JP4250439B2 - Aberration measuring device - Google Patents

Description

【００１３】
ここで、「Ｆ」は収差測定装置のフィゾー面（基準参照面）の真球度誤差、「Ｗ」は被検面の真球度誤差、「Ｓ」はフィゾーレンズを含む収差測定装置のシステム誤差を示す。また、括弧の中の添字「０」は、光軸周りの基準位置での各値を表す。
【００１４】
図１１（ａ）に示す配置から、被検物を光軸を中心に「π（１８０°）」だけ回転させて、図１１（ｂ）に示す配置にする。このとき、▲マークは、図１１（ｂ）において右側となる。かかる配置から得られる干渉測定データを「Ｔ_１」とすると、干渉測定データＴ_１は、以下の数式２で表される。
【００１５】
【数２】

【００１６】
ここで、括弧の中の添字「π」は、１８０°回転させたときの干渉測定データであることを表す。
【００１７】
このように、被検物を回転させて２つの干渉測定データＴ_０及びＴ_１を得た後、フィゾーレンズの集光点を被検物に一致させて、図１１（ｃ）に示すような頂点反射を実現させる。このとき得られる干渉測定データを「Ｔ_２」とすると、干渉測定データＴ_２は、以下の数式３で表される。
【００１８】
【数３】

【００１９】
干渉測定データＴ_０乃至Ｔ_２を用いると、被検面の真球度誤差「Ｗ」は、以下の数式４で求められる。
【００２０】
【数４】

【００２１】
ここで、「Ｔ _１ 」及び「Ｔ _２ 」は、「π」だけ回転させたときの干渉測定データを示す。このようにして得られた数式４を数式１に代入することにより、以下の数式５が得られる。
【００２２】
【数５】

【００２３】
ここで、数式５の左辺（即ち、Ｆ（０）＋Ｓ（０））がフィゾーレンズを含む収差測定装置のシステムエラーである。
【００２４】
また、収差測定装置の搭載された露光装置においては、収差測定装置の搭載前に、上述した収差測定装置のシステムエラーの測定方法を用いてＴＳレンズ、ＲＳミラーのシステムエラーの測定を行っている。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、システムエラーは温度等の環境の変化及び振動等の外乱などにより変化するため、投影レンズ等の高精度レンズの長期的な波面収差測定の精度を保証することは困難である。
【００２６】
長期的に波面収差測定の精度を保証するには、フィゾー型の干渉計を用いた収差測定装置の場合にはＴＳレンズのフィゾー面及びＲＳミラーの形状変化によるシステムエラーの経時変化を定期的に校正する必要がある。そのためには、被検レンズを取り出してＲＳミラー及びＰＺＴ素子をＴＳレンズと対向する位置に配置しなければならない。このとき、手動で取り外し及び配置を行うため、操作が煩雑及び困難であると共に、ＲＳミラー及びＴＳレンズへ温度変化などの影響を与えてしまい測定精度の劣化を招く恐れがある。
【００２７】
また、トワイマングリーン型の干渉計を用いた収差測定装置の場合にはコリメータレンズの透過波面の変化及びその他の参照光路及び被検光路の波面特性の変化によるシステムエラーの経時変化を定期的に校正する必要があり、フィゾー型の干渉計を用いた収差測定装置と同様の問題を生じる。
【００２８】
一方、収差測定装置の搭載された露光装置では、収差測定装置の搭載後にはシステムエラーの測定を行うことができない。
【００２９】
そこで、本発明は、煩雑な操作を必要とせずに、被測定体の波面収差測定を容易且つ高精度に行うことができる収差測定装置を提供することを例示的目的とする。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
本発明の一側面としての収差測定装置は、光束を用いて被測定体の波面収差を干渉縞として検出する収差測定装置であって、前記被測定体の波面収差を測定する第１の光学系と、前記第１の光学系のシステムエラーを測定する第２の光学系と、前記被測定体、前記第１の光学系及び第２の光学系を収納するチャンバーと、を有し、前記第１の光学系は、前記光束を前記被測定体の物体面上又は像面上に集光させる集光光学系と、前記被測定体の像面上又は物体面上に曲率中心が配置された第１の反射光学系とから構成され、前記第２の光学系は、前記集光光学系と、前記システムエラーの基準となる第２の反射光学系とから構成されることを特徴とする。
本発明の別の側面としての露光装置は、光束を用いてマスクに形成されたパターンを被処理体に露光する露光装置であって、前記パターンを前記被処理体に投影する投影光学系と、前記光束を用いて前記投影光学系の波面収差を干渉縞として検出する収差測定装置であって、前記投影光学系の波面収差を測定する第１の光学系と、前記第１の光学系のシステムエラーを測定する第２の光学系と、前記投影光学系、前記第１の光学系及び前記第２の光学系を収納するチャンバーとを有する収差測定装置と、を有し、前記第１の光学系は、前記光束を前記投影光学系の物体面上又は像面上に集光させる集光光学系と、前記投影光学系の像面上又は物体面上に曲率中心が配置された第１の反射光学系とから構成され、前記第２の光学系は、前記集光光学系と、前記システムエラーの基準となる第２の反射光学系とから構成されることを特徴とする。
本発明の更に別の側面としてのデバイス製造方法は、上述の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、露光された前記被処理体を現像するステップとを有することを特徴とする。
【００３１】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の一側面としての収差測定装置１００及び収差測定装置１００を搭載した露光装置２００について説明する。なお、各図において同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。ここで、図１は、本発明の一側面としての収差測定装置１００の例示的一形態を示す概略構成図である。
【００３３】
収差測定装置１００は、被検光と参照光を重ね合わせによって干渉縞を形成し、かかる干渉縞によって被測定体Ｔの波面収差を検出する。図１を参照するに、光源１１０から射出された光束は、引き回し光学系１１２により干渉計ユニット１２０へ導光される。干渉計ユニット１２０の内部においては、集光レンズ１２１により空間フィルター１２２上へ、光束が集められる。ここで、空間フィルター１２２の径は、コリメータレンズ１２５の開口数（ＮＡ）によって決まるエアリーディスク径の１／２程度に設定されている。これにより、空間フィルター１２２からの射出光は理想球面波となり、ハーフミラー１２３及びミラー１２４で反射した後、コリメータレンズ１２５により平行光に変換されて干渉計ユニット１２０から射出する。
【００３４】
干渉計ユニット１２０から射出した平行光は、引き回し光学系１３１により、被測定体Ｔの像面ＷＰ側に導かれ、ＸＹＺステージ１３２上へと入射する。ＸＹＺステージ１３２に入射した平行光は、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向に反射され、ＴＳレンズ１３３により被測定体Ｔの像面ＷＰ上へ集光され、被測定体Ｔを透過後に被測定体Ｔの物体面ＲＰ上に再結像される。
【００３５】
再結像された光は、ＸＹＺステージ１３４上に配置されたＲＳミラー１３５により反射され、被測定体Ｔ、ＴＳレンズ１３３、引き回し光学系１３１をほぼ同一光路で逆行し、再び、干渉計ユニット１２０へと逆入射する。干渉計ユニット１２０に逆入射した光は、コリメータレンズ１２５を通過し、ミラー１２４で反射された後、ハーフミラー１２３を透過して空間フィルター１２６上に集光される。ここで、空間フィルター１２６は、迷光及び急傾斜波面を遮断するものである。空間フィルター１２６を通過した光は、結像レンズ１２７によりＣＣＤカメラ１２８上に被検光として入射する。
【００３６】
一方、ＴＳレンズ１３３の最終面である、所謂、フィゾー面で反射した光束は、ＴＳレンズ１３３、引き回し光学系１３１を逆行して干渉計ユニット１２０に逆入射し、同様に、コリメータレンズ１２５、ミラー１２４、ハーフミラー１２３、空間フィルター１２６を経て、結像レンズ１２７によりＣＣＤカメラ１２８上に参照光として入射する。
【００３７】
このようにして、参照光と被検光の干渉により、ＣＣＤカメラ１２８上で干渉縞が検出される。また、ＲＳミラー１３５は、ＰＺＴ素子１３６によって光軸方向にスキャン（走査）され、所謂、フリンジスキャン法により、被検波面の高精度位相検出が可能となっている。これを基に、図示しないホストコンピューターなどで被測定体Ｔの波面収差を計算する。
【００３８】
また、収差測定装置１００は、基準ＲＳミラー１４０と、移動機構１５０とを有する。基準ＲＳミラー１４０は、収差測定装置１００のシステムエラーの基準となる基準球面（例えば、ＲＳミラー１３５の反射面と同じ形状）を有し、ＴＳレンズ１３２、被測定体Ｔ及びＲＳミラー１３５と同じチャンバー１６０に収納されている。基準ＲＳミラー１４０は、被測定体Ｔの画角外に配置されている。基準ＲＳミラー１４０及びＲＳミラー１３５は、経時変化しない材料、即ち、温度変化及び振動などの外乱などにより形状がほとんど変化しない、例えば、熱膨張係数の小さいゼロデュアー、石英材などで構成される。
【００３９】
移動機構１５０は、ＴＳレンズ１３３を載置し、基準ＲＳミラー１４０と対向する位置までＴＳレンズ１３３を移動させる。換言すれば、移動機構１５０は、ＴＳレンズ１３３を被測定体Ｔの波面収差を測定する位置と、収差測定装置１００のシステムエラーを測定する位置とに移動させることができる。移動機構１５０は、当業界で周知のいかなる構成をも適用することができるので、ここでは詳しい構造及び動作の説明は省略する。例えば、移動機構１５０は、リニアモーターを利用してＴＳレンズ１３３を移動することができる。
【００４０】
ＴＳレンズ１３３を移動機構１５０によって基準ＲＳミラー１４０と対向する位置へ移動させることで、被測定体Ｔ、ＲＳミラー１３５などを取り外すなどの煩雑な操作を必要とせずに、収差測定装置１００のシステムエラーの経時変化の測定及び定期校正が容易に可能となる。
【００４１】
収差測定装置１００は、基準ＲＳミラー１４０を被測定体Ｔの像面ＷＰよりも被測定体Ｔ側に配置されているが、配置スペースの問題などにより、基準ＲＳミラー１４０を配置させる場所が像面ＷＰよりも被測定体Ｔから離れた位置（即ち、ＴＳレンズ１３３側）の方が適当である場合には、基準ＲＳミラー１４０の形状を凸面とすればよい。
【００４２】
ＴＳレンズ１３３を移動機構１５０により移動させた場合に振動特性などで測定精度が悪化するという懸念がある場合には、基準ＲＳミラー１４０をＴＳレンズ１３３と対向する位置へ移動させる機構にしてもよい。
【００４３】
また、図１に示す収差測定装置１００は、被測定体Ｔの像面ＷＰ側から光を入射させているが、図２に示すように、被測定体Ｔの物体面ＲＰ側から光を入射させてもよい。かかる場合においては、ＲＳミラー１３５の曲率中心が物体面ＲＰと同じ高さに一致するように配置する。ここで、図２は、本発明の一側面としての収差測定装置１００の例示的一形態を示す概略構成図である。
【００４４】
本実施形態においては、干渉計ユニット１２０にフィゾー型干渉計を用いているが、干渉計はフィゾー型干渉計に限るものではなく、例えば、トワイマングリーン型干渉計など、他の干渉計を用いてもよい。
【００４５】
ここで、図３を参照して、収差測定装置１００のシステムエラーの校正方法、及び、被測定体Ｔの波面収差の測定について説明する。図３は、本発明の収差測定装置１００のシステムエラーの校正方法、及び、被測定体Ｔの波面収差の測定を説明するためのＲＳミラー１３５又は基準ＲＳミラー１４０とＴＳレンズ１３３との配置を示す概略模式図である。
【００４６】
まず、時刻ｔ＝０での収差測定装置１００のＲＳミラー１３５、ＴＳレンズ１３３（以下のＴＳレンズ１３３の値には干渉計ユニット１２０内のフィゾーレンズのシステムエラー値なども含まれるものとする）のシステムエラーを測定する。ＲＳミラー１３５のシステムエラー値をＲＳ（０）、ＴＳレンズ１３３のシステムエラー値をＴＳ（０）とすると、時刻ｔ＝０での収差測定装置１００のシステムエラー値Ｗ_０は、図３（ａ）より以下に示す数式６で表される。
【００４７】
【数６】

【００４８】
時間をあけずに（即ち、時刻ｔ＝０で）、移動機構１５０によってＴＳレンズ１３３を基準ＲＳミラー１４０と対向する位置へ移動させて、基準ＲＳミラー１４０と時刻ｔ＝０でのＴＳレンズ１３３のシステムエラー値の和を測定する。
【００４９】
基準ＲＳミラー１４０のシステムエラー値をＲＳｂとし、時刻ｔ＝０での基準ＲＳミラー１４０とＴＳレンズ１３３とを対向させて得たシステムエラー値Ｗ_１を用いると、時刻ｔ＝０でのＴＳレンズ１３３のシステムエラー値ＴＳ（０）は、図３（ｂ）より以下に示す数式７で求められる。
【００５０】
【数７】

【００５１】
但し、基準ＲＳミラー１４０のシステムエラー値ＲＳｂは、予め測定しておく。ここで、ＲＳミラー１３５及び基準ＲＳミラー１４０は、熱膨張係数の小さい材料で構成されているため、ＲＳミラー１３５及び基準ＲＳミラー１４０のシステムエラー値は、経時変化しないことになる。システムエラー値Ｗ０及びＷ１は、時刻ｔ＝０でのシステムエラー値として記憶しておき、定期校正の際に用いる。
【００５２】
次に、時刻ｔ＝ｔでのＲＳミラー１３５のシステムエラー値をＲＳ（ｔ）とすると、システムエラー値ＲＳ（ｔ）は、以下の数式８で表される。
【００５３】
【数８】

【００５４】
定期校正する際には、基準ＲＳミラー１４０とＴＳレンズ１３３とを対向させてシステムエラーの測定を行う。まず、時刻ｔ＝ｔでの基準ＲＳミラー１４０とＴＳレンズ１３３のシステムエラー値の和を測定する。時刻ｔ＝ｔでのＴＳレンズ１３３のシステムエラー値をＴＳ（ｔ）、測定されるシステムエラー値の和をＷ_２とすると、システムエラー値ＴＳ（ｔ）は、図３（ｃ）より以下に示す数式９で表される。
【００５５】
【数９】

【００５６】
数式９より得られたＴＳ（ｔ）のシステムエラー値をＴＳ（０）と置き換えて新たなシステムエラー値として記憶し、定期校正する。また、次回に定期校正を行う際には、前回に記憶した時刻を０として同様の手順で校正を行う。
【００５７】
以下、図４を参照して、本発明の一側面である収差測定装置１００を搭載した露光装置２００について説明する。図４は、本発明の一側面である露光装置２００の例示的一形態を示す概略構成図である。露光装置２００は、例えば、ステップ・アンド・スキャン方式やステップ・アンド・リピート方式でマスク２２０に形成された回路パターンをウェハ２２４に露光する投影露光装置である。かかる露光装置は、サブミクロンやクオーターミクロン以下のリソグラフィー工程に好適であり、以下、本実施形態ではステップ・アンド・スキャン方式の露光装置（「スキャナー」とも呼ばれる）を例に説明する。ここで、「ステップ・アンド・スキャン方式」とは、マスクに対してウェハを連続的にスキャン（走査）してマスクパターンをウェハに露光すると共に、１ショットの露光終了後ウェハをステップ移動して、次の露光領域に移動する露光方法である。「ステップ・アンド・リピート方式」は、ウェハの一括露光ごとにウェハをステップ移動して、次の露光領域に移動する露光方法である。
【００５８】
露光装置２００の基本的な構成は、先願である公開特許公報２０００年２７７４１２号と同様である。図４を参照するに、光源２１０から射出されたレーザー光は、ビーム整形光学系２１２により光軸に対して対称なビーム形状に変換され、光路切り替えミラー２１４に導光される。光路切り替えミラー２１４は、通常の露光時は光路外に配置される。
【００５９】
ビーム整形光学系２１２を射出した光束は、インコヒーレント化光学系２１６へ入射し、可干渉性を低下させた後に照明光学系２１８を透過し、マスク２２０を照明する。マスク２２０を通過してマスクパターンを反映する光は、投影光学系２２２によってウェハ２２４が配置されるウェハ面位置２２４ａに結像される。なお、図４においては、露光時を示していないため、ウェハ２２４はウェハ面位置２２４ａに位置していないが、露光時には、ウェハステージ２２６によってウェハ面位置２２４ａに移動される。
【００６０】
一方、投影光学系２２２の波面収差を測定する場合には、光路切り替えミラー２１４が光路中に配置される。ビーム整形光学系２１２からの光束は、光路切り替えミラー２１４により反射され、引き回し光学系２３２へと導かれ、マスク２２０の近傍に配置された干渉計ユニット１２０付近へと導光される。引き回し光学系２３２から射出した光束は、集光レンズ２３４により一点に集められる。ここで、集光レンズ２３４の焦点近傍にはピンホール２３６が配置されている。
【００６１】
ピンホール２３６を通過した光束は、コリメータレンズ２３８により平行光に変換される。ピンホール２３６の径は、コリメータレンズ２３８の開口数（ＮＡ）によって決まるエアリーディスク径と同程度に設定されている。この結果、ピンホール２３６から射出した光束は、ほぼ理想的な球面波となっている。コリメータレンズ２３８からの平行光は、ハーフミラー２４０により反射され、ＸＹＺステージ１３２に搭載されたＴＳレンズユニット２５０へと入射する。ＴＳレンズユニットに入射した光束は、ミラー２５２で反射され、上述したようにＴＳレンズ１３３によって、被検光と参照光に分割され、干渉計ユニット１２０にて干渉縞を形成する。かかる干渉縞によって投影光学系２２２の波面収差を求めることができる。
【００６２】
露光装置２００には、チャンバー２０２内のマスク２２０側の露光領域外（例えば、マスクステージ定盤上）に、基準ＲＳミラー１４０が配置され、ＴＳレンズ１３３を移動機構１５０により基準ＲＳミラー１４０と対向する位置へ移動させて、上述したように、システムエラーを測定し、定期校正をする。これにより、投影光学系２２２、ＲＳミラー１３５などを取り外すなどの煩雑な操作を必要とせずに、システムエラーの経時変化の測定及び定期校正が、露光装置２００を組み立てた後でも容易に可能となる。また、投影光学系２２２の波面収差を高精度に測定することができる。なお、ＴＳレンズ１３３の移動機構１５０は、図示しないマスクステージ、又は、図示しないアライメントスコープ用のステージなどと兼用してもよい。
【００６３】
移動機構１５０のストロークを大きく取れない場合（即ち、ＴＳレンズ１３３を基準ＲＳミラー１４０と対向させる位置に移動させることができない場合）には、図５に示すように、露光領域外に配置していた基準ＲＳミラー１４０を、移動機構１５０Ａにより測定可能位置（即ち、ＴＳレンズ１３３と対向する位置）に移動させてシステムエラーの測定を行い、定期校正をしてもよい。ここで、図５は、本発明の一側面である露光装置２００の例示的一形態を示す概略構成図である。
【００６４】
露光装置２００においては、マスク２２０側から光を入射させているが、ウェハ２２４側から光を入射させてもよい。かかる場合には、ウェハ２２４側の測定像高外、例えば、ウェハステージ２２６近傍の構造体又は投影レンズに基準ＲＳミラー１４０を配置し、ＴＳレンズ１３３を基準ＲＳミラー１４０と対向する位置へ移動させてシステムエラーの測定を行い、定期校正する。また、露光領域外に配置した基準ＲＳミラー１４０を移動機構１５０により測定可能位置（即ち、ＴＳレンズ１３３と対向する位置）に移動させてシステムエラーの測定を行い、定期校正をしてもよい。
【００６５】
なお、マスク２２０面、ウェハ面位置２２４ａそれぞれより投影光学系２２２から離れた方向に基準ＲＳミラー１４０を配置したい場合には、基準ＲＳミラー１４０を図６に示すような凸面形状を有する基準ＲＳミラー１４０Ａとして配置し、かかる基準ＲＳミラー１４０Ａ、あるいは、ＴＳレンズ１３３を移動させ、互いに対向するように配置することによりシステムエラーの測定を行う。ここで、図６は、ＴＳレンズ１３３と基準ＲＳミラー１４０Ａとの配置を示す概略模式図であり、図６（ａ）は、ＴＳレンズ１３３と基準ＲＳミラー１４０Ａとの回転角度が０°の場合、図６（ｂ）は、ＴＳレンズ１３３と基準ＲＳミラー１４０Ａとの回転角が１８０°の場合、図６（ｃ）は、ＴＳレンズ１３３と基準ＲＳミラー１４０Ａとの配置関係がＣａｔ’ｓ Ｅｙｅの場合を示している。なお、図６において、光は下側から入射し、▲マークは、基準ＲＳミラー１４０ＡがＴＳレンズ１３３に対して回転していることを示している。
【００６６】
次に、図７及び図８を参照して、露光装置２００を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図７は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。ステップ３（ウェハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いてリソグラフィー技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００６７】
図８は、ステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置２００によってマスクの回路パターンをウェハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウェハを現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによってウェハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施形態のデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。このように、露光装置２００を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。
【００６８】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００８４】
【発明の効果】
本発明によれば、煩雑な操作を必要とせずに、被測定体の波面収差測定を容易且つ高精度に行うことができる収差測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一側面としての収差測定装置の例示的一形態を示す概略構成図である。
【図２】 本発明の一側面としての収差測定装置の例示的一形態を示す概略構成図である。
【図３】 本発明の収差測定装置のシステムエラーの校正方法、及び、被測定体の波面収差の測定を説明するためのＲＳミラー又は基準ＲＳミラーとＴＳレンズとの配置を示す概略模式図である。
【図４】 本発明の一側面である露光装置の例示的一形態を示す概略構成図である。
【図５】 本発明の一側面である露光装置の例示的一形態を示す概略構成図である。
【図６】 ＴＳレンズと基準ＲＳミラーとの配置を示す概略模式図である。
【図７】 デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。
【図８】 図７に示すステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。
【図９】 従来の収差測定装置を示す概略構成図である。
【図１０】 従来のシステムエラーの測定方法を示すための収差測定装置の概略構成図である。
【図１１】 システムエラー測定時におけるＴＳレンズ及びＲＳミラーの配置を示す概略模式図である
【符号の説明】
１００ 収差測定装置
１１０ 光源
１１２ 引き回し光学系
１２０ 干渉計ユニット
１２１ 集光レンズ
１２２ 空間フィルター
１２３ ハーフミラー
１２４ ミラー
１２５ コリメータレンズ
１２６ 空間フィルター
１２７ 結像レンズ
１２８ ＣＣＤカメラ
１３１ 引き回し光学系
１３２ ＸＹＺステージ
１３３ ＴＳレンズ
１３４ ＸＹＺステージ
１３５ ＲＳミラー
１３６ ＰＺＴ素子
１４０及び１４０Ａ 基準ＲＳミラー
１５０及び１５０Ａ 移動機構
１６０ チャンバー
２００ 露光装置
２０２ チャンバー
２１０ 光源
２１２ ビーム整形光学系
２１４ 光路切り替えミラー
２１６ インコヒーレント化光学系
２１８ 照明光学系
２２０ マスク
２２２ 投影光学系
２２４ ウェハ
２２４ａ ウェハ面位置
２２６ ウェハステージ
２３２ 引き回し光学系
２３４ 集光レンズ
２３６ ピンホール
２３８ コリメータレンズ
２４０ ハーフミラー
２５０ ＴＳレンズユニット
２５２ ミラー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention generally relates to an aberration measuring apparatus, and more particularly to an aberration measuring apparatus that measures wavefront aberration such as a projection optical system that transfers a pattern on a mask onto a photosensitive substrate, and an exposure apparatus using the same. . Such a projection optical system is used, for example, in a lithography process when exposing an object to be processed such as a single crystal substrate such as a semiconductor wafer or a glass substrate for a liquid crystal display (LCD).
[0002]
[Prior art]
When manufacturing a fine semiconductor device such as a semiconductor memory or a logic circuit by using a photolithography technique, a circuit pattern drawn on a reticle or a mask (in this application, these terms are used interchangeably) 2. Description of the Related Art Conventionally, a reduction projection exposure apparatus that projects a circuit pattern by projecting onto a wafer or the like by a projection optical system has been used.
[0003]
In a reduction exposure apparatus, it is required to accurately transfer a pattern on a reticle onto a wafer at a predetermined magnification (reduction ratio). In order to meet such a requirement, the aberration is minimized and imaging performance is improved. It is important to use an excellent projection optical system. In particular, due to rapid miniaturization of semiconductor devices in recent years, patterns that exceed normal imaging performance have been increasingly transferred, and the transferred patterns have become sensitive to aberrations in the optical system. On the other hand, the projection optical system is required to enlarge the exposure area and increase the numerical aperture (NA), making aberration correction more difficult.
[0004]
As an apparatus for measuring the wavefront aberration of an optical system, an apparatus using a Fizeau type or Twiman Green type interferometer has been conventionally used. The principle of wavefront aberration measurement using a Fizeau interferometer will be described below with reference to FIGS. Here, FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing a conventional aberration measuring apparatus 1000.
[0005]
In the aberration measuring apparatus 1000, the light emitted from the light source 1100 is reflected by the drawing optical system 1110 and the half mirror 1120, then becomes parallel light by the collimator lens 1130, passes through the TS lens 1140 and the test lens 1150, and the RS mirror. Reflected at 1160. The light reflected by the RS mirror 1160 travels in the opposite direction to the test lens 1150 and the TS lens 1140, passes through the half mirror 1120, and enters the CCD camera 1170 as the test light.
[0006]
On the other hand, the light reflected by the final surface (ie, Fizeau surface) of the TS lens 1140 also passes through the half mirror 1120 and enters the CCD camera 1170 as reference light. Interference fringes are detected on the CCD camera 1170 by the interference of these two light beams (that is, the test light and the reference light). Further, the RS mirror 1160 is scanned in the optical axis direction by the PZT element 1180, and high-accuracy phase detection of the wavefront to be detected can be performed by a so-called fringe scanning method. Based on this, the host computer 1200 calculates the wavefront aberration.
[0007]
Furthermore, in order to guarantee long-term absolute accuracy, it is necessary to measure in advance a system error typified by the shape of the RS mirror 1160 and the shape of the TS lens 1140 (Fizeau surface) and correct the measurement value. FIG. 10 is a schematic configuration diagram of an aberration measuring apparatus 1000 for illustrating a conventional system error measuring method. In the conventional aberration measuring apparatus 1000, a system error tool (not shown) in which the test lens 1150 in the optical path between the TS lens 1140 and the RS mirror 1160 is taken out and the RS mirror 1160 and the PZT element 1180 are arranged on the mounting table 1190 is used. Attach and place it at a position facing the TS lens 1140 to measure the system error. As a result, the system error of the aberration measuring apparatus 1000 itself is measured and regular calibration is performed.
[0008]
FIG. 11 is a schematic diagram showing the arrangement of the TS lens 1140 and the RS mirror 1160 at the time of system error measurement. FIG. 11A shows a case where the rotation angle between the TS lens 1140 and the RS mirror 1160 is 0 °. FIG. 11B shows the case where the rotation angle between the TS lens 1140 and the RS mirror 1160 is 180 °, and FIG. 11C shows the case where the arrangement relationship between the TS lens 1140 and the RS mirror 1160 is Cat's Eye. Show. In FIG. 11, light is incident from the lower side, and a ▲ mark indicates that the RS mirror 1160 is rotated with respect to the TS lens 1140.
[0009]
The conventional aberration measuring apparatus 1000 measures system errors (periodic calibration) with three arrangements shown in FIGS. 11A to 11C with the TS lens 1140 and the RS mirror 1160 facing each other, and changes with time. I took measurements regularly to see.
[0010]
Here, a procedure for measuring a system error of the conventional aberration measuring apparatus will be described. Hereinafter, a case where a Fizeau interferometer is used will be described, but another interferometer (for example, a Twiman Green interferometer) may be used.
[0011]
The interference measurement data obtained with the Fizeau lens and the test object (RS mirror, etc.) arranged as shown in FIG.₀”, The interference measurement data T₀Is expressed by Equation 1 below.
[0012]
[Expression 1]

[0013]
Here, “F” is the sphericity error of the Fizeau surface (standard reference surface) of the aberration measuring device, “W” is the sphericity error of the test surface, and “S” is the system of the aberration measuring device including the Fizeau lens. Indicates an error. The subscript “0” in parentheses represents each value at the reference position around the optical axis.
[0014]
From the arrangement shown in FIG. 11A, the test object is rotated by “π (180 °)” around the optical axis to obtain the arrangement shown in FIG. At this time, the ▲ mark is on the right side in FIG. Interferometry data obtained from such an arrangement is represented by “T₁”, The interference measurement data T₁Is expressed by Equation 2 below.
[0015]
[Expression 2]

[0016]
Here, the subscript “π” in parentheses represents interference measurement data when rotated by 180 °.
[0017]
In this way, two pieces of interference measurement data T are rotated by rotating the test object.₀And T₁Then, the converging point of the Fizeau lens is made coincident with the test object to realize the vertex reflection as shown in FIG. The interference measurement data obtained at this time is referred to as “T₂”, The interference measurement data T₂Is expressed by Equation 3 below.
[0018]
[Equation 3]

[0019]
Interference measurement data T₀Thru T₂Is used, the sphericity error “W” of the test surface can be obtained by the following Equation 4.
[0020]
[Expression 4]

[0021]
here,"T ₁ "as well as"T ₂ "Indicates interference measurement data when rotated by" π ". By substituting Equation 4 obtained in this way into Equation 1, the following Equation 5 is obtained.
[0022]
[Equation 5]

[0023]
Here, the left side of Formula 5 (that is, F (0) + S (0)) is a system error of the aberration measuring apparatus including the Fizeau lens.
[0024]
In addition, in an exposure apparatus equipped with an aberration measuring device, the system error of the TS lens and the RS mirror is measured using the system error measuring method of the aberration measuring device described above before the aberration measuring device is installed. .
[0025]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the system error changes due to environmental changes such as temperature and disturbances such as vibration, it is difficult to guarantee the accuracy of long-term wavefront aberration measurement of a high-precision lens such as a projection lens.
[0026]
In order to guarantee the accuracy of wavefront aberration measurement in the long term, in the case of an aberration measuring device using a Fizeau interferometer, periodically change the system error over time due to changes in the shape of the TS lens Fizeau surface and RS mirror. It is necessary to calibrate. For that purpose, it is necessary to take out the lens to be examined and arrange the RS mirror and the PZT element at a position facing the TS lens. At this time, since manual removal and arrangement are performed, the operation is complicated and difficult, and the RS mirror and the TS lens may be affected by a temperature change and the like, which may lead to deterioration in measurement accuracy.
[0027]
In the case of an aberration measuring apparatus using a Twiman Green interferometer, changes in the system error over time due to changes in the transmitted wavefront of the collimator lens and changes in the wavefront characteristics of other reference and test optical paths are periodically detected. It is necessary to calibrate, and the same problem as the aberration measuring apparatus using the Fizeau interferometer occurs.
[0028]
On the other hand, an exposure apparatus equipped with an aberration measuring device cannot measure a system error after the aberration measuring device is installed.
[0029]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an aberration measuring apparatus that can easily and accurately measure the wavefront aberration of a measured object without requiring a complicated operation.
[0030]
[Means for Solving the Problems]
  BookAn aberration measuring apparatus according to one aspect of the present invention is an aberration measuring apparatus that detects a wavefront aberration of a measured object as an interference fringe using a light beam, and includes a first optical system that measures the wavefront aberration of the measured object. A second optical system for measuring a system error of the first optical system, and a chamber for housing the measured object, the first optical system, and the second optical systemThe first optical system includes: a condensing optical system for condensing the light beam on the object surface or the image surface of the measured object; and on the image surface or the object surface of the measured object. And the second optical system includes the condensing optical system and the second reflective optical system that serves as a reference for the system error. RuIt is characterized by that.
  An exposure apparatus according to another aspect of the present invention is an exposure apparatus that exposes a pattern formed on a mask using a light beam onto a workpiece, a projection optical system that projects the pattern onto the workpiece, An aberration measuring device that detects the wavefront aberration of the projection optical system as an interference fringe using the light beam, the first optical system for measuring the wavefront aberration of the projection optical system, and the system of the first optical system An aberration measuring apparatus having a second optical system for measuring an error, and a chamber for housing the projection optical system, the first optical system, and the second optical system;The first optical system includes a condensing optical system that condenses the light beam on the object plane or the image plane of the projection optical system, and the image plane or the object plane of the projection optical system. And the second optical system includes the condensing optical system and the second reflective optical system that serves as a reference for the system error. RuIt is characterized by that.
  According to still another aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method comprising: exposing a target object using the above-described exposure apparatus; and developing the exposed target object.
[0031]
Further objects and other features of the present invention will become apparent from the preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an aberration measuring apparatus 100 and an exposure apparatus 200 equipped with the aberration measuring apparatus 100 as one aspect of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, the same reference number is attached | subjected about the same member in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted. Here, FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an exemplary form of the aberration measuring apparatus 100 as one aspect of the present invention.
[0033]
The aberration measuring apparatus 100 forms an interference fringe by superimposing the test light and the reference light, and detects the wavefront aberration of the measurement object T using the interference fringe. Referring to FIG. 1, the light beam emitted from the light source 110 is guided to the interferometer unit 120 by the drawing optical system 112. Inside the interferometer unit 120, the light beam is collected on the spatial filter 122 by the condenser lens 121. Here, the diameter of the spatial filter 122 is set to about ½ of the Airy disk diameter determined by the numerical aperture (NA) of the collimator lens 125. Thereby, the light emitted from the spatial filter 122 becomes an ideal spherical wave, is reflected by the half mirror 123 and the mirror 124, is converted into parallel light by the collimator lens 125, and is emitted from the interferometer unit 120.
[0034]
The parallel light emitted from the interferometer unit 120 is guided to the image plane WP side of the measurement target T by the drawing optical system 131 and is incident on the XYZ stage 132. The parallel light incident on the XYZ stage 132 is reflected in the X direction, the Y direction, and the Z direction, collected by the TS lens 133 onto the image plane WP of the measured object T, and transmitted through the measured object T before being measured. Re-imaged on the T object plane RP.
[0035]
The re-imaged light is reflected by the RS mirror 135 disposed on the XYZ stage 134, and the measured object T, the TS lens 133, and the routing optical system 131 are reversed in substantially the same optical path, and again the interferometer unit 120. Back-incident to. The light incident on the interferometer unit 120 through the collimator lens 125 passes through the collimator lens 125, is reflected by the mirror 124, passes through the half mirror 123, and is collected on the spatial filter 126. Here, the spatial filter 126 blocks stray light and steeply inclined wavefronts. The light that has passed through the spatial filter 126 is incident on the CCD camera 128 as test light by the imaging lens 127.
[0036]
On the other hand, the light beam reflected by the so-called Fizeau surface, which is the final surface of the TS lens 133, travels backward through the TS lens 133 and the drawing optical system 131 and enters the interferometer unit 120. Similarly, the collimator lens 125, the mirror 124, the half mirror 123, and the spatial filter 126, and is incident on the CCD camera 128 as reference light by the imaging lens 127.
[0037]
In this way, interference fringes are detected on the CCD camera 128 due to interference between the reference light and the test light. Further, the RS mirror 135 is scanned (scanned) in the optical axis direction by the PZT element 136, and high-accuracy phase detection of the wavefront to be detected can be performed by a so-called fringe scanning method. Based on this, the wavefront aberration of the measured object T is calculated by a host computer or the like (not shown).
[0038]
The aberration measuring apparatus 100 includes a reference RS mirror 140 and a moving mechanism 150. The reference RS mirror 140 has a reference spherical surface (for example, the same shape as the reflection surface of the RS mirror 135) that serves as a system error reference of the aberration measuring apparatus 100, and is the same as the TS lens 132, the measured object T, and the RS mirror 135. Housed in chamber 160. The reference RS mirror 140 is disposed outside the angle of view of the measurement target T. The reference RS mirror 140 and the RS mirror 135 are made of a material that does not change with time, that is, a material that hardly changes in shape due to a disturbance such as a temperature change and vibration, for example, a zero dewar having a small thermal expansion coefficient, a quartz material, or the like.
[0039]
The moving mechanism 150 places the TS lens 133 and moves the TS lens 133 to a position facing the reference RS mirror 140. In other words, the moving mechanism 150 can move the TS lens 133 to a position for measuring the wavefront aberration of the measurement target T and a position for measuring the system error of the aberration measuring apparatus 100. Since the moving mechanism 150 can adopt any configuration known in the art, a detailed description of the structure and operation is omitted here. For example, the moving mechanism 150 can move the TS lens 133 using a linear motor.
[0040]
By moving the TS lens 133 to a position facing the reference RS mirror 140 by the moving mechanism 150, the system of the aberration measuring apparatus 100 does not require complicated operations such as removing the measured object T, the RS mirror 135, and the like. It is possible to easily measure error change with time and perform periodic calibration.
[0041]
In the aberration measuring apparatus 100, the reference RS mirror 140 is arranged on the measured object T side with respect to the image plane WP of the measured object T. However, due to the problem of the arrangement space, the place where the reference RS mirror 140 is arranged is an image. When the position away from the measured object T (that is, the TS lens 133 side) is more appropriate than the surface WP, the shape of the reference RS mirror 140 may be a convex surface.
[0042]
When there is a concern that the measurement accuracy is deteriorated due to vibration characteristics or the like when the TS lens 133 is moved by the moving mechanism 150, a mechanism for moving the reference RS mirror 140 to a position facing the TS lens 133 may be used. .
[0043]
Further, although the aberration measuring apparatus 100 shown in FIG. 1 makes light incident from the image plane WP side of the measured object T, as shown in FIG. 2, the light is incident from the object plane RP side of the measured object T. You may let them. In such a case, the RS mirror 135 is arranged such that the center of curvature coincides with the same height as the object plane RP. Here, FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an exemplary form of the aberration measuring apparatus 100 as one aspect of the present invention.
[0044]
In the present embodiment, a Fizeau interferometer is used for the interferometer unit 120. However, the interferometer is not limited to a Fizeau interferometer. For example, another interferometer such as a Twiman Green interferometer is used. May be.
[0045]
Here, with reference to FIG. 3, the system error calibration method of the aberration measuring apparatus 100 and the measurement of the wavefront aberration of the measured object T will be described. FIG. 3 shows a system error calibration method of the aberration measuring apparatus 100 of the present invention, and an arrangement of the RS mirror 135 or the reference RS mirror 140 and the TS lens 133 for explaining the measurement of the wavefront aberration of the object T to be measured. It is a schematic diagram to show.
[0046]
First, the RS mirror 135 and TS lens 133 of the aberration measuring apparatus 100 at time t = 0 (the value of the TS lens 133 below includes the system error value of the Fizeau lens in the interferometer unit 120). Measure system errors. Assuming that the system error value of the RS mirror 135 is RS (0) and the system error value of the TS lens 133 is TS (0), the system error value W of the aberration measuring apparatus 100 at time t = 0.₀Is represented by Equation 6 shown below from FIG.
[0047]
[Formula 6]

[0048]
Without leaving time (ie, at time t = 0), the moving mechanism 150 moves the TS lens 133 to a position facing the reference RS mirror 140, and the TS lens 133 at the time t = 0 with the reference RS mirror 140 is moved. Measure the sum of system error values.
[0049]
The system error value W obtained by setting the system error value of the reference RS mirror 140 to be RSb and causing the reference RS mirror 140 and the TS lens 133 to face each other at time t = 0.₁Is used, the system error value TS (0) of the TS lens 133 at time t = 0 can be obtained from Equation 7 shown in FIG.
[0050]
[Expression 7]

[0051]
However, the system error value RSb of the reference RS mirror 140 is measured in advance. Here, since the RS mirror 135 and the reference RS mirror 140 are made of a material having a small thermal expansion coefficient, the system error values of the RS mirror 135 and the reference RS mirror 140 do not change with time. The system error values W0 and W1 are stored as system error values at time t = 0, and are used for periodic calibration.
[0052]
Next, assuming that the system error value of the RS mirror 135 at time t = t is RS (t), the system error value RS (t) is expressed by the following Equation 8.
[0053]
[Equation 8]

[0054]
When performing periodic calibration, the system error is measured with the reference RS mirror 140 and the TS lens 133 facing each other. First, the sum of the system error values of the reference RS mirror 140 and the TS lens 133 at time t = t is measured. The system error value of the TS lens 133 at time t = t is TS (t), and the sum of the measured system error values is W₂Then, the system error value TS (t) is expressed by Equation 9 shown below from FIG.
[0055]
[Equation 9]

[0056]
The system error value of TS (t) obtained from Equation 9 is replaced with TS (0), stored as a new system error value, and periodically calibrated. In the next periodic calibration, calibration is performed in the same procedure with the previously stored time being 0.
[0057]
Hereinafter, with reference to FIG. 4, an exposure apparatus 200 equipped with the aberration measuring apparatus 100 according to one aspect of the present invention will be described. FIG. 4 is a schematic block diagram showing an exemplary embodiment of an exposure apparatus 200 that is one aspect of the present invention. The exposure apparatus 200 is a projection exposure apparatus that exposes a circuit pattern formed on the mask 220 onto the wafer 224 by, for example, a step-and-scan method or a step-and-repeat method. Such an exposure apparatus is suitable for a lithography process of submicron or quarter micron or less, and in the present embodiment, a step-and-scan exposure apparatus (also referred to as a “scanner”) will be described as an example. Here, the “step and scan method” means that the wafer is continuously scanned (scanned) with respect to the mask to expose the mask pattern onto the wafer, and the wafer is stepped after the exposure of one shot is completed. The exposure method moves to the next exposure area. The “step-and-repeat method” is an exposure method in which the wafer is moved stepwise for each batch exposure of the wafer and moved to the next exposure area.
[0058]
The basic configuration of the exposure apparatus 200 is the same as that of the published Japanese Patent Application No. 277412 which is the prior application. Referring to FIG. 4, the laser light emitted from the light source 210 is converted into a beam shape symmetric with respect to the optical axis by the beam shaping optical system 212 and guided to the optical path switching mirror 214. The optical path switching mirror 214 is disposed outside the optical path during normal exposure.
[0059]
The light beam emitted from the beam shaping optical system 212 enters the incoherent optical system 216, and after reducing the coherence, passes through the illumination optical system 218 and illuminates the mask 220. The light that passes through the mask 220 and reflects the mask pattern is imaged by the projection optical system 222 at the wafer surface position 224a where the wafer 224 is disposed. In FIG. 4, since the time of exposure is not shown, the wafer 224 is not positioned at the wafer surface position 224a, but is moved to the wafer surface position 224a by the wafer stage 226 at the time of exposure.
[0060]
On the other hand, when measuring the wavefront aberration of the projection optical system 222, the optical path switching mirror 214 is disposed in the optical path. The light beam from the beam shaping optical system 212 is reflected by the optical path switching mirror 214, guided to the routing optical system 232, and guided to the vicinity of the interferometer unit 120 disposed in the vicinity of the mask 220. The light beam emitted from the drawing optical system 232 is collected at one point by the condenser lens 234. Here, a pinhole 236 is disposed in the vicinity of the focal point of the condenser lens 234.
[0061]
The light beam that has passed through the pinhole 236 is converted into parallel light by the collimator lens 238. The diameter of the pinhole 236 is set to be approximately the same as the Airy disk diameter determined by the numerical aperture (NA) of the collimator lens 238. As a result, the light beam emitted from the pinhole 236 is an almost ideal spherical wave. The parallel light from the collimator lens 238 is reflected by the half mirror 240 and enters the TS lens unit 250 mounted on the XYZ stage 132. The light beam incident on the TS lens unit is reflected by the mirror 252 and is divided into test light and reference light by the TS lens 133 as described above, and the interferometer unit 120 forms interference fringes. The wavefront aberration of the projection optical system 222 can be obtained by such interference fringes.
[0062]
In the exposure apparatus 200, a reference RS mirror 140 is disposed outside the exposure area on the mask 220 side in the chamber 202 (for example, on the mask stage surface plate), and the TS lens 133 is opposed to the reference RS mirror 140 by the moving mechanism 150. As described above, the system error is measured, and periodic calibration is performed. As a result, measurement of a system error over time and periodic calibration can be easily performed even after the exposure apparatus 200 is assembled without requiring a complicated operation such as removing the projection optical system 222 and the RS mirror 135. . Further, the wavefront aberration of the projection optical system 222 can be measured with high accuracy. The moving mechanism 150 of the TS lens 133 may also be used as a mask stage (not shown) or an alignment scope stage (not shown).
[0063]
When the stroke of the moving mechanism 150 cannot be made large (that is, when the TS lens 133 cannot be moved to a position facing the reference RS mirror 140), the moving mechanism 150 is disposed outside the exposure area as shown in FIG. The reference RS mirror 140 may be moved to a measurable position (that is, a position facing the TS lens 133) by the moving mechanism 150A to measure a system error and perform periodic calibration. Here, FIG. 5 is a schematic block diagram showing an exemplary form of the exposure apparatus 200 according to one aspect of the present invention.
[0064]
In the exposure apparatus 200, light is incident from the mask 220 side, but light may be incident from the wafer 224 side. In such a case, the reference RS mirror 140 is arranged outside the measurement image height on the wafer 224 side, for example, a structure or projection lens near the wafer stage 226, and the TS lens 133 is moved to a position facing the reference RS mirror 140. Measure system errors and calibrate regularly. Further, the reference RS mirror 140 arranged outside the exposure area may be moved to a measurable position (that is, a position facing the TS lens 133) by the moving mechanism 150 to measure the system error, and the periodic calibration may be performed.
[0065]
If the reference RS mirror 140 is to be arranged in a direction away from the projection optical system 222 from the mask 220 surface and the wafer surface position 224a, the reference RS mirror 140 has a convex shape as shown in FIG. The system error is measured by arranging the reference RS mirror 140A or the TS lens 133 so as to face each other. Here, FIG. 6 is a schematic diagram showing the arrangement of the TS lens 133 and the reference RS mirror 140A, and FIG. 6A shows the case where the rotation angle between the TS lens 133 and the reference RS mirror 140A is 0 °. 6B shows the case where the rotation angle between the TS lens 133 and the reference RS mirror 140A is 180 °, and FIG. 6C shows the arrangement relationship between the TS lens 133 and the reference RS mirror 140A Cat's Eye. Shows the case. In FIG. 6, the light enters from the lower side, and the ▲ mark indicates that the reference RS mirror 140 </ b> A is rotated with respect to the TS lens 133.
[0066]
Next, an embodiment of a device manufacturing method using the exposure apparatus 200 will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a flowchart for explaining how to fabricate devices (ie, semiconductor chips such as IC and LSI, LCDs, CCDs, etc.). Here, the manufacture of a semiconductor chip will be described as an example. In step 1 (circuit design), a device circuit is designed. In step 2 (mask production), a mask on which the designed circuit pattern is formed is produced. In step 3 (wafer manufacture), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by lithography using the mask and the wafer. Step 5 (assembly) is called a post-process, and is a process for forming a semiconductor chip using the wafer created in step 4, and includes processes such as an assembly process (dicing and bonding) and a packaging process (chip encapsulation). . In step 6 (inspection), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device created in step 5 are performed. Through these steps, the semiconductor device is completed and shipped (step 7).
[0067]
FIG. 8 is a detailed flowchart of the wafer process in Step 4. In step 11 (oxidation), the surface of the wafer is oxidized. In step 12 (CVD), an insulating film is formed on the surface of the wafer. In step 13 (electrode formation), an electrode is formed on the wafer by vapor deposition or the like. Step 14 (ion implantation) implants ions into the wafer. In step 15 (resist process), a photosensitive agent is applied to the wafer. Step 16 (exposure) uses the exposure apparatus 200 to expose a circuit pattern on the mask onto the wafer. In step 17 (development), the exposed wafer is developed. In step 18 (etching), portions other than the developed resist image are removed. In step 19 (resist stripping), the resist that has become unnecessary after the etching is removed. By repeatedly performing these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer. According to the device manufacturing method of the present embodiment, it is possible to manufacture a higher quality device than before. Thus, the device manufacturing method using the exposure apparatus 200 and the resulting device also constitute one aspect of the present invention.
[0068]
The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist.
[0084]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the aberration measuring apparatus which can perform the wavefront aberration measurement of a to-be-measured object easily and with high precision, without requiring complicated operation can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an exemplary embodiment of an aberration measuring apparatus according to one aspect of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an exemplary form of an aberration measuring apparatus as one aspect of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a system error calibration method of the aberration measuring apparatus of the present invention and an arrangement of an RS mirror or a reference RS mirror and a TS lens for explaining the measurement of wavefront aberration of an object to be measured. is there.
FIG. 4 is a schematic block diagram showing an exemplary embodiment of an exposure apparatus according to one aspect of the present invention.
FIG. 5 is a schematic block diagram that shows an exemplary embodiment of an exposure apparatus that is one aspect of the present invention.
FIG. 6 is a schematic diagram showing an arrangement of a TS lens and a reference RS mirror.
FIG. 7 is a flowchart for explaining how to fabricate devices (ie, semiconductor chips such as IC and LSI, LCDs, CCDs, and the like).
FIG. 8 is a detailed flowchart of the wafer process in Step 4 shown in FIG. 7;
FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing a conventional aberration measuring apparatus.
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of an aberration measuring apparatus for illustrating a conventional system error measuring method.
FIG. 11 is a schematic diagram showing the arrangement of TS lenses and RS mirrors at the time of system error measurement.
[Explanation of symbols]
100 Aberration measuring device
110 Light source
112 Routing optical system
120 Interferometer unit
121 condenser lens
122 Spatial filter
123 half mirror
124 mirror
125 collimator lens
126 Spatial filter
127 Imaging lens
128 CCD camera
131 Routing optical system
132 XYZ stage
133 TS lens
134 XYZ stage
135 RS mirror
136 PZT element
140 and 140A reference RS mirror
150 and 150A moving mechanism
160 chamber
200 Exposure equipment
202 Chamber
210 Light source
212 Beam shaping optical system
214 Optical path switching mirror
216 Incoherent optical system
218 Illumination optical system
220 mask
222 Projection optical system
224 wafers
224a Wafer surface position
226 Wafer stage
232 Routing optical system
234 condenser lens
236 pinhole
238 Collimator lens
240 half mirror
250 TS lens unit
252 mirror

Claims (10)

An aberration measuring apparatus that detects a wavefront aberration of a measurement object as an interference fringe using a light beam,
A first optical system for measuring the wavefront aberration of the object to be measured;
A second optical system for measuring a system error of the first optical system;
A chamber for housing the object to be measured, the first optical system, and the second optical system;
The first optical system includes a condensing optical system for condensing the light beam on the object surface or the image surface of the measured object, and a center of curvature disposed on the image surface or the object surface of the measured object. The first reflecting optical system,
Said second optical system, the condensing optical system and the system error criterion to become the second reflective optical system and yield difference measuring device you characterized in that it is composed of. The second reflective optical system is aberration measuring apparatus according to claim 1, wherein the disposed angle outside of the body to be measured. Claim 1, said focusing optical system, wherein the position of measuring the wavefront aberration of the object to be measured, characterized by further comprising a moving mechanism for moving the position measuring system error of the first optical system The aberration measuring apparatus described. The second reflective optical system is rotatable with respect to the optical axis, and aberration measuring apparatus according to claim 1, characterized in that it is movable relative to the optical axis direction. An exposure apparatus that exposes an object to be processed with a pattern formed on a mask using a light beam,
A projection optical system that projects the pattern onto the object to be processed;
An aberration measuring apparatus that detects the wavefront aberration of the projection optical system as an interference fringe using the light beam, the first optical system for measuring the wavefront aberration of the projection optical system, and the system of the first optical system An aberration measuring device having a second optical system for measuring an error, and a chamber for housing the projection optical system, the first optical system, and the second optical system;
The first optical system includes a condensing optical system that condenses the light beam on an object plane or an image plane of the projection optical system, and a center of curvature disposed on the image plane or the object plane of the projection optical system. The first reflecting optical system,
It said second optical system, the condensing optical system and the system error criterion to become the second reflective optical system to that EXPOSURE APPARATUS, characterized in that it is composed of. 6. The exposure apparatus according to claim 5, wherein the second reflective optical system is disposed outside the exposure area. Claim 6 of the focusing optical system, a position for measuring the wavefront aberration of the projection optical system, and further comprising a moving mechanism for moving the position measuring system error of the first optical system The exposure apparatus described. 6. The exposure apparatus according to claim 5 , further comprising a moving mechanism that moves the second reflective optical system to a position facing the condensing optical system. 6. The exposure apparatus according to claim 5, wherein the second reflection optical system is a convex spherical mirror. Exposing the object to be processed using the exposure apparatus according to any one of claims 5 to 9 ,
And developing the exposed object to be processed.

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