted in phase. A combined unit pattern is formed. Therefore, the test pattern formed on the test mask 11a is composed of a plurality of unit patterns arranged in a matrix. The unit pattern may be the same as the pattern described in US Patent Application Publication No. 2011/1212389, and thus detailed description thereof is omitted.

ステップS11の処理の後に若しくは前に又は並行して、基板ステージ1に、基板41(特に、露光光ELによって未だ露光されていない基板41)がローディングされる(ステップS12)。   After, before or in parallel with the process of step S11, the substrate 41 (in particular, the substrate 41 that has not been exposed by the exposure light EL) is loaded onto the substrate stage 1 (step S12).

その後、照明系2の照明条件が、像情報を取得するために(つまり、テストマスク11aを介した露光光ELで基板41を露光するために)用いられるべきテスト照明条件に設定される(ステップS13)。照明条件は、例えば、照明形状と称することができる、照明系2の射出瞳での光量分布を含む。この場合、照明条件は、例えば、通常照明用の大σ照明、σ値が相対的に小さい小σ照明、輪帯照明、及び、変形照明(例えば、四重極照明)のいずれかに設定されてもよい。   After that, the illumination condition of the illumination system 2 is set to the test illumination condition to be used for acquiring image information (that is, for exposing the substrate 41 with the exposure light EL through the test mask 11a) (step). S13). The illumination condition includes, for example, a light amount distribution at the exit pupil of the illumination system 2, which can be referred to as an illumination shape. In this case, the illumination condition is set to, for example, one of large σ illumination for normal illumination, small σ illumination with relatively small σ value, annular illumination, and modified illumination (for example, quadrupole illumination). May be.

テスト照明条件は、計測対象照明条件と同じであってもよい。この場合、計測対象照明条件が大σ照明である場合には、テスト照明条件もまた大σ照明となる。或いは、テスト照明条件は、像面の位置を計測する対象となる計測対象照明条件と異なってもよい。この場合、計測対象照明条件が大σ照明である場合には、テスト照明条件は、大σ照明以外の照明条件(例えば、小σ照明、輪帯照明又は変形照明)となる。   The test illumination condition may be the same as the measurement target illumination condition. In this case, when the measurement target illumination condition is large σ illumination, the test illumination condition is also large σ illumination. Alternatively, the test illumination conditions may be different from the measurement target illumination conditions that are targets for measuring the position of the image plane. In this case, when the measurement target illumination condition is large σ illumination, the test illumination condition is an illumination condition other than the large σ illumination (for example, small σ illumination, annular illumination, or modified illumination).

その後、照明系2は、テスト照明条件に対応する露光光ELを射出する(ステップS13)。その結果、テスト照明条件のもとで、テストパターンを介した露光光ELが投影光学系3によって基板41に投影される(ステップS13)。具体的には、基板41上に設定される複数のショット領域の夫々が、テストパターンを介した露光光ELによって露光される。従って、各ショット領域にテストパターンが転写される。   Thereafter, the illumination system 2 emits the exposure light EL corresponding to the test illumination condition (step S13). As a result, the exposure light EL through the test pattern is projected onto the substrate 41 by the projection optical system 3 under the test illumination conditions (step S13). Specifically, each of a plurality of shot areas set on the substrate 41 is exposed by the exposure light EL through the test pattern. Therefore, a test pattern is transferred to each shot area.

その後、テストパターンが転写された基板41が基板ステージ4からアンローディングされる(ステップS14)。アンローディングされた基板41は、コータ・デベロッパによって現像される(ステップS15)。その結果、基板41上には、テストパターンに対応するレジスト像(つまり、レジストパターン)が形成される。   Thereafter, the substrate 41 to which the test pattern is transferred is unloaded from the substrate stage 4 (step S14). The unloaded substrate 41 is developed by the coater / developer (step S15). As a result, a resist image (that is, a resist pattern) corresponding to the test pattern is formed on the substrate 41.

その後、現像された基板41が基板ステージ4に再度ローディングされる(ステップS16)。その後、像計測系5は、レジスト像を撮像する(ステップS17)。特に、像計測系5は、テストマスク11a上の計測点P(i,j)に対応する、各ショット領域内の計測点Q(i,j)におけるレジスト像を撮像する。このため、基板ステージ4は、像計測系5が各ショット領域内の計測点Q(i,j)におけるレジスト像を撮像できるように、像計測系5に対して相対的に移動する。但し、像計測系5は、基板41上の所望の位置におけるレジスト像を撮像してもよい。   Thereafter, the developed substrate 41 is loaded again onto the substrate stage 4 (step S16). Thereafter, the image measurement system 5 captures a resist image (step S17). In particular, the image measurement system 5 captures a resist image at the measurement point Q (i, j) in each shot area corresponding to the measurement point P (i, j) on the test mask 11a. For this reason, the substrate stage 4 moves relative to the image measurement system 5 so that the image measurement system 5 can capture a resist image at the measurement point Q (i, j) in each shot region. However, the image measurement system 5 may capture a resist image at a desired position on the substrate 41.

その後、像計測系5の計測結果(つまり、撮像データ)は、像情報として、入力インタフェース71を介して演算処理部72に入力される(ステップS18)。   Thereafter, the measurement result (that is, the imaging data) of the image measurement system 5 is input as image information to the arithmetic processing unit 72 via the input interface 71 (step S18).

(2−3)収差情報を取得する処理
続いて、図5を参照しながら、図2のステップS3における収差情報を取得する処理の流れについて説明する。図5は、図2のステップS3における収差情報を取得する処理の流れを示すフローチャートである。
(2-3) Processing for Acquiring Aberration Information Next, the flow of processing for acquiring aberration information in step S3 in FIG. 2 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing the flow of processing for acquiring aberration information in step S3 of FIG.

図5に示すように、波面計測系6は、投影光学系3を介した露光光ELの波面を計測する(ステップS21)。特に、波面計測系6は、像情報を取得する際にレジスト像を撮像した各計測点Q(i,j)に対応する各計測点R(i,j)において、露光光ELの波面を計測する。つまり、波面計測系6は、投影光学系3に対する相対位置が各計測点Q(i,j)と一致する各計測点R(i,j)において、露光光ELの波面を計測する。このため、基板ステージ4は、波面計測系6が各計測点R(i,j)において波面を計測できるように、波面計測系6と共に移動する。例えば、基板ステージ4は、各計測点R(i,j)に波面計測系6の撮像面が位置するように、波面計測系6と共に移動する。その結果、像計測系5が各計測点Q(i,j)におけるレジスト像を撮像することで得られる像のXY平面内の位置は、波面計測系6が各計測点R(i,j)において波面を撮像することで得られる像のXY平面内の位置と同じになる。   As shown in FIG. 5, the wavefront measuring system 6 measures the wavefront of the exposure light EL that has passed through the projection optical system 3 (step S21). In particular, the wavefront measurement system 6 measures the wavefront of the exposure light EL at each measurement point R (i, j) corresponding to each measurement point Q (i, j) at which a resist image is captured when acquiring image information. To do. That is, the wavefront measuring system 6 measures the wavefront of the exposure light EL at each measurement point R (i, j) whose relative position with respect to the projection optical system 3 coincides with each measurement point Q (i, j). For this reason, the substrate stage 4 moves together with the wavefront measurement system 6 so that the wavefront measurement system 6 can measure the wavefront at each measurement point R (i, j). For example, the substrate stage 4 moves together with the wavefront measurement system 6 so that the imaging surface of the wavefront measurement system 6 is positioned at each measurement point R (i, j). As a result, the position in the XY plane of the image obtained by the image measurement system 5 capturing a resist image at each measurement point Q (i, j) is determined by the wavefront measurement system 6 at each measurement point R (i, j). The position of the image obtained by imaging the wavefront is the same as the position in the XY plane.

一例として、波面計測系6が干渉方式の計測法を用いて波面を計測可能な計測装置である場合の波面の計測方法について説明する。この場合、マスクステージ1には、波面計測用のマスク11(以降、“テストマスク11b”と表記する)がローディングされる。テストマスク11bのパターン面には、例えば、規則的に配列された複数のピンホールが形成されている。更に、投影光学系3を介した露光光ELが投影される投影領域に波面計測系6(特に、その撮像素子)が位置するように、基板ステージ4が移動する。その上で、照明系2が露光光ELを射出する。このとき、照明系2は、像情報を取得する際に用いたテスト照明条件で露光光ELを射出する。その結果、テストマスク11b(特に、ピンホール)及び投影光学系3を介した露光光ELが、波面計測系6に入射する。干渉方式の計測法を用いる波面計測系6は、上述した撮像素子に加えて、投影光学系3と撮像素子との間に、2次元の格子パターンが形成された回折格子を備えている。投影光学系3からの露光光ELは、回折格子に入射する。その結果、回折格子からは、複数の回折光が射出する。複数の回折光は、互いに干渉して干渉光を形成する。撮像素子は、この干渉光によって形成される干渉縞を撮像する。従って、撮像素子は、実質的には、干渉光の強度分布を画像として検出する。波面計測系6の計測結果(つまり、撮像データ)は、入力インタフェース71を介して演算処理部72に入力される。尚、干渉方式の波面計測系6は、例えば米国特許出願公開第2015/0160073号明細書に開示されている。   As an example, a wavefront measurement method in the case where the wavefront measurement system 6 is a measurement device that can measure a wavefront using an interference measurement method will be described. In this case, a mask 11 for wavefront measurement (hereinafter referred to as “test mask 11b”) is loaded on the mask stage 1. For example, a plurality of pinholes regularly arranged are formed on the pattern surface of the test mask 11b. Further, the substrate stage 4 is moved so that the wavefront measuring system 6 (particularly, its imaging device) is located in the projection area where the exposure light EL is projected via the projection optical system 3. Then, the illumination system 2 emits exposure light EL. At this time, the illumination system 2 emits the exposure light EL under the test illumination conditions used when acquiring the image information. As a result, the exposure light EL that has passed through the test mask 11 b (particularly, pinhole) and the projection optical system 3 enters the wavefront measurement system 6. In addition to the above-described image sensor, the wavefront measuring system 6 using the interference measurement method includes a diffraction grating in which a two-dimensional grating pattern is formed between the projection optical system 3 and the image sensor. The exposure light EL from the projection optical system 3 enters the diffraction grating. As a result, a plurality of diffracted lights are emitted from the diffraction grating. The plurality of diffracted lights interfere with each other to form interference light. The imaging device images the interference fringes formed by the interference light. Accordingly, the image sensor substantially detects the intensity distribution of the interference light as an image. A measurement result (that is, imaging data) of the wavefront measurement system 6 is input to the arithmetic processing unit 72 via the input interface 71. The interference type wavefront measurement system 6 is disclosed in, for example, US Patent Application Publication No. 2015/0160073.

その後、演算処理部72は、波面計測系6の計測結果(つまり、投影光学形3を介した露光光ELの波面に関する情報)に基づいて、投影光学系3の波面収差を算出する。つまり、演算処理部72は、像面計測用の照明条件のもとでの投影光学系3の波面収差を算出する。その結果、波面収差に関する収差情報が取得される。   Thereafter, the arithmetic processing unit 72 calculates the wavefront aberration of the projection optical system 3 based on the measurement result of the wavefront measurement system 6 (that is, information on the wavefront of the exposure light EL via the projection optical form 3). That is, the arithmetic processing unit 72 calculates the wavefront aberration of the projection optical system 3 under the illumination condition for image plane measurement. As a result, aberration information relating to wavefront aberration is acquired.

(2−4)像面の位置を算出する処理
続いて、図6を参照しながら、図2のステップS4における像面の位置を算出する処理の流れについて説明する。図6は、図2のステップS4における像面の位置を算出する処理の流れを示すフローチャートである。
(2-4) Processing for calculating the position of the image plane Next, the flow of processing for calculating the position of the image plane in step S4 in FIG. 2 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart showing a flow of processing for calculating the position of the image plane in step S4 of FIG.

図6に示すように、演算処理部72は、ステップS1で取得した像情報に基づいて、テスト照明条件のもとで投影光学系3がテストパターンの像を形成する像面の光軸方向(Z軸方向)における位置に関する第1位置情報を暫定的に算出する(ステップS31)。具体的には、演算処理部72は、像情報に基づいて、各ショット領域の各計測点Q(i,j)のレジスト像の状態から、各計測点Q(i,j)でのデフォーカス量(つまり、各計測点Q(i,j)が設定されている基板41の表面の、ベストフォーカス位置からのずれ量であり、実質的には、基板41の表面の、像面からのずれ量)を算出する。尚、デフォーカス量を算出する処理は、米国特許出願公開第2011/212389号明細書に記載された処理と同一であってもよいため、その詳細な説明を省略する。その後、演算処理部72は、各計測点Q(i,j)でのデフォーカス量に基づいて、投影光学系3がテストパターンの像を形成する像面の光軸方向の位置を算出する。一例として、演算処理部72は、各計測点Q(i,j)でのデフォーカスの平均値を、基板41の表面の像面からのずれ量として算出すると共に、当該ずれ量だけ基板41の表面からずれた位置に設定される光学面の位置を、投影光学系3がテストパターンの像を形成する像面の光軸方向の位置として算出してもよい。   As shown in FIG. 6, the arithmetic processing unit 72 is based on the image information acquired in step S <b> 1, and the optical axis direction of the image plane on which the projection optical system 3 forms an image of the test pattern under the test illumination conditions ( First position information regarding the position in the Z-axis direction is provisionally calculated (step S31). Specifically, the arithmetic processing unit 72 defocuses at each measurement point Q (i, j) from the state of the resist image at each measurement point Q (i, j) in each shot area based on the image information. Amount (that is, the amount of deviation from the best focus position of the surface of the substrate 41 on which each measurement point Q (i, j) is set, and substantially the amount of deviation of the surface of the substrate 41 from the image plane. Amount). Note that the processing for calculating the defocus amount may be the same as the processing described in the specification of US Patent Application Publication No. 20111/212389, and thus detailed description thereof is omitted. Thereafter, the arithmetic processing unit 72 calculates the position in the optical axis direction of the image plane on which the projection optical system 3 forms an image of the test pattern, based on the defocus amount at each measurement point Q (i, j). As an example, the arithmetic processing unit 72 calculates the average value of defocus at each measurement point Q (i, j) as a deviation amount from the image plane of the surface of the substrate 41, and the deviation amount of the substrate 41 is calculated by the deviation amount. The position of the optical surface set at a position shifted from the surface may be calculated as the position in the optical axis direction of the image surface on which the projection optical system 3 forms the image of the test pattern.

ここで、上述したように、テストパターンは、計測対象パターンとは異なる。このため、第1位置情報が示す像面の光軸方向の位置は、投影光学系3が計測対象パターンの像を形成する像面の光軸方向の位置とは異なる。更には、テスト照明条件は、計測対象照明条件とは異なる場合がある。この場合、照明系2の照明条件に応じて投影光学系3の波面収差のパターンに対する影響(つまりは、結像性能)が変動することを考慮すれば、第1位置情報が示す像面の光軸方向の位置は、計測対象照明条件のもとで投影光学系3が像を形成する像面の光軸方向の位置とは異なる。そこで、本実施形態では、演算処理部72は、以下に説明するステップS32からステップS35の処理を行うことで、第1位置情報から、像面計測用の照明条件のもとで投影光学系3がテストパターンの像を形成する像面の位置を算出する。   Here, as described above, the test pattern is different from the measurement target pattern. For this reason, the position in the optical axis direction of the image plane indicated by the first position information is different from the position in the optical axis direction of the image plane on which the projection optical system 3 forms an image of the measurement target pattern. Furthermore, the test illumination condition may be different from the measurement object illumination condition. In this case, considering that the influence (that is, imaging performance) of the wavefront aberration of the projection optical system 3 varies according to the illumination condition of the illumination system 2, the light on the image plane indicated by the first position information The position in the axial direction is different from the position in the optical axis direction of the image plane on which the projection optical system 3 forms an image under the measurement target illumination conditions. Therefore, in the present embodiment, the arithmetic processing unit 72 performs the processing from step S32 to step S35 described below, so that the projection optical system 3 can be obtained from the first position information under the illumination conditions for image plane measurement. Calculates the position of the image plane on which the test pattern image is formed.

具体的には、演算処理部72は、ステップS31で取得した第1位置情報及びステップS2で取得した収差情報に基づいて、波面収差が存在しない仮想的な投影光学系3(以降、波面収差が存在しない仮想的な投影光学系3を、“仮想投影光学系3a”と称する)がテストパターンの像を形成する像面の光軸方向の位置に関する第2位置情報を暫定的に算出する(ステップS32)。具体的には、演算処理部72は、第1位置情報が示す像面の光軸方向の位置から、収差情報が示す波面収差に起因した像面の光軸方向の位置の変動成分を排除する。つまり、演算処理部72は、第1位置情報が示す像面の光軸方向の位置から、当該像面の光軸方向の位置に対して波面収差が与える影響に起因した変動成分を排除する。その結果、演算処理部72は、仮想投影光学系3aがテストパターンの像を形成する像面の光軸方向の位置を算出することができる。   Specifically, the arithmetic processing unit 72 is based on the first position information acquired in step S31 and the aberration information acquired in step S2, and the virtual projection optical system 3 (hereinafter referred to as wavefront aberration is not present) having no wavefront aberration. The non-existent virtual projection optical system 3 is referred to as “virtual projection optical system 3a” to temporarily calculate the second position information regarding the position in the optical axis direction of the image plane on which the test pattern image is formed (step) S32). Specifically, the arithmetic processing unit 72 excludes a fluctuation component of the position in the optical axis direction of the image plane caused by the wavefront aberration indicated by the aberration information from the position in the optical axis direction of the image plane indicated by the first position information. . That is, the arithmetic processing unit 72 eliminates a fluctuation component caused by the influence of wavefront aberration on the position of the image plane in the optical axis direction from the position of the image plane indicated by the first position information. As a result, the arithmetic processing unit 72 can calculate the position in the optical axis direction of the image plane on which the virtual projection optical system 3a forms an image of the test pattern.

その後、演算処理部72は、計測対象照明条件及び計測対象パターンを特定する(ステップS33)。つまり、演算処理部72は、計測対象照明条件がどのような照明条件であるかを特定する。更に、演算処理部72は、計測対象パターンがどのようなマスクパターンであるかを特定する。   Thereafter, the arithmetic processing unit 72 specifies the measurement target illumination condition and the measurement target pattern (step S33). That is, the arithmetic processing unit 72 specifies what illumination condition the measurement target illumination condition is. Furthermore, the arithmetic processing unit 72 specifies what mask pattern the measurement target pattern is.

その後、演算処理部72は、計測対象照明条件のもとでの投影光学系3の収差感度を特定する(ステップS34)。具体的には、演算処理部72は、収差感度データから、計測対象照明条件のもとでの投影光学系3の収差感度を特定する。収差感度データは、照明条件と投影光学系3の波面収差(特に、その収差感度)との関係を規定する。このような収差感度データの一例として、例えば、ツェルニケ感度表(Zernike Sensitivity)を含むデータベースがあげられる。ツェルニケ感度表は、例えば、ある照明条件のもとで算出した投影光学系3の波面収差(つまり、結像性能)の、ツェルニケ多項式の各項における変化量(例えば、1λあたりの変化量)を、異なる複数の照明条件の夫々毎に含むデータベースである。   Thereafter, the arithmetic processing unit 72 specifies the aberration sensitivity of the projection optical system 3 under the measurement target illumination condition (step S34). Specifically, the arithmetic processing unit 72 specifies the aberration sensitivity of the projection optical system 3 under the measurement target illumination condition from the aberration sensitivity data. The aberration sensitivity data defines the relationship between the illumination conditions and the wavefront aberration (particularly, the aberration sensitivity) of the projection optical system 3. As an example of such aberration sensitivity data, for example, a database including a Zernike Sensitivity Table (Zernike Sensitivity) can be cited. The Zernike sensitivity table shows, for example, the amount of change (for example, the amount of change per 1λ) in each term of the Zernike polynomial of the wavefront aberration (that is, imaging performance) of the projection optical system 3 calculated under a certain illumination condition. The database includes each of a plurality of different illumination conditions.

収差感度データは、入力インタフェース71を介して演算処理部72に入力される。収差感度データは、露光装置EXが備える不図示の内部記憶装置から入力インタフェース71を介して演算処理部72に入力されてもよい。収差感度データは、露光装置EXに着脱可能な不図示の外部記憶装置から入力インタフェース71を介して演算処理部72に入力されてもよい。収差感度データは、露光装置EXが接続されるネットワーク回線から入力インタフェース71を介して演算処理部72に入力されてもよい。いずれにせよ、収差感度データが予め用意されると共に、当該予め用意された収差感度データが演算処理部72によって適宜参照される。   The aberration sensitivity data is input to the arithmetic processing unit 72 via the input interface 71. The aberration sensitivity data may be input to the arithmetic processing unit 72 via an input interface 71 from an internal storage device (not shown) provided in the exposure apparatus EX. The aberration sensitivity data may be input to the arithmetic processing unit 72 via the input interface 71 from an external storage device (not shown) that can be attached to and detached from the exposure apparatus EX. The aberration sensitivity data may be input to the arithmetic processing unit 72 via the input interface 71 from a network line to which the exposure apparatus EX is connected. In any case, the aberration sensitivity data is prepared in advance, and the prepared aberration sensitivity data is appropriately referred to by the arithmetic processing unit 72.

その後、演算処理部72は、ステップS32で算出した第2位置情報、ステップS33で特定した計測対象パターン、及びステップS34で特定した収差感度に基づいて、計測対象照明条件のもとで投影光学系3がテストパターンの像を形成する像面の光軸方向の位置を算出する(ステップS35)。具体的には、例えば、演算処理部72は、第2位置情報及び計測対象パターンに基づいて、波面収差が存在しない仮想投影光学系3aがテストパターンの像を形成するシミュレーションモデルを生成する。その後、演算処理部72は、シミュレーションモデルに対してテストパターンに代えて計測対象パターンを適用することで、波面収差が存在しない仮想的な投影光学系3aが計測対象パターンの像を形成する像面の光軸方向の位置を算出する。その後、演算処理部72は、算出した像面の光軸方向の位置に対して、特定した収差感度に応じた波面収差に起因した像面の光軸方向の位置の変動成分を加味する。つまり、演算処理部72は、算出した像面の光軸方向の位置に対して、計測対象照明条件のもとでの投影光学系3の波面収差に起因した像面の光軸方向の位置の変動成分を加味する。その結果、演算処理部72は、計測対象照明条件のもとで投影光学系3が計測対象パターンの像を形成する像面の光軸方向の位置を算出することができる。   Thereafter, the arithmetic processing unit 72 projects the projection optical system under the measurement target illumination condition based on the second position information calculated in step S32, the measurement target pattern specified in step S33, and the aberration sensitivity specified in step S34. 3 calculates the position in the optical axis direction of the image plane on which the test pattern image is formed (step S35). Specifically, for example, the arithmetic processing unit 72 generates a simulation model in which the virtual projection optical system 3a having no wavefront aberration forms an image of a test pattern based on the second position information and the measurement target pattern. Thereafter, the arithmetic processing unit 72 applies the measurement target pattern instead of the test pattern to the simulation model, so that the virtual projection optical system 3a having no wavefront aberration forms an image of the measurement target pattern. The position in the optical axis direction is calculated. Thereafter, the arithmetic processing unit 72 adds a fluctuation component of the position of the image plane in the optical axis caused by the wavefront aberration according to the specified aberration sensitivity to the calculated position of the image plane in the optical axis direction. That is, the arithmetic processing unit 72 sets the position of the image plane in the optical axis direction due to the wavefront aberration of the projection optical system 3 under the measurement target illumination condition with respect to the calculated position of the image plane in the optical axis direction. Add variable components. As a result, the arithmetic processing unit 72 can calculate the position in the optical axis direction of the image plane on which the projection optical system 3 forms an image of the measurement target pattern under the measurement target illumination conditions.

その後、演算処理部72は、計測対象照明条件及び計測対象パターンの少なくとも一方を変更するか否かを判定する(ステップS36)。つまり、演算処理部72は、既に像面の光軸方向の位置を算出済みの一の計測対象照明条件とは異なる他の計測対象照明条件のもとで既に像面の光軸方向の位置を算出済みの一の計測対象パターンの像が形成される像面の光軸方向の位置を算出するか否かを判定する。更に、演算処理部72は、既に像面の光軸方向の位置を算出済みの一の計測対象照明条件のもとで既に像面の光軸方向の位置を算出済みの一の計測対象パターンとは異なる他の計測対象パターンの像が形成される像面の光軸方向の位置を算出するか否かを判定する。更に、演算処理部72は、既に像面の光軸方向の位置を算出済みの一の計測対象照明条件とは異なる他の計測対象照明条件のもとで既に像面の光軸方向の位置を算出済みの一の計測対象パターンとは異なる他の計測対象パターンの像が形成される像面の光軸方向の位置を算出するか否かを判定する。   Thereafter, the arithmetic processing unit 72 determines whether or not to change at least one of the measurement target illumination condition and the measurement target pattern (step S36). That is, the arithmetic processing unit 72 has already determined the position of the image plane in the optical axis direction under another measurement target illumination condition that is different from the one measurement target illumination condition in which the position of the image plane in the optical axis direction has already been calculated. It is determined whether or not to calculate the position in the optical axis direction of the image plane on which the image of one calculated measurement target pattern is formed. In addition, the arithmetic processing unit 72 includes a measurement target pattern that has already calculated the position of the image plane in the optical axis direction under a measurement target illumination condition that has already calculated the position of the image plane in the optical axis direction. Determines whether to calculate the position in the optical axis direction of the image plane on which the image of another different measurement target pattern is formed. Further, the arithmetic processing unit 72 has already determined the position of the image plane in the optical axis direction under another measurement target illumination condition different from the one measurement target illumination condition in which the position of the image plane in the optical axis direction has already been calculated. It is determined whether or not to calculate the position in the optical axis direction of the image plane on which an image of another measurement target pattern different from the already calculated one measurement target pattern is formed.

ステップS36の判定の結果、計測対象照明条件及び計測対象パターンの少なくとも一方を変更すると判定される場合には(ステップS36:Yes)、演算処理部72は、ステップS33以降の処理を再度行う。つまり、演算処理部72は、ステップS33において計測対象照明条件及び計測対象パターンの少なくとも一方を変更した上で、ステップS34以降の処理を行う。他方で、ステップS36の判定の結果、計測対象照明条件及び計測対象パターンのいずれも変更しないと判定される場合には(ステップS36:No)、演算処理部72は、図6に示す処理を終了する。   As a result of the determination in step S36, when it is determined that at least one of the measurement target illumination condition and the measurement target pattern is to be changed (step S36: Yes), the arithmetic processing unit 72 performs the processing subsequent to step S33 again. That is, the arithmetic processing unit 72 changes the measurement target illumination condition and / or the measurement target pattern in step S33, and then performs the processes in and after step S34. On the other hand, as a result of the determination in step S36, when it is determined that neither the measurement target illumination condition nor the measurement target pattern is changed (step S36: No), the arithmetic processing unit 72 ends the process illustrated in FIG. To do.

(3)技術的効果
以上説明したように、本実施形態では、露光装置EXは、計測対象照明条件のもとで投影光学系3が形成する計測対象パターンの像を実際に計測することなく、計測対象照明条件のもとで投影光学系3が計測対象パターンの像を形成する像面の光軸方向の位置を算出することができる。つまり、露光装置EXは、テスト照明条件のもとで投影光学系3がテストパターンの像を形成する像面の光軸方向の位置に基づいて、シミュレーションで、計測対象照明条件のもとで投影光学系3が計測対象パターンの像を形成する像面の光軸方向の位置を算出することができる。このため、計測対象照明条件のもとで投影光学系3が形成する計測対象パターンの像(例えば、レジスト像)を実際に計測する必要がある第1比較例の露光装置と比較して、像面の光軸方向の位置の算出(つまり、計測)に要する時間が短縮される。
(3) Technical Effects As described above, in the present embodiment, the exposure apparatus EX does not actually measure the image of the measurement target pattern formed by the projection optical system 3 under the measurement target illumination conditions. The projection optical system 3 can calculate the position in the optical axis direction of the image plane on which the image of the measurement target pattern is formed under the measurement target illumination condition. In other words, the exposure apparatus EX performs projection under the measurement target illumination condition by simulation based on the position in the optical axis direction of the image plane on which the projection optical system 3 forms an image of the test pattern under the test illumination condition. The position in the optical axis direction of the image plane on which the optical system 3 forms the image of the measurement target pattern can be calculated. For this reason, the image of the measurement target pattern formed by the projection optical system 3 under the measurement target illumination condition (for example, a resist image) is compared with the exposure apparatus of the first comparative example that actually needs to be measured. The time required for calculating (that is, measuring) the position of the surface in the optical axis direction is shortened.

更に、本実施形態では、露光装置EXは、テスト照明条件のもとで投影光学系3が形成する像を計測すれば、複数の異なる計測対象照明条件のもとで投影光学系3が像を夫々形成する複数の像面の光軸方向の位置を算出することができる。つまり、露光装置EXは、複数の計測対象照明条件のもとで投影光学系3が夫々形成する複数の像(例えば、レジスト像)を実際に計測しなくてもよい。このため、複数の計測対象照明条件のもとで投影光学系3が夫々形成する複数の像を実際に計測する必要がある第2比較例の露光装置と比較して、複数の異なる計測対象照明条件に対応する複数の像面の光軸方向の位置の算出(つまり、計測)に要する時間が短縮される。   Furthermore, in this embodiment, when the exposure apparatus EX measures an image formed by the projection optical system 3 under the test illumination conditions, the projection optical system 3 captures an image under a plurality of different measurement target illumination conditions. The positions in the optical axis direction of a plurality of image planes formed respectively can be calculated. That is, the exposure apparatus EX may not actually measure a plurality of images (for example, resist images) formed by the projection optical system 3 under a plurality of measurement target illumination conditions. For this reason, compared with the exposure apparatus of the 2nd comparative example which needs to actually measure a plurality of images which each projection optical system 3 forms under a plurality of measurement object illumination conditions, a plurality of different measurement object illuminations The time required for calculating (that is, measuring) the positions of the plurality of image planes corresponding to the conditions in the optical axis direction is reduced.

更に、本実施形態では、露光装置EXは、投影光学系3が形成するテストパターンの像を計測すれば、投影光学系3が複数の異なる計測対象パターンの像を夫々形成する複数の像面の光軸方向の位置を算出することができる。つまり、露光装置EXは、投影光学系3が形成する複数の異なる計測対象パターン又は複数の異なるテストパターンの像(例えば、レジスト像)を実際に計測しなくてもよい。このため、投影光学系3が形成する複数の異なる計測対象パターン又は複数の異なるテストパターンの像を実際に計測する必要がある第3比較例の露光装置と比較して、複数の異なる計測対象パターンに対応する複数の像面の光軸方向の位置の算出(つまり、計測)に要する時間が短縮される。   Furthermore, in this embodiment, if the exposure apparatus EX measures the image of the test pattern formed by the projection optical system 3, the projection optical system 3 forms a plurality of image planes that respectively form a plurality of different measurement target patterns. The position in the optical axis direction can be calculated. That is, the exposure apparatus EX may not actually measure a plurality of different measurement target patterns formed by the projection optical system 3 or a plurality of different test pattern images (for example, resist images). Therefore, a plurality of different measurement target patterns compared to the exposure apparatus of the third comparative example that actually needs to measure a plurality of different measurement target patterns formed by the projection optical system 3 or a plurality of different test pattern images. The time required for calculating (that is, measuring) the positions in the optical axis direction of a plurality of image planes corresponding to is reduced.

(4)変形例
上述した説明では、像計測系5は、投影光学系3の側面に配置されている。しかしながら、像計測系5が基板41(特に、レジスト像)を撮像可能である限りは、像計測系5は、任意の位置に配置されてもよい。或いは、露光装置EXは、像計測系5を備えていなくてもよい。この場合、基板41(特に、レジスト像)は、露光装置EXの外部に配置される他の像計測系によって撮像されてもよい。また、上述した説明では、像計測系5が基板41上に形成されるレジスト像を撮像している。しかしながら、像計測系5は、投影光学系3による空間像を計測するものであってもよい。
(4) Modification In the above description, the image measurement system 5 is arranged on the side surface of the projection optical system 3. However, as long as the image measurement system 5 can capture the substrate 41 (particularly, a resist image), the image measurement system 5 may be arranged at an arbitrary position. Alternatively, the exposure apparatus EX may not include the image measurement system 5. In this case, the substrate 41 (particularly, the resist image) may be picked up by another image measurement system arranged outside the exposure apparatus EX. In the above description, the image measurement system 5 captures a resist image formed on the substrate 41. However, the image measurement system 5 may measure an aerial image by the projection optical system 3.

露光装置EXは、基板41に形成されたアライメントマークを検出可能なアライメント系を備えていてもよい。アライメント系によるアライメントマークの検出結果は、制御装置7に出力される。制御装置7は、アライメントマークの検出結果に基づいて、基板41上に既に形成済みのデバイスパターンと、基板41上に新たに転写しようとしているデバイスパターンとの位置合わせを行うためのアライメント動作を行う。この場合、アライメント系がアライメントマークを撮像することでアライメントマークを検出するアライメント系である場合は、このようなアライメント系が上述した像計測系5としても用いられてもよい。アライメントマークを撮像可能なアライメント系の一例として、例えば、FIA(Field Image Alignment:空間像アライメント)方式のアライメント系があげられる。   The exposure apparatus EX may include an alignment system that can detect an alignment mark formed on the substrate 41. The detection result of the alignment mark by the alignment system is output to the control device 7. Based on the detection result of the alignment mark, the control device 7 performs an alignment operation for aligning the device pattern already formed on the substrate 41 and the device pattern to be newly transferred on the substrate 41. . In this case, when the alignment system is an alignment system that detects an alignment mark by imaging the alignment mark, such an alignment system may also be used as the image measurement system 5 described above. An example of an alignment system that can image an alignment mark is an FIA (Field Image Alignment) type alignment system.

上述した説明では、像情報を取得する際に用いられるテストマスク11aは、PSFM法を用いて投影光学系3のフォーカス位置を評価するために使用可能な位相シフトマスクである。しかしながら、テストマスク11aは、PSFM法とは異なる方法を用いて投影光学系3のフォーカス位置を評価するために使用可能なマスクであってもよい。例えば、テストマスク11aは、CF(Contrast Focus:コントラストフォーカス)法を用いて投影光学系3のフォーカス位置を評価するために使用可能なマスクであってもよい。尚、CF法は、投影光学系3の光軸AXに沿った方向の基板41の位置を段階的に変更しながら、基板41上に所定のマスクパターンを転写すると共に、転写された所定のマスクパターンのレジスト像のコントラストに基づいてフォーカス位置を評価する方法である。或いは、テストマスク11aは、投影光学系3のフォーカス位置を評価するマスクに限らず、レジスト像を形成可能な任意のテストパターンが形成された任意のマスクであってもよい。テストマスク11aは、位相シフトマスクでなくてもよい。   In the above description, the test mask 11a used when acquiring image information is a phase shift mask that can be used for evaluating the focus position of the projection optical system 3 using the PSFM method. However, the test mask 11a may be a mask that can be used to evaluate the focus position of the projection optical system 3 using a method different from the PSFM method. For example, the test mask 11a may be a mask that can be used to evaluate the focus position of the projection optical system 3 using the CF (Contrast Focus) method. In the CF method, a predetermined mask pattern is transferred onto the substrate 41 while the position of the substrate 41 in the direction along the optical axis AX of the projection optical system 3 is changed stepwise, and the transferred predetermined mask is also transferred. In this method, the focus position is evaluated based on the contrast of the resist image of the pattern. Alternatively, the test mask 11a is not limited to a mask for evaluating the focus position of the projection optical system 3, and may be an arbitrary mask on which an arbitrary test pattern capable of forming a resist image is formed. The test mask 11a may not be a phase shift mask.

上述した説明では、テストマスク11aがPSFM法を用いて投影光学系3のフォーカス位置を評価するために使用可能な位相シフトマスクであるため、図6のステップS31において、制御装置7は、各計測点Q(i,j)のレジスト像の状態から各計測点Q(i,j)でのデフォーカス量を算出し、その後、各計測点Q(i,j)でのデフォーカス量に基づいてテストパターンの像が形成される像面の光軸方向の位置を算出している。しかしながら、テストマスク11aがPSFM法を用いて投影光学系3のフォーカス位置を評価するために使用可能な位相シフトマスクでない場合には、制御装置7は、レジスト像に基づく任意の方法(特に、テストマスク11aに形成されたテストパターンに適した方法)でテストパターンの像が形成される像面の光軸方向の位置を算出してもよい。   In the above description, since the test mask 11a is a phase shift mask that can be used for evaluating the focus position of the projection optical system 3 using the PSFM method, the control device 7 performs each measurement in step S31 of FIG. A defocus amount at each measurement point Q (i, j) is calculated from the state of the resist image at the point Q (i, j), and then based on the defocus amount at each measurement point Q (i, j). The position in the optical axis direction of the image plane on which the test pattern image is formed is calculated. However, if the test mask 11a is not a phase shift mask that can be used to evaluate the focus position of the projection optical system 3 using the PSFM method, the control device 7 may use any method based on the resist image (in particular, the test mask 11a). The position in the optical axis direction of the image plane on which the test pattern image is formed may be calculated by a method suitable for the test pattern formed on the mask 11a.

上述した説明では、像情報を取得する際に用いられるテストパターンは、計測対象パターンとは異なる。しかしながら、テストパターンは、計測対象パターンと同じであってもよい。この場合、テスト照明条件が所望の照明条件と同じである場合には、図6のステップS32において暫定的に算出された第2位置情報が示す像面の光軸方向の位置が、所望の照明条件の下で投影光学系3が計測対象パターンの像を形成する像面の光軸方向の位置に相当する。従って、演算処理部72は、図6のステップS33以降の処理を行わなくてもよい。但し、テスト照明条件が所望の照明条件と異なる場合には、演算処理部72は、図6のステップS33以降の処理を行うことで、所望の照明条件の下で投影光学系3が計測対象パターンの像を形成する像面の光軸方向の位置を算出する。   In the above description, the test pattern used when acquiring the image information is different from the measurement target pattern. However, the test pattern may be the same as the measurement target pattern. In this case, when the test illumination condition is the same as the desired illumination condition, the position in the optical axis direction of the image plane indicated by the second position information provisionally calculated in step S32 in FIG. Under the conditions, the projection optical system 3 corresponds to the position in the optical axis direction of the image plane on which the image of the measurement target pattern is formed. Therefore, the arithmetic processing unit 72 does not need to perform the processing after step S33 in FIG. However, when the test illumination condition is different from the desired illumination condition, the arithmetic processing unit 72 performs the processing after step S33 in FIG. 6 so that the projection optical system 3 can measure the measurement target pattern under the desired illumination condition. The position in the optical axis direction of the image plane forming the image is calculated.

上述した説明では、波面計測系6は、基板ステージ4に配置されている。しかしながら、波面計測系6が投影光学系3を介した露光光ELの波面を計測可能である限りは、波面計測系6は、任意の位置に配置されてもよい。例えば、波面計測系6は、マスクステージ1に配置されてもよい。例えば、波面計測系6は、マスクステージ1に支持される支持部材に配置されてもよい。露光装置EXが、基板ステージ4に加えて、基板ステージ4の側方で移動可能な計測ステージを備えている場合には、波面計測系6は、計測ステージに配置されていてもよい。   In the above description, the wavefront measuring system 6 is disposed on the substrate stage 4. However, as long as the wavefront measuring system 6 can measure the wavefront of the exposure light EL via the projection optical system 3, the wavefront measuring system 6 may be arranged at an arbitrary position. For example, the wavefront measuring system 6 may be disposed on the mask stage 1. For example, the wavefront measuring system 6 may be disposed on a support member that is supported by the mask stage 1. When the exposure apparatus EX includes a measurement stage that can move on the side of the substrate stage 4 in addition to the substrate stage 4, the wavefront measurement system 6 may be disposed on the measurement stage.

上述の説明では、露光装置EXは、半導体基板等の基板41を露光する。しかしながら、露光装置EXは、ガラス板、セラミック基板、フィルム部材、又は、マスクブランクス等の任意の物体を露光してもよい。露光装置EXは、液晶表示素子又はディスプレイを製造するための露光装置であってもよい。露光装置EXは、薄膜磁気ヘッド、撮像素子(例えば、CCD)、マイクロマシン、MEMS、DNAチップ及びマスク11(或いは、レチクル)のうちの少なくとも一つを製造するための露光装置であってもよい。   In the above description, the exposure apparatus EX exposes the substrate 41 such as a semiconductor substrate. However, the exposure apparatus EX may expose an arbitrary object such as a glass plate, a ceramic substrate, a film member, or mask blanks. The exposure apparatus EX may be an exposure apparatus for manufacturing a liquid crystal display element or a display. The exposure apparatus EX may be an exposure apparatus for manufacturing at least one of a thin film magnetic head, an imaging device (for example, CCD), a micromachine, a MEMS, a DNA chip, and a mask 11 (or reticle).

半導体デバイス等のデバイスは、図7に示す各ステップを経て製造されてもよい。デバイスを製造するためのステップは、デバイスの機能及び性能設計を行うステップS201、機能及び性能設計に基づいたマスク11を製造するステップS202、デバイスの基材である基板41を製造するステップS203、マスク11からの露光光ELで基板41を露光し且つ露光された基板41を現像するステップS204、デバイス組み立て処理(ダイシング処理、ボンディング処理、パッケージ処理等の加工処理)を含むステップS205及び検査ステップS206を含んでいてもよい。   A device such as a semiconductor device may be manufactured through the steps shown in FIG. The steps for manufacturing the device include: step S201 for performing function and performance design of the device; step S202 for manufacturing the mask 11 based on the function and performance design; step S203 for manufacturing the substrate 41 which is the base material of the device; Step S204 for exposing the substrate 41 with the exposure light EL from 11 and developing the exposed substrate 41, Step S205 including device assembly processing (processing processing such as dicing processing, bonding processing, and package processing) and inspection step S206 May be included.

上述の実施形態の構成要件は、適宜組み合わせることができる。上述の実施形態の要件のうちの一部が用いられなくてもよい。また、法令で許容される限りにおいて、上述の実施形態で引用した露光装置等に関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。   The configuration requirements of the above-described embodiments can be combined as appropriate. Some of the requirements of the above-described embodiment may not be used. In addition, as long as it is permitted by law, the disclosure of all published publications and US patents related to the exposure apparatus and the like cited in the above-described embodiments are incorporated herein by reference.

また、本発明は、請求の範囲及び明細書全体から読み取るこのできる発明の要旨又は思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う評価装置及び評価方法、像面計測装置、像面計測方法、露光装置、露光方法、並びに、デバイス製造方法もまた本発明の技術思想に含まれる。   Further, the present invention can be appropriately changed without departing from the gist or the idea of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and an evaluation apparatus and an evaluation method, an image plane measuring apparatus, and the like accompanying such a change, An image plane measuring method, an exposure apparatus, an exposure method, and a device manufacturing method are also included in the technical idea of the present invention.

EX 露光装置
1 マスクステージ
11 マスク
2 照明系
3 投影光学系
4 基板ステージ
41 基板
5 像計測系
6 波面計測系
7 制御装置
71 入力インタフェース
72 演算処理部
EX exposure apparatus 1 mask stage 11 mask 2 illumination system 3 projection optical system 4 substrate stage 41 substrate 5 image measurement system 6 wavefront measurement system 7 controller 71 input interface 72 arithmetic processing unit

Claims (26)

露光光によって所望パターンの像を像面に投影する投影光学系の前記像面の位置を計測する像面計測装置であって、
前記投影光学系を介した前記露光光によって形成される像の状態に関する第1情報及び前記投影光学系の特性に関する第2情報が入力される入力インタフェースと、
前記第1及び第2情報を用いて、前記像面の位置を算出するコントローラと
を備える像面計測装置。
An image plane measuring device that measures the position of the image plane of a projection optical system that projects an image of a desired pattern onto an image plane with exposure light,
An input interface for inputting first information relating to a state of an image formed by the exposure light via the projection optical system and second information relating to characteristics of the projection optical system;
A controller for calculating the position of the image plane using the first and second information.
前記特性は、収差を含む
請求項1に記載の像面計測装置。
The image plane measurement apparatus according to claim 1, wherein the characteristic includes an aberration.
前記第1情報は、前記露光光が投影される投影面内の第1位置に形成される像の状態に関する情報を含み、
前記第2情報は、前記投影光学系内の第1光路を通過して前記第1位置に到達する露光光の前記特性に関する情報を含む
請求項1又は2に記載の像面計測装置。
The first information includes information on a state of an image formed at a first position in a projection plane on which the exposure light is projected,
The image plane measurement device according to claim 1, wherein the second information includes information related to the characteristic of exposure light that passes through a first optical path in the projection optical system and reaches the first position.
前記第1情報は、前記露光光が投影される投影面内の複数の第2位置の夫々に形成される像に関する情報を含み、
前記第2情報は、前記投影光学系内の複数の第2光路の夫々を通過して前記複数の第2位置に夫々到達する露光光の前記特性に関する情報を含む
請求項1から3のいずれか一項に記載の像面計測装置。
The first information includes information regarding images formed at each of a plurality of second positions in a projection plane on which the exposure light is projected,
The said 2nd information contains the information regarding the said characteristic of the exposure light which each passes through each of several 2nd optical path in the said projection optical system, and reaches | attains each of these 2nd position. The image plane measuring device according to one item.
前記第1情報は、前記投影光学系による前記像を計測可能な第1計測装置の計測結果を含み、
前記第2情報は、前記投影光学系を介した前記露光光を計測可能な第2計測装置の計測結果を含む
請求項1から4のいずれか一項に記載の像面計測装置。
The first information includes a measurement result of a first measurement device capable of measuring the image by the projection optical system,
5. The image plane measurement device according to claim 1, wherein the second information includes a measurement result of a second measurement device capable of measuring the exposure light via the projection optical system.
前記第1計測装置は、前記投影光学系による前記像の状態を計測可能であり、
前記第2計測装置は、前記投影光学系を介した前記露光光の波面を計測可能である
請求項5に記載の像面計測装置。
The first measuring device can measure the state of the image by the projection optical system,
The image plane measurement apparatus according to claim 5, wherein the second measurement apparatus is capable of measuring a wavefront of the exposure light via the projection optical system.
前記第1計測装置は、前記投影光学系を介した前記露光光によって、基板上に設けられた感光性材料層に形成されるパターン像を計測可能である
請求項6に記載の像面計測装置。
The image plane measurement device according to claim 6, wherein the first measurement device is capable of measuring a pattern image formed on a photosensitive material layer provided on a substrate by the exposure light passing through the projection optical system. .
前記コントローラは、(i)前記第1情報が示す前記像の状態に基づいて前記像面の位置を暫定的に算出し、(ii)前記暫定的に算出した像面の位置から、前記第2情報が示す前記特性が前記像面の位置に与える影響を排除することで、前記像面の位置を算出する
請求項1から7のいずれか一項に記載の像面計測装置。
The controller (i) tentatively calculates the position of the image plane based on the state of the image indicated by the first information, and (ii) calculates the second position from the tentatively calculated position of the image plane. The image plane measurement device according to claim 1, wherein the position of the image plane is calculated by eliminating the influence of the characteristic indicated by the information on the position of the image plane.
前記コントローラは、第1のマスクパターンを介した前記露光光によって前記第1のマスクパターンの像が形成される前記像面の位置を算出する
請求項1から8のいずれか一項に記載の像面計測装置。
The image according to any one of claims 1 to 8, wherein the controller calculates a position of the image plane on which an image of the first mask pattern is formed by the exposure light through the first mask pattern. Surface measuring device.
前記第1情報は、前記第1のマスクパターンとは異なる第2のマスクパターンの像の状態に関する情報を含み、
前記コントローラは、(i)前記第1情報が示す前記像の状態に基づいて、前記第2のマスクパターンの像が形成される第1の像面の位置を暫定的に算出し、(ii)前記暫定的に算出した第1の像面の位置から、前記第2情報が示す前記特性が前記第1の像面の位置に与える影響を排除することで得られる第2の像面の位置を暫定的に算出し、(iii)前記暫定的に算出した第2の像面の位置、前記第1のマスクパターン、及び前記第1のマスクパターンの像を形成するときに用いられる露光光の状態に対応する前記投影光学系の特性を用いて、前記第1のマスクパターンの像が形成される前記像面の位置を算出する
請求項9に記載の像面計測装置。
The first information includes information regarding a state of an image of a second mask pattern different from the first mask pattern,
The controller (i) tentatively calculates the position of the first image plane on which the image of the second mask pattern is formed based on the state of the image indicated by the first information, and (ii) The position of the second image plane obtained by eliminating the influence of the characteristics indicated by the second information on the position of the first image plane from the provisionally calculated position of the first image plane. (Iii) the position of the second image plane calculated provisionally, the first mask pattern, and the state of the exposure light used when forming the image of the first mask pattern The image plane measurement apparatus according to claim 9, wherein the position of the image plane on which the image of the first mask pattern is formed is calculated using the characteristics of the projection optical system corresponding to the above.
前記第1情報は、第1照明条件のもとで前記投影光学系によって形成される像の状態に関する情報を含み、
前記第2情報は、前記第1照明条件のもとでの前記投影光学系の特性に関する情報を含み、
前記コントローラは、前記第1照明条件のもとでの前記像面の位置及び前記第1照明条件とは異なる第2照明条件のもとでの前記像面の位置の少なくとも一方を算出する
請求項1から10のいずれか一項に記載の像面計測装置。
The first information includes information on a state of an image formed by the projection optical system under a first illumination condition,
The second information includes information on characteristics of the projection optical system under the first illumination condition,
The controller calculates at least one of a position of the image plane under the first illumination condition and a position of the image plane under a second illumination condition different from the first illumination condition. The image plane measuring device according to any one of 1 to 10.
前記コントローラは、前記第1及び第2情報に基づいて、前記第1照明条件のもとでの前記像面の位置を算出し、
前記コントローラは、前記第1照明条件のもとでの前記像面の位置、及び前記第2照明条件のもとでの前記投影光学系の特性に基づいて、前記第2照明条件のもとでの前記像面の位置を算出する
請求項11に記載の像面計測装置。
The controller calculates the position of the image plane under the first illumination condition based on the first and second information,
The controller is based on the second illumination condition based on the position of the image plane under the first illumination condition and the characteristics of the projection optical system under the second illumination condition. The image plane measuring device according to claim 11, wherein the position of the image plane is calculated.
前記入力インタフェースには、前記第2照明条件のもとでの前記投影光学系の特性に関する第3情報が入力される
請求項11又は12に記載の像面計測装置。
The image plane measurement apparatus according to claim 11, wherein third information related to characteristics of the projection optical system under the second illumination condition is input to the input interface.
露光光によって所望パターンの像を像面に投影する投影光学系の前記像面の位置を計測する像面計測装置であって、
第1照明条件のもとで前記投影光学系によって形成される像の状態に関する第1情報と、前記第1照明条件のもとでの前記投影光学系の特性に関する第2情報とが入力される入力インタフェースと、
前記第1及び第2情報を用いて、前記像面の位置を算出するコントローラと
を備える像面計測装置。
An image plane measuring device that measures the position of the image plane of a projection optical system that projects an image of a desired pattern onto an image plane with exposure light,
First information regarding the state of an image formed by the projection optical system under the first illumination condition and second information regarding the characteristics of the projection optical system under the first illumination condition are input. An input interface;
A controller for calculating the position of the image plane using the first and second information.
前記コントローラは、前記第1照明条件とは異なる第2照明条件のもとでの前記像面の位置を算出する
請求項14に記載の像面計測装置。
The image plane measurement device according to claim 14, wherein the controller calculates a position of the image plane under a second illumination condition different from the first illumination condition.
前記入力インタフェースには、前記第2照明条件のもとでの前記投影光学系の特性に関する第3情報が入力され、
前記コントローラは、前記第1情報から前記第3情報を用いて、前記第2照明条件のもとでの前記像面の位置を算出する
請求項15に記載の像面計測装置。
Third information on the characteristics of the projection optical system under the second illumination condition is input to the input interface,
The image plane measurement device according to claim 15, wherein the controller calculates the position of the image plane under the second illumination condition using the third information from the first information.
露光光によって所望パターンの像を像面に投影する投影光学系の前記像面の位置を計測する像面計測方法であって、
前記投影光学系を介した前記露光光によって形成される像の状態に関する第1情報及び前記投影光学系の特性に関する第2情報を取得することと、
前記第1及び第2情報を用いて、前記像面の位置を算出することと
を含む像面計測方法。
An image plane measurement method for measuring a position of the image plane of a projection optical system that projects an image of a desired pattern onto an image plane with exposure light,
Obtaining first information relating to a state of an image formed by the exposure light via the projection optical system and second information relating to characteristics of the projection optical system;
An image plane measuring method including calculating the position of the image plane using the first and second information.
露光光によって所望パターンの像を像面に投影する投影光学系の前記像面の位置を計測する像面計測方法であって、
第1照明条件のもとで前記投影光学系によって形成される像の状態に関する第1情報と、前記第1照明条件のもとでの前記投影光学系の特性に関する第2情報とを取得することと、
前記第1及び第2情報を用いて、前記像面の位置を算出することと
を含む像面計測方法。
An image plane measurement method for measuring a position of the image plane of a projection optical system that projects an image of a desired pattern onto an image plane with exposure light,
Obtaining first information relating to a state of an image formed by the projection optical system under a first illumination condition and second information relating to a characteristic of the projection optical system under the first illumination condition. When,
An image plane measuring method including calculating the position of the image plane using the first and second information.
前記第1照明条件とは異なる第2照明条件のもとでの前記投影光学系の特性に関する第3情報を取得することをさらに含み、
前記算出することは、前記第1乃至第3情報を用いて、前記第2照明条件のもとでの前記像面の位置を算出する請求項17に記載の像面計測方法。
Further including obtaining third information relating to characteristics of the projection optical system under a second illumination condition different from the first illumination condition;
The image plane measurement method according to claim 17, wherein the calculating calculates the position of the image plane under the second illumination condition using the first to third information.
感光性材料が塗布された基板にパターン像を形成することをさらに含み、
前記取得することは、前記パターン像を観察して前記第1情報を取得することを含む
請求項17から19のいずれか一項に記載の像面計測方法。
Further comprising forming a pattern image on a substrate coated with a photosensitive material;
The image plane measurement method according to claim 17, wherein the acquiring includes observing the pattern image and acquiring the first information.
請求項1から16のいずれか一項に記載の像面計測装置を備える露光装置。   An exposure apparatus comprising the image plane measuring device according to any one of claims 1 to 16. 請求項17から20のいずれか一項に記載の像面計測方法の計測結果を用いて基板を露光する露光装置。   An exposure apparatus that exposes a substrate using a measurement result of the image plane measurement method according to any one of claims 17 to 20. 請求項1から16のいずれか一項に記載の像面計測装置を用いて基板を露光する露光方法。   The exposure method which exposes a board | substrate using the image surface measuring device as described in any one of Claims 1-16. 請求項17から20のいずれか一項に記載の像面計測方法の計測結果を用いて基板を露光する露光方法。   The exposure method which exposes a board | substrate using the measurement result of the image surface measuring method as described in any one of Claims 17-20. 請求項23又は24に記載の露光方法を用いて、感光材が塗布された基板を露光し、当該基板に所望のマスクパターンを転写し、
露光された前記感光材を現像して、前記所望のマスクパターンに対応する露光パターン層を形成し、
前記露光パターン層を介して前記基板を加工するデバイス製造方法。
A substrate coated with a photosensitive material is exposed using the exposure method according to claim 23 or 24, and a desired mask pattern is transferred to the substrate.
Developing the exposed photosensitive material to form an exposure pattern layer corresponding to the desired mask pattern;
A device manufacturing method for processing the substrate through the exposure pattern layer.
コンピュータに請求項17から20のいずれか一項に記載の像面計測方法を実行させるコンピュータプログラム。   A computer program for causing a computer to execute the image plane measurement method according to any one of claims 17 to 20.
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