JPH11186155A - Estimation method of exposure performance, scanning type exposure system using the method, and device manufacture using the system. - Google Patents

Estimation method of exposure performance, scanning type exposure system using the method, and device manufacture using the system.

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JPH11186155A
JPH11186155A JP9364470A JP36447097A JPH11186155A JP H11186155 A JPH11186155 A JP H11186155A JP 9364470 A JP9364470 A JP 9364470A JP 36447097 A JP36447097 A JP 36447097A JP H11186155 A JPH11186155 A JP H11186155A
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JP
Japan
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substrate
evaluation
pattern
exposure
synchronous movement
Prior art date
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JP9364470A
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Japanese (ja)
Inventor
Gen Uchida
玄 内田
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70358Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an estimation method of exposure performance capable of highly precisely calculating the optimum exposure condition at a high speed, a scanning type exposure system using the method, and a device manufacturing method using the system. SOLUTION: Exposure performance is estimated in a scanning type exposure system transferring the pattern of an original sheet R to a substrate W, by synchronously moving the original sheet R and the substrate. In this case, the original sheet R on which estimation patterns R1, R2 are formed and the substrate W are synchronously moved along the synchronous movement direction by using the exposure system. Thereby the estimation pattern R1, R2 are transferred to the substrate W, and transfer error of estimation patterns transferred to the substrate is obtained. On the basis of measured result, the exposure performance of the aligner is estimated. While the original sheet R and the substrate are synchronously moved, the transfer error of estimation patterns transferred to the substrate W is obtained, and the exposure performance of the exposure system is estimated on the basis of measured result, so that a lot of shots are not necessarily required.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、露光動作の評価方
法と走査型露光装置及びデバイス製造方法に関し、特
に、露光動作により転写された所定のパターンの転写誤
差を求めることによってその露光動作を評価する評価方
法と該方法を使用する走査型露光装置及び該装置を用い
たデバイス製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for evaluating an exposure operation, a scanning type exposure apparatus and a method for manufacturing a device, and more particularly, to evaluating the exposure operation by obtaining a transfer error of a predetermined pattern transferred by the exposure operation. The present invention relates to an evaluation method, a scanning exposure apparatus using the method, and a device manufacturing method using the apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路等のデバイスの製造方
法、例えば走査型露光のようなプロセスにおいては、主
に縮小投影露光装置によりレチクル上に描かれた回路パ
ターンを投影レンズを介してウエハ等の基板上に転写
し、その基板上に回路パターンを形成する。ここで、ス
リットを用いる走査型露光方法においては、露光中は一
定速度でスキャンする必要があり、そのためには走査露
光中の像面照度を一定値に保たなければならない。
2. Description of the Related Art In a method of manufacturing a device such as a semiconductor integrated circuit, for example, in a process such as a scanning type exposure, a circuit pattern drawn on a reticle by a reduction projection exposure apparatus is mainly transferred to a wafer or the like through a projection lens. The pattern is transferred onto a substrate, and a circuit pattern is formed on the substrate. Here, in the scanning exposure method using a slit, it is necessary to scan at a constant speed during the exposure, and for that purpose, the image plane illuminance during the scanning exposure must be kept at a constant value.

【0003】またその転写の際、基板が正確に投影レン
ズの最適結像面に設定される様に、投影レンズの最適結
像面を検出して基板の高さと傾きとが走査精度に合わせ
て調整されるが、この調整が不正確な場合は、レチクル
上のパターンの投影像が基板上に正確に結像せず、基板
上ではボケたパターンが形成され、解像不良といった問
題が生じる。
At the time of the transfer, the optimum image plane of the projection lens is detected and the height and inclination of the substrate are adjusted in accordance with the scanning accuracy so that the substrate is accurately set on the optimum image plane of the projection lens. If the adjustment is inaccurate, the projected image of the pattern on the reticle is not accurately formed on the substrate, and a blurred pattern is formed on the substrate, causing a problem such as poor resolution.

【0004】一方、一の露光領域即ちショット毎の露光
量を正確に設定するためにレチクル側と基板側の同期ス
キャン精度も正確に設定しないと、基板上に形成される
回路パターンの線幅と目標とする設計線幅との間に誤差
が生じ、最終的に所望の特性を満足出来ないこととな
る。このように露光装置でパターンを投影露光する際に
は、投影レンズの最適露光焦点面位置や最適露光量等の
露光条件を正確に設定しないと、歩留まりの低下にもつ
ながってしまう。
On the other hand, if the synchronous scanning accuracy between the reticle side and the substrate side is not set accurately in order to set one exposure area, that is, the exposure amount for each shot, the line width of the circuit pattern formed on the substrate is reduced. An error occurs between the target design line width and the desired characteristics cannot be finally satisfied. As described above, when the pattern is projected and exposed by the exposure apparatus, unless the exposure conditions such as the optimal exposure focal plane position of the projection lens and the optimal exposure amount are set accurately, the yield will be reduced.

【0005】従来は、このような露光条件あるいは露光
動作を正確に評価し設定するために、先ず本露光の前に
露光量とステージフォーカス面との少なくとも一方を変
えながら、限界解像度付近の最小線幅の矩形状パターン
からなる基準パターンを、複数ショット順次基板上に露
光して、図9に示されるような、レチクルR上のマトリ
ックス状に形成された基準レジストパターン像R21を
基板上に形成する。次に各ショット毎に、パターン像R
21を構成する線の幅、或いはパターン像の線の長さを
電子顕微鏡を用いて測定し、投影レンズの最適露光焦点
面と最適露光量を算出していた。
Conventionally, in order to accurately evaluate and set such an exposure condition or an exposure operation, first, before the main exposure, at least one of the exposure amount and the stage focus surface is changed while the minimum line near the limit resolution is changed. A reference pattern consisting of a rectangular pattern having a width is sequentially exposed on the substrate by a plurality of shots, and a reference resist pattern image R21 formed in a matrix on the reticle R as shown in FIG. 9 is formed on the substrate. . Next, for each shot, the pattern image R
The width of the line forming the line 21 or the length of the line of the pattern image was measured using an electron microscope, and the optimum exposure focal plane and the optimum exposure amount of the projection lens were calculated.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の技
術によれば、電子顕微鏡を用いて線幅を検出するので、
測定には多大な時間を要していた。さらに、上記のよう
な従来の方法では、レチクルの基準パターンを露光条件
を変えながら基板上に複数のショットをマトリックス状
に投影露光し、その結果形成されたレジストパターン像
の線幅或いはパターン長を検出しなければならないの
で、最適な露光条件を算出するのに長い時間がかかると
いう問題があった。
According to the above prior art, the line width is detected using an electron microscope.
The measurement took a lot of time. Further, in the conventional method as described above, a plurality of shots are projected and exposed in a matrix on the substrate while changing the exposure condition of the reticle reference pattern, and the line width or pattern length of the resulting resist pattern image is determined. Since detection must be performed, it takes a long time to calculate the optimal exposure condition.

【0007】そこで本発明は、上記問題点に鑑み、高精
度かつ高速の、露光動作の評価方法、そのような方法を
使用する走査型露光装置及びそのような装置を用いたデ
バイス製造方法を提供することを目的とする。
In view of the above problems, the present invention provides a highly accurate and high-speed method for evaluating an exposure operation, a scanning exposure apparatus using such a method, and a device manufacturing method using such an apparatus. The purpose is to do.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に係る発明による走査型露光装置の露光動
作を評価する方法は、原版と基板とを同期移動すること
により前記原版のパターンを前記基板上に転写する走査
型露光装置10(図8参照)の露光動作を評価する方法
であって;該走査型露光装置10を用い、前記同期移動
の方向に沿って評価パターンR1、R2(図1参照)が
形成された原版Rと基板Wとを同期移動することにより
該基板W上に前記評価パターンR1、R2を転写し;該
基板W上に転写された評価パターンの転写誤差を求め;
該測定結果に基づいて前記走査型露光装置10の露光動
作を評価することを特徴とする。ここで、原版は、マス
クやレチクルを含む概念であり、基板は、集積回路用の
ウエハや液晶表示装置用の硝子プレートを含む概念であ
る。また、評価すべき露光動作とは、典型的には同期走
査の精度であり、同期スピードの目標設計値からの誤差
や原版と基板の同期スピードの比の誤差、或いは基板ス
テージひいては基板のピッチング(図7(A))、ロー
リング(図7(B))、ヨーイング(図7(C))等で
あり、また基板と原版の相対的走査方向のずれ(図7
(D))も含まれる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of evaluating an exposure operation of a scanning type exposure apparatus, comprising the steps of: moving an original and a substrate synchronously; A method for evaluating an exposure operation of a scanning type exposure apparatus 10 (see FIG. 8) for transferring a pattern onto the substrate; using the scanning type exposure apparatus 10, evaluate patterns R1 and R2 along the direction of the synchronous movement. The evaluation patterns R1 and R2 are transferred onto the substrate W by synchronously moving the original R on which the R2 (see FIG. 1) is formed and the substrate W; a transfer error of the evaluation pattern transferred onto the substrate W Seeking;
The exposure operation of the scanning exposure apparatus 10 is evaluated based on the measurement result. Here, the original is a concept including a mask and a reticle, and the substrate is a concept including a wafer for an integrated circuit and a glass plate for a liquid crystal display device. The exposure operation to be evaluated is typically the accuracy of synchronous scanning, such as an error of a synchronous speed from a target design value, an error of a ratio of a synchronous speed between an original and a substrate, or a pitch of a substrate stage and thus a substrate. 7 (A)), rolling (FIG. 7 (B)), yawing (FIG. 7 (C)), etc., and the relative displacement between the substrate and the original in the scanning direction (FIG. 7).
(D)) is also included.

【0009】このように構成すると、原版Rと基板Wと
を同期移動させながら基板W上に転写された評価パター
ンR1、R2の転写誤差を求め、その測定結果に基づい
て走査型露光装置10の露光動作を評価するので、必ず
しも多数のショットを露光する必要がない。
With this configuration, the transfer errors of the evaluation patterns R1 and R2 transferred onto the substrate W are obtained while the master R and the substrate W are synchronously moved, and the scanning exposure apparatus 10 is controlled based on the measurement results. Since the exposure operation is evaluated, it is not always necessary to expose a large number of shots.

【0010】上記方法では、請求項2に記載のように、
前記評価パターンは、前記同期移動の方向に沿って連続
的に形成された直線状のパターンR2であるのが好まし
い。
In the above method, as described in claim 2,
It is preferable that the evaluation pattern is a linear pattern R2 formed continuously along the direction of the synchronous movement.

【0011】この場合は、露光動作の誤差は直線状のパ
ターンの線の幅の変化や傾きとして表れるので、それを
検出することにより露光動作の評価が可能となる。連続
的に形成された直線とは、ほぼ一様な太さの実線の他、
そのような実線において途中が断続的に中断された破線
であってもよい。
In this case, the error of the exposure operation appears as a change or inclination of the line width of the linear pattern. By detecting the error, the exposure operation can be evaluated. A continuously formed straight line is a solid line having a substantially uniform thickness,
Such a solid line may be a broken line intermittently interrupted.

【0012】請求項3に記載のように、請求項1の評価
方法において、前記評価パターンが、前記同期移動の方
向に沿って所定の間隔で形成された複数のマークR1で
あるのが好ましい。
According to a third aspect of the present invention, in the evaluation method of the first aspect, it is preferable that the evaluation pattern is a plurality of marks R1 formed at predetermined intervals along the direction of the synchronous movement.

【0013】この場合は、露光動作の誤差は、所定の間
隔で形成された複数のマークの縦幅や横幅、特に横幅
(同期移動方向に直交する方向)の変化として表れるの
で、それを検出することにより露光動作の評価が可能と
なる。
In this case, the error in the exposure operation is detected as a change in the vertical width and the horizontal width, particularly the horizontal width (in the direction perpendicular to the synchronous movement direction) of the plurality of marks formed at a predetermined interval. This makes it possible to evaluate the exposure operation.

【0014】上記方法では、請求項4に記載のように、
前記同期移動の方向に沿って所定の間隔で形成された複
数のマークは、それぞれ楔形または菱形R1、R11に
形成されているのが好ましい。
[0014] In the above method, as set forth in claim 4,
The plurality of marks formed at predetermined intervals along the direction of the synchronous movement are preferably formed in a wedge shape or rhombus R1, R11, respectively.

【0015】このように構成すると、マークの楔形また
は菱形の尖った先端部が限界解像度に敏感であるので、
露光動作の誤差は、その部分の欠けや丸くだれるという
形で表れる。
With this configuration, the sharp wedge-shaped or diamond-shaped tip of the mark is sensitive to the limit resolution.
An error in the exposure operation appears in a form in which the portion is chipped or rounded.

【0016】また請求項5に記載のように、以上のよう
な評価方法では、前記評価パターンは、前記同期移動の
方向に沿って複数列形成されているのが好ましい。この
場合は、露光動作の誤差は、複数列の列同士のパターン
の変形の差として表れる。ここで、列とは同期移動の方
向、行は同期移動の方向に直交する方向を指すものとす
る。
In the above-described evaluation method, it is preferable that the evaluation patterns are formed in a plurality of rows along the direction of the synchronous movement. In this case, an error in the exposure operation appears as a difference in pattern deformation between the plurality of rows. Here, the column indicates the direction of the synchronous movement, and the row indicates the direction orthogonal to the direction of the synchronous movement.

【0017】また、請求項6に記載のように、請求項1
に記載の評価方法では、前記基板上に形成された評価パ
ターンの転写誤差を、マスクの位置と対応させて求めて
もよい。ここでマスクの位置は、例えばパターンを転写
しているときに干渉計により測定されるマスクの座標に
よって表すことができる。
Further, as described in claim 6, claim 1 is
In the evaluation method described in (1), the transfer error of the evaluation pattern formed on the substrate may be obtained in correspondence with the position of the mask. Here, the position of the mask can be represented, for example, by the coordinates of the mask measured by an interferometer when the pattern is being transferred.

【0018】このように構成すると、基板上の評価パタ
ーンの転写誤差を、マスクの位置と対応させて求めるの
で、マスクの位置に応じた露光動作の評価ができ、同期
精度を知ることができる。
With this configuration, since the transfer error of the evaluation pattern on the substrate is obtained in correspondence with the position of the mask, the exposure operation can be evaluated according to the position of the mask, and the synchronization accuracy can be known.

【0019】請求項7に係る発明による走査型露光装置
は、原版Rと基板Wとを同期移動することにより原版R
のパターンを基板W上に転写する走査型露光装置であっ
て;前記同期移動の方向に沿って評価パターンR1、R
2が形成された原版Rと基板Wとを同期移動させて基板
W上に評価パターンR1、R2を転写するための露光シ
ステムと;基板W上に転写された評価パターンR1、R
2の転写誤差を求める測定システム11、12と;該測
定結果に基づいて前記走査型露光システムの露光動作を
評価する評価システム13とを有することを特徴とす
る。
According to a seventh aspect of the present invention, in the scanning exposure apparatus, the original R and the substrate W are synchronously moved to thereby make the original R
Is a scanning type exposure apparatus for transferring a pattern on a substrate W; evaluation patterns R1, R along the direction of the synchronous movement.
An exposure system for transferring the evaluation patterns R1 and R2 onto the substrate W by synchronously moving the original R on which the substrate 2 is formed and the substrate W; and the evaluation patterns R1 and R transferred onto the substrate W
2; measuring systems 11 and 12 for obtaining a transfer error; and an evaluation system 13 for evaluating an exposure operation of the scanning type exposure system based on the measurement results.

【0020】このように構成すると、露光システムは、
同期移動の方向に沿って評価パターンが形成された原版
と基板とを同期移動させて該基板上に前記評価パターン
を転写するので、必ずしも多数のショットを露光するこ
となく、走査型露光システムの露光動作の誤差がパター
ン像に反映される。
With this configuration, the exposure system can
Since the master and the substrate on which the evaluation pattern is formed are synchronously moved along the direction of the synchronous movement and the evaluation pattern is transferred onto the substrate, it is not necessary to expose a large number of shots. The operation error is reflected on the pattern image.

【0021】請求項8に係る発明によるデバイスの製造
方法は、請求項7に記載の走査型露光装置を用いてデバ
イスを製造することを特徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method, wherein the device is manufactured using the scanning exposure apparatus according to the seventh aspect.

【0022】このように構成すると、同期移動の方向に
沿って評価パターンが形成された原版と基板とを同期移
動させて該基板上に前記評価パターンを転写するので、
必ずしも多数のショットを露光することなく、走査型露
光システムの露光動作の誤差がパターン像に反映される
結果、短時間で露光動作の誤差を検出し、修正できるの
で、高いスループットで半導体等のデバイスが製造でき
る。
With this configuration, the master on which the evaluation pattern is formed and the substrate are synchronously moved along the direction of the synchronous movement to transfer the evaluation pattern onto the substrate.
Since the errors in the exposure operation of the scanning exposure system are reflected in the pattern image without necessarily exposing a large number of shots, errors in the exposure operation can be detected and corrected in a short period of time. Can be manufactured.

【0023】請求項9に記載の評価方法では、請求項1
に記載の方法において、前記同期移動の方向に関して基
板W上の異なる位置に転写された評価パターンR1、R
2の各々の転写誤差に基づいて前記露光動作の評価を行
う。
According to the ninth aspect of the present invention, there is provided the evaluation method according to the first aspect.
The evaluation patterns R1 and R transferred to different positions on the substrate W with respect to the direction of the synchronous movement.
The exposure operation is evaluated based on each transfer error of No. 2.

【0024】請求項10に記載の評価方法では、請求項
5に記載の方法において、前記同期移動の方向と直交す
る方向に関して基板W上の異なる位置に転写された評価
パターンR1、R2の各々の転写誤差に基づいて前記露
光動作の評価を行う。
According to a tenth aspect of the present invention, in the method of the fifth aspect, each of the evaluation patterns R1 and R2 transferred to different positions on the substrate W in a direction orthogonal to the direction of the synchronous movement. The exposure operation is evaluated based on the transfer error.

【0025】請求項11に記載の評価方法では、請求項
1に記載の方法において、前記露光動作の評価は、原版
Rと基板Wとの同期移動中における、速度誤差、ファー
カス誤差の少なくとも1つを評価する。
In the evaluation method according to the eleventh aspect, in the method according to the first aspect, the evaluation of the exposure operation includes at least one of a speed error and a focus error during the synchronous movement of the original R and the substrate W. To evaluate.

【0026】請求項12に記載の走査型露光装置では、
請求項7に記載の装置において、前記露光システムは、
原版Rを支持して同期移動する原版ステージRSTと基
板Wを支持して同期移動する基板ステージSTGとを有
し;前記評価システムは、原版Rと基板Wとの同期移動
中における、原版ステージRSTと基板ステージSTG
の少なくとも一方のピッチング、ローリング、及びヨー
イングの少なくとも一つを評価する。
In the scanning exposure apparatus according to the twelfth aspect,
The apparatus according to claim 7, wherein the exposure system comprises:
The evaluation system includes an original stage RST that synchronously moves while supporting the original R and a substrate stage STG that synchronously moves while supporting the substrate W; the evaluation system performs the original stage RST during the synchronous movement between the original R and the substrate W And substrate stage STG
At least one of pitching, rolling, and yawing is evaluated.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。なお、各図において互い
に同一あるいは相当する部材には同一符号を付し、重複
した説明は省略する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

【0028】図1は、本発明で用いる評価パターンの一
例である。ここでレチクルRは、図中の上下方向即ち後
述の直線状パターンR2に沿った方向が露光装置のスキ
ャン方向である。図1の例では、スキャン方向、即ち同
期移動の方向に沿って、所定の間隔で形成された複数の
マークとしての菱形R1が形成されている。これら複数
の菱形のパターンR1は、菱形の長辺がスキャン方向に
直角に向くように、また菱形の短辺がスキャン方向に向
いた仮想直線上に重なるように形成されている。図1で
は、スキャン方向に向いた仮想直線は破線で示されてい
る。前記所定の間隔は、スキャン方向において露光装置
の露光動作を評価するのに適切な数の菱形パターンが得
られる程度の間隔、例えば菱形の短辺1つ分〜5つ分程
度の長さとすればよい。一般的には3つ分前後が好まし
い。
FIG. 1 shows an example of an evaluation pattern used in the present invention. Here, the reticle R has a vertical direction in the drawing, that is, a direction along a linear pattern R2 described later is the scanning direction of the exposure apparatus. In the example of FIG. 1, a rhombus R1 as a plurality of marks formed at predetermined intervals is formed along the scanning direction, that is, the direction of the synchronous movement. The plurality of rhombic patterns R1 are formed such that the long sides of the rhombus are perpendicular to the scanning direction, and the short sides of the rhombus are superimposed on a virtual straight line facing the scanning direction. In FIG. 1, a virtual straight line directed in the scanning direction is indicated by a broken line. The predetermined interval may be an interval such that an appropriate number of rhombic patterns can be obtained for evaluating the exposure operation of the exposure apparatus in the scanning direction, for example, a length corresponding to one to five short sides of the rhombus. Good. Generally, it is preferable to use about three.

【0029】図1の例では、複数の菱形パターンR1の
列に沿って、スキャン方向に連続的に形成された直線状
パターンR2が配置されている。図1の例では、このパ
ターンは一様な太さの直線として示されている。さらに
は、該一対の複数の菱形パターンR1の列と連続的に形
成された直線状パターンR2が、スキャン方向と直角の
方向に複数の対だけ、所定の間隔をもって配置されてい
る。その結果、これらの複数の対のパターンがレチクル
Rのほぼ全面をカバーしている。
In the example of FIG. 1, a linear pattern R2 continuously formed in the scanning direction is arranged along a row of a plurality of rhombic patterns R1. In the example of FIG. 1, this pattern is shown as a straight line having a uniform thickness. Further, a linear pattern R2 formed continuously with a row of the pair of a plurality of rhombic patterns R1 is arranged at a predetermined interval in a plurality of pairs in a direction perpendicular to the scanning direction. As a result, these plural pairs of patterns cover almost the entire surface of the reticle R.

【0030】図2は評価用パターンのうち菱形のものを
1つ取り出して示した拡大図である。図2(A)は菱形
そのものとして形成されたパターンR1であり、図2
(B)は(A)の菱形を短辺で切断してできる2個の二
等辺三角形(いわば楔形)の底辺同士を、間隔をおいて
対向して配置した図形パターンR11である。本発明で
は、(B)の図形パターンR11も(A)の菱形図形パ
ターンR1と同様に用いることができる。
FIG. 2 is an enlarged view showing one rhombic pattern out of the evaluation patterns. FIG. 2A shows a pattern R1 formed as a diamond itself.
(B) is a graphic pattern R11 in which the bottom sides of two isosceles triangles (so-called wedges) formed by cutting the rhombus of (A) at the short sides are arranged facing each other at an interval. In the present invention, the graphic pattern R11 of (B) can be used in the same manner as the rhombic graphic pattern R1 of (A).

【0031】図2では、菱形の長辺と短辺の比は3対1
程度としてあるが、これに限らず4対1、5対1でもよ
い。比が大きいほど菱形の長辺の先端が鋭くなり、露光
装置の投影光学系の限界解像度に敏感となり、その部分
の欠けや丸みを帯びるだれが顕著になる。また典型的に
は、菱形の短辺の長さは限界解像度より大きく設定す
る。菱形の長辺の先端部は切り落として、いわば台形を
2つ底辺で合わせた形状でもよいが、その場合は切り落
とした長辺の先端部の走査方向に沿った長さは限界解像
度より小さく設定する。
In FIG. 2, the ratio of the long side to the short side of the diamond is 3: 1.
The degree is not limited to this, but may be 4: 1 or 5: 1. The larger the ratio, the sharper the tip of the long side of the rhombus becomes, the more sensitive it becomes to the limit resolution of the projection optical system of the exposure apparatus, and the chipping or rounding of that portion becomes remarkable. Also, typically, the length of the short side of the diamond is set to be larger than the limit resolution. The end of the long side of the rhombus may be cut off, so to speak, a shape in which two trapezoids are joined at the bottom side. In this case, the length of the cut end of the long side along the scanning direction is set to be smaller than the limit resolution. .

【0032】ここで図8を参照して、本実施の形態に係
る走査型露光装置の一例を説明する。図8において、照
明光学系IUからの光が、レチクルステージRST上に
載置された原版であるレチクルRを均一に照明する。
Here, an example of the scanning exposure apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 8, light from the illumination optical system IU uniformly illuminates a reticle R, which is an original placed on a reticle stage RST.

【0033】これによりレチクルR上にスリット上の照
明領域が形成される。なお、後述の投影光学系PLの光
軸と平行にZ軸をとり、その光軸に直交する平面内で照
明領域に対するレチクルRの走査方向(紙面と平行)に
Y軸をとり、その光軸に直交する平面内でレチクルRの
走査方向と直交する(紙面に垂直)にX軸をとる。
Thus, an illumination area on the slit is formed on the reticle R. The Z axis is set in parallel with the optical axis of the projection optical system PL described later, and the Y axis is set in the scanning direction of the reticle R with respect to the illumination area (parallel to the paper) in a plane perpendicular to the optical axis. The X-axis is perpendicular to the scanning direction of the reticle R (perpendicular to the plane of the drawing) in a plane perpendicular to.

【0034】レチクルステージRSTはY方向に沿って
移動可能に設けられており、レチクルステージRSTの
Y方向の一端部には、移動鏡16が固定されている。レ
ーザ干渉計18からの測長ビームを移動鏡16で反射さ
せ、レチクルステージRSTのY方向の位置をレーザ干
渉計18により常時モニタする。レーザ干渉計18によ
り計測されたレチクルステージRSTの位置情報は、装
置全体を制御する制御ユニット14に供給される。制御
ユニット14はレチクルステージ駆動装置20を駆動し
て、レチクルステージRSTの移動を制御する。
The reticle stage RST is provided movably along the Y direction, and a movable mirror 16 is fixed to one end of the reticle stage RST in the Y direction. The measuring beam from the laser interferometer 18 is reflected by the movable mirror 16, and the position of the reticle stage RST in the Y direction is constantly monitored by the laser interferometer 18. The position information of the reticle stage RST measured by the laser interferometer 18 is supplied to the control unit 14 that controls the entire apparatus. The control unit 14 drives the reticle stage driving device 20 to control the movement of the reticle stage RST.

【0035】レチクルステージRSTに関して照明光学
系IUと反対側には投影光学系PLが配置されており、
投影光学系PLに関してレチクルRのパターンの形成さ
れた面と共役な位置に基板であるウエハWの露光面が設
定されるように、ウエハWを載置するウエハステージS
TGが配置されている。
A projection optical system PL is disposed on the side opposite to the illumination optical system IU with respect to the reticle stage RST.
Wafer stage S on which wafer W is mounted so that the exposure surface of wafer W, which is a substrate, is set at a position conjugate to the surface on which pattern of reticle R is formed with respect to projection optical system PL.
TG is arranged.

【0036】ウエハステージSTGは少なくともY方向
に移動可能に設けられており、ウエハステージSTGの
Y方向の一端部には移動鏡22が固定されている。レー
ザ干渉計24からの測長ビームを移動鏡22で反射さ
せ、ウエハステージSTGのY方向の位置を常時モニタ
する。レーザ干渉計24に計測されたウエハステージS
TGの位置情報は制御ユニット14に供給される。制御
ユニット14はウエハステージ駆動装置26を駆動し
て、ウエハステージSTGの移動を制御する。
The wafer stage STG is provided so as to be movable at least in the Y direction, and a movable mirror 22 is fixed to one end of the wafer stage STG in the Y direction. The measurement beam from the laser interferometer 24 is reflected by the movable mirror 22, and the position of the wafer stage STG in the Y direction is constantly monitored. Wafer stage S measured by laser interferometer 24
The TG position information is supplied to the control unit 14. Control unit 14 drives wafer stage driving device 26 to control the movement of wafer stage STG.

【0037】走査露光方式でウエハWの露光を行う際に
は、レチクルRがレチクルステージRSTにより+Y方
向(−Y方向)に移動されるのに同期して、ウエハステ
ージSTGにより−Y方向(または+Y方向)に移動さ
れる。投影光学系PLの投影倍率をβ(例えば、1/
5、1/4)とすると、制御ユニット14はレーザ干渉
計18からレチクルステージRSTの位置情報を受けな
がら、レチクル駆動装置20を制御してレチクルRを+
Y方向にV/βで移動し、レーザ干渉計24からウエハ
ステージSTGの位置情報を受けながら、ウエハ駆動装
置26を制御して、レチクルRの移動に同期してウエハ
Wを−Y方向に速度Vで移動する。
When the wafer W is exposed by the scanning exposure method, the reticle R is moved in the + Y direction (−Y direction) by the reticle stage RST, and in synchronism with the −Y direction (or by the wafer stage STG). + Y direction). The projection magnification of the projection optical system PL is β (for example, 1 /
If the control unit 14 receives the position information of the reticle stage RST from the laser interferometer 18, the control unit 14 controls the reticle driving device 20 to move the reticle R to +.
The wafer W is moved in the Y direction by V / β, and while receiving the position information of the wafer stage STG from the laser interferometer 24, the wafer driving device 26 is controlled to move the wafer W in the −Y direction in synchronization with the movement of the reticle R. Move with V.

【0038】一方ウエハステージSTG上に載置された
ウエハWを観察できるように、露光評価用光学系11
が、ウエハステージSTGの上方、投影光学系PLと同
じ側に且つ投影光学系PLの近傍に設けられている。露
光評価用光学系11は、内部に不図示の2次元センサー
を備えている。露光評価用光学系11には、該光学系1
1により取り込まれた画像を処理する画像処理部12が
信号伝送線により(例えば電気的に)接続されている。
画像処理部12にはさらに、処理された画像の形状測定
をする画像演算部13が信号伝送線により(例えば電気
的に(以下同様))接続されている。画像演算部13に
は、レチクルステージRSTとウエハステージSTGの
移動を制御する制御ユニット14が信号伝送線により接
続されている。
On the other hand, the exposure evaluation optical system 11 is so arranged that the wafer W mounted on the wafer stage STG can be observed.
Are provided above the wafer stage STG, on the same side as the projection optical system PL, and near the projection optical system PL. The exposure evaluation optical system 11 includes a two-dimensional sensor (not shown) inside. The exposure evaluation optical system 11 includes the optical system 1
An image processing unit 12 that processes the image captured by the first unit 1 is connected (for example, electrically) by a signal transmission line.
The image processing unit 12 is further connected with an image calculation unit 13 for measuring the shape of the processed image by a signal transmission line (for example, electrically (hereinafter, the same applies)). A control unit 14 that controls the movement of the reticle stage RST and the wafer stage STG is connected to the image calculation unit 13 via a signal transmission line.

【0039】また、レーザ干渉計18、24により計測
された各ステージの位置を不図示の信号伝送線により画
像演算部13に入力できるように構成されている。
Further, the position of each stage measured by the laser interferometers 18 and 24 can be input to the image calculation unit 13 via a signal transmission line (not shown).

【0040】図8を参照して、以上説明した走査型露光
装置の露光動作を評価をする方法を説明する。照明光学
系IUにより照射されたスリット状露光光に対して、評
価パターンが形成されたレチクルRとウエハWとを同期
移動する。それにより、レチクルR上に描画された評価
パターンが投影光学系PLを介してウェハW上に投影露
光される。
With reference to FIG. 8, a method for evaluating the exposure operation of the above-described scanning type exposure apparatus will be described. The reticle R on which the evaluation pattern is formed and the wafer W are synchronously moved with respect to the slit exposure light irradiated by the illumination optical system IU. Thus, the evaluation pattern drawn on reticle R is projected and exposed on wafer W via projection optical system PL.

【0041】この走査型露光装置により露光されたウェ
ハWは装置外へ運ばれ、現像後、再度この走査型露光装
置のウエハステージSTG上に搭載される。そして、露
光評価用光学系11により露光評価用パターンの測定を
行う。
The wafer W exposed by the scanning exposure apparatus is carried out of the apparatus, and after being developed, is again mounted on the wafer stage STG of the scanning exposure apparatus. Then, the exposure evaluation pattern is measured by the exposure evaluation optical system 11.

【0042】このような露光評価用光学系では、光源で
ある例えばハロゲンランプからの光でウェハWを照明
し、ウェハW上に転写された評価用パターンからの反射
光を2次元センサー上に結像させ、そのパターンの画像
を画像処理部12に取り込み、画像演算部13により評
価用パターンの形状測定を行う。
In such an exposure evaluation optical system, the wafer W is illuminated with light from a light source, for example, a halogen lamp, and reflected light from the evaluation pattern transferred onto the wafer W is formed on a two-dimensional sensor. The image of the pattern is taken into the image processing unit 12, and the shape of the evaluation pattern is measured by the image calculation unit 13.

【0043】図3と図4に、図1のパターンをウェハW
上に露光した場合のパターン像の例を示す。ウエハW上
には理想的には図1のパターンと同一の縮小露光パター
ン像が形成されるはずである。図3、図4には、そのよ
うな理想的な場合のパターン像と検出信号を表してあ
る。
FIGS. 3 and 4 show the pattern of FIG.
An example of a pattern image when exposed above is shown. Ideally, the same reduced exposure pattern image as the pattern in FIG. 1 should be formed on the wafer W. 3 and 4 show a pattern image and a detection signal in such an ideal case.

【0044】図3には、対になった菱形パターンR1と
直線パターンR2を3対抽出して示してある。菱形パタ
ーン像R1は列方向に1個、行方向に3個抽出してあ
る。直線状パターンR2は上下部分は省略して示されて
いる。図3に示されているのは、3個の菱形パターンR
1の長辺が、露光装置の走査方向に直交する方向(行方
向)、即ち直線パターンR2に直交する方向の同一直線
A1−A2上に配置されている場合である。A1−A2
に沿って、上記パターン像を計測すると、パターン像が
理想的な場合であるので、A1−A2検出信号として示
されているように、規則正しい信号となる。なお、ここ
では便宜上、基板W上に形成されたパターンの像の符号
は、対応する原版上のパターンの符号と同一の符号R
1、R2を用いている。
FIG. 3 shows three pairs of rhombus pattern R1 and straight line pattern R2 extracted. One rhombus pattern image R1 is extracted in the column direction and three in the row direction. The upper and lower portions of the linear pattern R2 are omitted. FIG. 3 shows three rhombic patterns R
In this case, one long side is arranged on the same straight line A1-A2 in a direction (row direction) orthogonal to the scanning direction of the exposure device, that is, in a direction orthogonal to the linear pattern R2. A1-A2
When the pattern image is measured in accordance with, the pattern image is an ideal case, and therefore, becomes a regular signal as shown as an A1-A2 detection signal. Here, for convenience, the code of the image of the pattern formed on the substrate W is the same as the code of the pattern on the corresponding original R
1, R2 is used.

【0045】図4には、走査方向(列方向)に連続した
3個の菱形パターンR1を抽出して示してある。ここで
3個の菱形の短辺は、ほぼ走査方向に向いた直線D1−
D2上にある。直線B1−B2は、図中菱形の長辺の左
側先端部から僅かに離れた位置に引かれた、直線D1−
D2に平行な直線であり、直線F1−F2は、図中菱形
の長辺の右側先端部から僅かに離れた位置に引かれた、
直線D1−D2に平行な直線である。また、直線C1−
C2は、直線D1−D2と直線B1−B2との中間に引
かれた、直線D1−D2に平行な直線であり、直線E1
−E2は、直線D1−D2と直線F1−F2との中間に
引かれた、直線D1−D2に平行な直線である。
FIG. 4 shows three rhombic patterns R1 which are continuous in the scanning direction (column direction). Here, the short sides of the three rhombuses are straight lines D1-
It is on D2. The straight line B1-B2 is drawn at a position slightly away from the left end of the long side of the rhombus in FIG.
It is a straight line parallel to D2, and the straight line F1-F2 is drawn at a position slightly away from the right end of the long side of the diamond in the figure.
This is a straight line parallel to the straight line D1-D2. Also, a straight line C1-
C2 is a straight line parallel to the straight line D1-D2, drawn in the middle between the straight line D1-D2 and the straight line B1-B2, and the straight line E1
-E2 is a straight line parallel to the straight line D1-D2, drawn in the middle between the straight line D1-D2 and the straight line F1-F2.

【0046】図4には、上記パターン像を計測した場合
の検出信号をB1−B2、C1−C2、D1−D2、E
1−E2、F1−F2として示してある。本図に示され
ているのはパターン像が理想的な場合であるので、これ
らは規則正しい信号となる。
FIG. 4 shows detection signals B1-B2, C1-C2, D1-D2, E when the pattern image is measured.
1-E2 and F1-F2. These are regular signals because the pattern image is shown in the ideal case in the figure.

【0047】レチクルRとウェハWとの同期精度が一致
していなかった場合には、本来ウエハW上にできるはず
のパターンの形状が崩れてしまう。
If the synchronization accuracy between the reticle R and the wafer W does not match, the shape of the pattern that should be formed on the wafer W is lost.

【0048】図5、図6に、そのようにパターンが崩れ
た場合の一例が示されている。図5には、対になった菱
形パターンR1と直線パターンR2の像を2対(R1
a、R2a、R1b、R2b)抽出して示してある。図
5に示されているのは、2個の菱形パターンR1の長辺
が、露光装置の走査方向に直交する方向、即ち直線パタ
ーンR2に直交する方向の同一直線H1−H2上に配置
されている場合である。図5の場合は、菱形パターン像
R1aの長辺の先端部がだれて丸くなっている。次の直
線状パターン像R2aは図上で右側が欠けてしまってお
り、直線がその部分で細くなっている。次の菱形パター
ン像R1bはほぼ理想形に近い形状を保っている。次の
直線パターン像R2bも同様にほぼ理想形に近い形状を
保っている。
FIGS. 5 and 6 show an example of such a case where the pattern is broken. FIG. 5 shows two pairs of images of the diamond-shaped pattern R1 and the linear pattern R2 (R1
a, R2a, R1b, R2b) are extracted and shown. FIG. 5 shows that the long sides of the two rhombic patterns R1 are arranged on the same straight line H1-H2 in the direction orthogonal to the scanning direction of the exposure device, that is, the direction orthogonal to the linear pattern R2. If it is. In the case of FIG. 5, the tip of the long side of the diamond-shaped pattern image R1a is rounded. The next linear pattern image R2a is missing the right side in the figure, and the straight line is narrow at that portion. The next rhombus pattern image R1b keeps a shape almost close to the ideal shape. Similarly, the next straight-line pattern image R2b also keeps a shape almost similar to the ideal shape.

【0049】このようなパターン像を、走査方向に直交
する方向に先ず直線H1−H2に沿って計測すると、パ
ターン像が上記のように変形しているので、図6にH1
−H2検出信号として示されているように、菱形パター
ン像R1aに対応する部分の長さは、菱形パターン像R
1bに対応する部分の長さより短くなる。長辺の先端部
がだれて長辺が短くなっているからである。同様に、直
線パターン像R2aに対応する部分の長さは、直線パタ
ーン像R2bに対応する部分の長さより短くなってい
る。直線パターン像R2aの右側がだれて、直線の幅が
狭くなっているからである。
When such a pattern image is measured along a straight line H1-H2 in a direction orthogonal to the scanning direction, the pattern image is deformed as described above.
As shown in the -H2 detection signal, the length of the portion corresponding to the rhombic pattern image R1a is
The length is shorter than the length of the portion corresponding to 1b. This is because the tip of the long side is cut off and the long side is shortened. Similarly, the length of the portion corresponding to the linear pattern image R2a is shorter than the length of the portion corresponding to the linear pattern image R2b. This is because the right side of the straight line pattern image R2a sags and the width of the straight line becomes narrow.

【0050】このように走査方向に直交する方向に並ぶ
パターンの形状測定を行うことにより、レチクルRの同
期移動中の位置に対応してパターンの転写誤差を知るこ
とができる。
As described above, by performing the shape measurement of the patterns arranged in the direction orthogonal to the scanning direction, it is possible to know the pattern transfer error corresponding to the position of the reticle R during the synchronous movement.

【0051】図6には、走査方向に連続した4個の菱形
パターンR1の像を抽出して示してある(R1c、R1
d、R1e、R1f)。ここで4個の菱形像の短辺は、
ほぼ走査方向に向いた直線K1−K2上にある。直線I
1−I2は、図中菱形の長辺の左側先端部から僅かに離
れた位置に引かれた、直線K1−K2に平行な直線であ
り、直線M1−M2は、図中菱形の長辺の右側先端部か
ら僅かに離れた位置に引かれた、直線K1−K2に平行
な直線である。また、直線J1−J2は、直線K1−K
2と直線I1−I2との中間に引かれた、直線K1−K
2に平行な直線であり、直線L1−L2は、直線K1−
K2と直線M1−M2との中間に引かれた、直線K1−
K2に平行な直線である。
FIG. 6 shows the extracted images of four rhombic patterns R1 which are continuous in the scanning direction (R1c, R1).
d, R1e, R1f). Here, the short sides of the four rhombic images are
It is on a straight line K1-K2 substantially oriented in the scanning direction. Straight line I
1-I2 is a straight line parallel to the straight line K1-K2 drawn at a position slightly away from the left end of the long side of the diamond in the figure, and the straight line M1-M2 is a straight line of the long side of the diamond in the figure. This is a straight line parallel to the straight line K1-K2, which is drawn at a position slightly away from the right end. The straight line J1-J2 is a straight line K1-K
2 and the straight line K1-K drawn between the straight lines I1-I2.
2 and a straight line L1-L2 is a straight line K1-
A straight line K1- drawn between K2 and a straight line M1-M2.
This is a straight line parallel to K2.

【0052】図6の菱形パターン像R1cはほぼ理想に
近い形状をしている。図中その下のパターン像R1dは
長辺の左側先端部は理想に近いものの、右側先端部が丸
くだれている。次のパターン像R1eはほぼ理想に近い
図形を保っている。次のパターン像R1fは長辺の左側
先端部が欠けている。但し直線J1−J2にかかる部分
までは理想の図形と同様である。そして、右側先端部が
丸くだれている。
The rhombus pattern image R1c of FIG. 6 has a shape almost ideal. In the pattern image R1d below the figure, the left end on the long side is close to ideal but the right end is rounded. The next pattern image R1e keeps a figure that is almost ideal. The next pattern image R1f lacks the left end on the long side. However, the portion up to the straight line J1-J2 is the same as the ideal figure. The right end is rounded.

【0053】図6には、上記パターン像を計測した場合
の検出信号をI1−I2、J1−J2、K1−K2、L
1−L2、M1−M2として示してある。本図に示され
ていパターン像は、前記のように変形している。直線I
1−I2に沿った検出信号は、いずれにしても直線I1
−I2が菱形図形にかかっていないのでフラットであ
る。直線J1−J2に沿った検出信号は、やはり菱形図
形の変形部分にはかかっていないので、規則正しい信号
変化になっている。直線K1−K2即ち菱形の短辺に沿
った検出信号は、ほぼ規則正しい信号変化になってい
る。直線L1−L2に沿った検出信号は、パターンR1
cは変形がないので正常な信号レベルとなっているが、
パターンR1dの長辺先端部は丸くだれており、直線L
1−L2はそこをかすめて通過しているので、信号レベ
ルが低くなっている。次のパターンR1eはほぼ理想形
状であるので、信号レベルは正常値を示している。次の
パターンR1fは、長辺の右側先端部がだれて直線L1
−L2にかかる部分が欠けているのでフラットな信号に
なっている。直線M1−M2は菱形図形にかかっていな
いので、信号は全体がフラットになっている。
FIG. 6 shows the detection signals when the pattern image is measured as I1-I2, J1-J2, K1-K2, L
1-L2, M1-M2. The pattern image shown in the figure is deformed as described above. Straight line I
In any case, the detection signal along 1-I2 is a straight line I1
-It is flat because I2 does not cover the rhombus figure. Since the detection signal along the straight line J1-J2 is not applied to the deformed portion of the rhombus, the signal changes regularly. The detection signal along the straight line K1-K2, that is, the short side of the rhombus has a substantially regular signal change. The detection signal along the straight line L1-L2 is the pattern R1
c has a normal signal level because there is no deformation,
The tip of the long side of the pattern R1d is rounded, and the straight line L
Since 1-L2 glides through it, the signal level is low. Since the next pattern R1e has an almost ideal shape, the signal level indicates a normal value. In the next pattern R1f, the right end of the long side is straightened and straight line L1 is formed.
Since the portion related to -L2 is missing, the signal is flat. Since the straight line M1-M2 does not overlap the rhombus figure, the signal is entirely flat.

【0054】次に図7を参照して、直線パターンの転写
誤差、即ち直線パターン像の変化を求めて、レチクルR
とウエハWとの同期移動中の同期誤差のうちレチクルR
とウエハWとの相対的な、ピッチング、ローリング、ヨ
ーイング及び斜行(レチクルRとウエハWとの同期移動
方向が本来の方向に対して相対的に傾斜をもっている場
合)を知り、露光装置の露光動作を評価するやり方を説
明する。
Next, referring to FIG. 7, the transfer error of the linear pattern, that is, the change of the linear pattern image is obtained, and the reticle R
Reticle R out of synchronization errors during synchronous movement between wafer and wafer W
The relative pitch between the wafer and the wafer W, pitching, rolling, yawing, and skew (when the synchronous movement direction of the reticle R and the wafer W is relatively inclined with respect to the original direction), and Explain how to evaluate the behavior.

【0055】図7(A)は、ウエハWを載置したウエハ
ステージSTGが同期移動中にピッチングしている場合
である。走査の方向はY1で示されている。このピッチ
ングのため、直線パターンが周期的に太い細いを繰り返
している。この場合はピッチング以外による転写誤差は
発生していないものとしているので、図中転写された平
行な2本の直線パターン像は同一の変化をしている。
FIG. 7A shows a case where the wafer stage STG on which the wafer W is mounted is pitched during the synchronous movement. The direction of scanning is indicated by Y1. Due to this pitching, the linear pattern periodically repeats thick and thin. In this case, since it is assumed that a transfer error other than pitching has not occurred, the two parallel linear pattern images transferred in the drawing have the same change.

【0056】図7(B)は、ウエハWを載置したウエハ
ステージSTGが同期移動中にローリングしている場合
である。走査の方向はY2で示されている。ローリング
のため、直線パターンが太い細いを繰り返すが、図中転
写された平行な2本の直線パターン像は、一方が太いと
きは他方が細くなる変化をしている。
FIG. 7B shows a case where wafer stage STG on which wafer W is mounted is rolling during synchronous movement. The direction of scanning is indicated by Y2. Because of the rolling, the straight line pattern repeats thick and thin, but the two parallel straight line pattern images transferred in the figure change when one is thick, the other becomes thin.

【0057】図7(C)は、ウエハWを載置したウエハ
ステージSTGが同期移動中にヨーイングしている場合
である。走査の方向はY3で示されている。ヨーイング
のため、直線パターンが蛇行するが、図中転写された平
行な2本の直線パターン像は、平行に全く同一の変化を
している。
FIG. 7C shows a case where wafer stage STG on which wafer W is mounted is yawing during synchronous movement. The direction of scanning is indicated by Y3. Although the straight line pattern meanders due to yawing, the two parallel straight line pattern images transferred in the figure have the same change in parallel.

【0058】図7(D)は、レチクルRとウエハWとが
相対的に斜行して同期移動されている場合である。走査
の方向はX4で示されている。斜行のため、直線パター
ンが傾くが、図中転写された平行な2本の直線パターン
像は、平行に全く同一方向に斜行している。
FIG. 7D shows a case where the reticle R and the wafer W are relatively skewed and synchronously moved. The direction of the scan is indicated by X4. Although the straight line pattern is inclined due to the skew, the two parallel straight line pattern images transferred in the figure are skewed in parallel in exactly the same direction.

【0059】このように画像信号が、崩れたパターン像
の形状にリンクして、非対称な形になる。実際は、ピッ
チング、ローリング、ヨーイング及び斜行は、以上示し
たように全く単独で表れる場合は少なく、複合して表れ
る。しかしながら複数のパターン像を観察し分析するこ
とにより、レチクルRとウエハWの同期移動にどのよう
な異常が起こっているかを求めることができ、露光動作
を評価することができる。
As described above, the image signal is linked to the shape of the collapsed pattern image and becomes an asymmetric shape. Actually, pitching, rolling, yawing, and skew rarely appear completely alone as described above, but appear in combination. However, by observing and analyzing a plurality of pattern images, it is possible to determine what abnormality has occurred in the synchronous movement of the reticle R and the wafer W, and to evaluate the exposure operation.

【0060】また、図10に示すような菱形のパターン
では、レチクルRとウエハWとの同期移動中の速度誤差
や、フォーカス状態によって、ウエハW上に転写される
パターンの縦幅aや横幅bが変化する。したがって画像
演算部13でこれらの幅を測定することにより、同期移
動中の速度誤差やファーカス誤差を検出できる。
In the diamond-shaped pattern shown in FIG. 10, the vertical width a and the horizontal width b of the pattern transferred onto the wafer W depend on the speed error during the synchronous movement of the reticle R and the wafer W and the focus state. Changes. Therefore, by measuring these widths by the image calculation unit 13, it is possible to detect a speed error and a furcus error during the synchronous movement.

【0061】以上のような転写誤差を測定ないしは求め
ることにより、それを画像演算部13によって評価用パ
ターン幅とスキャン速度・フォーカス位置との関係デー
タと比較し、当初設定した装置パラメータとの差分を付
加して新たなる装置パラメータとする。
By measuring or obtaining the above-described transfer error, the transfer error is compared with the relation data between the evaluation pattern width and the scan speed / focus position by the image calculation unit 13, and the difference from the initially set apparatus parameter is determined. A new device parameter is added.

【0062】同時に露光量の制御も装置パラメータの一
つとして、露光光の光量や同期移動速度の制御により行
えばよい。これにより、露光装置のオフセット量が、簡
易的にかつ高速に測定されて好ましい露光条件が設定さ
れ、安定した線幅を得ることが可能となる。
At the same time, the exposure amount may be controlled by controlling the amount of exposure light and the synchronous movement speed as one of the apparatus parameters. This makes it possible to easily and quickly measure the offset amount of the exposure apparatus, set preferable exposure conditions, and obtain a stable line width.

【0063】以上説明したように、本発明に用いる評価
用レチクルは、一般に、走査型露光装置の露光条件を検
査するためのテスト用レチクルであって、被検査走査型
露光装置の限界解像度近傍の太さの所定部分を複数有す
る所定パターンが、前記所定部分が前記レチクル上で所
定の方向に配列されたものであるということができる。
また、前記所定パターンは、テーパを有する図形であ
って該テーパの最小幅部が前記限界解像度より小さく最
大幅部が前記限界解像度より大きい図形を含むことを特
徴としてもよい。
As described above, the evaluation reticle used in the present invention is generally a test reticle for inspecting the exposure conditions of the scanning type exposure apparatus, and is close to the limit resolution of the inspection type scanning exposure apparatus. It can be said that a predetermined pattern having a plurality of predetermined portions having a thickness is such that the predetermined portions are arranged in a predetermined direction on the reticle.
Further, the predetermined pattern may be a graphic having a taper, wherein a minimum width part of the taper is smaller than the limit resolution and a maximum width part is larger than the limit resolution.

【0064】また、前記所定パターンは、走査方向にほ
ぼ前記レチクルの全長に渡って伸びたほぼ一様な太さの
複数の直線を含むことを特徴としてもよい。
Further, the predetermined pattern may include a plurality of straight lines having a substantially uniform thickness and extending over substantially the entire length of the reticle in the scanning direction.

【0065】また、以上のような評価用レチクルを、レ
チクルステージ上に、前記所定の方向が前記被検査走査
型露光装置の走査方向にほぼ一致するように載置する工
程と、前記テスト用レチクルを介して、前記所定パター
ンを基板上に走査型露光をする工程とを備える、走査型
露光装置の露光条件の検査方法としてもよい。
Placing the evaluation reticle on the reticle stage such that the predetermined direction substantially matches the scanning direction of the scanning exposure apparatus to be inspected; and And performing a scanning exposure of the predetermined pattern on the substrate through the method.

【0066】また、この検査方法によって検査された走
査型露光装置で製品パターンを走査型露光して、半導体
デバイスを製造することができる。
Further, a semiconductor device can be manufactured by subjecting a product pattern to scanning exposure using a scanning exposure apparatus inspected by this inspection method.

【0067】[0067]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、原版と基
板とを同期移動させながら基板上に転写された評価パタ
ーンの転写誤差を求め、その測定結果に基づいて走査型
露光装置の露光動作を評価するので、必ずしも多数のシ
ョットを露光することなく、高精度かつ高速に露光動作
の評価ができる。また、高精度かつ高速に露光動作を評
価して、誤差があればそれを正した上で露光して、デバ
イスを製造することが可能となる。
As described above, according to the present invention, the transfer error of the evaluation pattern transferred onto the substrate is determined while moving the original and the substrate synchronously, and the exposure of the scanning type exposure apparatus is performed based on the measurement result. Since the operation is evaluated, the exposure operation can be evaluated with high accuracy and high speed without necessarily exposing a large number of shots. In addition, a device can be manufactured by evaluating an exposure operation at high accuracy and at high speed, correcting an error if any, and performing exposure.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施に用いるパターンの例を示す平面
図である。
FIG. 1 is a plan view showing an example of a pattern used for carrying out the present invention.

【図2】本発明の実施に用いるパターンのうち、所定の
間隔で形成された複数のマークの一例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a plurality of marks formed at predetermined intervals in a pattern used for implementing the present invention.

【図3】図1に示されるパターンを用い高い同期精度で
転写された像を露光評価用光学系により、走査方向に直
交する方向に検出した信号を示す図である。
3 is a diagram showing a signal obtained by detecting an image transferred with high synchronization accuracy using the pattern shown in FIG. 1 in a direction orthogonal to a scanning direction by an exposure evaluation optical system.

【図4】図1に示されるパターンを用い高い同期精度で
転写された像を露光評価用光学系により、走査方向に検
出した信号を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a signal obtained by detecting an image transferred with high synchronization accuracy using the pattern shown in FIG. 1 in a scanning direction by an exposure evaluation optical system.

【図5】図1に示されるパターンを用い同期精度誤差に
より変形して転写された像を露光評価用光学系により、
走査方向に直交する方向に検出した信号を示す図であ
る。
FIG. 5 shows an image transferred by being deformed by a synchronization accuracy error using the pattern shown in FIG.
FIG. 4 is a diagram illustrating a signal detected in a direction orthogonal to a scanning direction.

【図6】図1に示されるパターンを用い同期精度誤差に
より変形して転写された像を露光評価用光学系により、
走査方向に検出した信号を示す図である。
FIG. 6 illustrates an image transferred by being deformed by the synchronization accuracy error using the pattern shown in FIG.
FIG. 4 is a diagram illustrating a signal detected in a scanning direction.

【図7】走査方向に向いた直線状パターンを用い、ピッ
チング、ローリング、ヨーイング、斜行により変形等し
て転写された像の例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an image transferred using a linear pattern oriented in a scanning direction and deformed by pitching, rolling, yawing, skew, or the like.

【図8】本発明の実施の形態である走査型露光装置の概
略側面図である。
FIG. 8 is a schematic side view of a scanning exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図9】従来の同期精度評価方法に用いられるショット
パターンを示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a shot pattern used in a conventional synchronization accuracy evaluation method.

【図10】本発明の実施に用いる菱形パターンを抽出し
て示した平面図である。
FIG. 10 is a plan view showing extracted rhombic patterns used in the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 走査型露光装置 11 露光評価用光学系 12 画像処理部 13 画像演算部 14 制御ユニット IU 照明光学系 PL 投影光学系 R レチクル R1、R2、R11 評価用パターン RST レチクルステージ W ウエハ STG ステージ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Scanning exposure apparatus 11 Exposure evaluation optical system 12 Image processing unit 13 Image calculation unit 14 Control unit IU Illumination optical system PL Projection optical system R Reticle R1, R2, R11 Evaluation pattern RST Reticle stage W Wafer STG stage

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 原版と基板とを同期移動することにより
前記原版のパターンを前記基板上に転写する走査型露光
装置の露光動作を評価する方法であって;該走査型露光
装置を用い、前記同期移動の方向に沿って評価パターン
が形成された原版と基板とを同期移動することにより該
基板上に前記評価パターンを転写し;該基板上に転写さ
れた評価パターンの転写誤差を求め;該測定結果に基づ
いて前記走査型露光装置の露光動作を評価することを特
徴とする評価方法。
1. A method for evaluating an exposure operation of a scanning exposure apparatus for transferring a pattern of an original onto a substrate by synchronously moving an original and a substrate; Transferring the evaluation pattern onto the substrate by synchronously moving the master on which the evaluation pattern is formed and the substrate along the direction of the synchronous movement; obtaining a transfer error of the evaluation pattern transferred onto the substrate; An evaluation method, comprising: evaluating an exposure operation of the scanning exposure apparatus based on a measurement result.
【請求項2】 前記評価パターンは、前記同期移動の方
向に沿って連続的に形成された直線状パターンであるこ
とを特徴とする請求項1に記載の評価方法。
2. The evaluation method according to claim 1, wherein the evaluation pattern is a linear pattern formed continuously along the direction of the synchronous movement.
【請求項3】 前記評価パターンは、前記同期移動の方
向に沿って所定の間隔で形成された複数のマークである
ことを特徴とする請求項1に記載の評価方法。
3. The evaluation method according to claim 1, wherein the evaluation pattern is a plurality of marks formed at predetermined intervals along a direction of the synchronous movement.
【請求項4】 前記同期移動の方向に沿って所定の間隔
で形成された複数のマークは、それぞれ楔形または菱形
に形成されていることを特徴とする請求項3に記載の評
価方法。
4. The evaluation method according to claim 3, wherein the plurality of marks formed at predetermined intervals along the direction of the synchronous movement are each formed in a wedge shape or a rhombus shape.
【請求項5】 前記評価パターンは、前記同期移動の方
向に沿って複数列形成されていることを特徴とする請求
項1乃至請求項4のいずれかに記載の評価方法。
5. The evaluation method according to claim 1, wherein the evaluation patterns are formed in a plurality of rows along the direction of the synchronous movement.
【請求項6】 前記基板上に形成された評価パターンの
転写誤差を、前記マスクの位置と対応させて求めること
を特徴とする請求項1に記載の評価方法。
6. The evaluation method according to claim 1, wherein a transfer error of the evaluation pattern formed on the substrate is obtained in correspondence with a position of the mask.
【請求項7】 原版と基板とを同期移動することにより
前記原版のパターンを前記基板上に転写する走査型露光
装置であって;前記同期移動の方向に沿って評価パター
ンが形成された原版と基板とを同期移動させて該基板上
に前記評価パターンを転写するための露光システムと;
該基板上に転写された評価パターンの転写誤差を求める
測定システムと;該測定結果に基づいて前記露光システ
ムの露光動作を評価する評価システムと;を有すること
を特徴とする走査型露光装置。
7. A scanning exposure apparatus for transferring a pattern of an original onto the substrate by synchronously moving the original and a substrate; and an original on which an evaluation pattern is formed along the direction of the synchronous movement. An exposure system for synchronously moving the substrate and transferring the evaluation pattern onto the substrate;
A scanning exposure apparatus, comprising: a measurement system for obtaining a transfer error of an evaluation pattern transferred onto the substrate; and an evaluation system for evaluating an exposure operation of the exposure system based on the measurement result.
【請求項8】 請求項7に記載の走査型露光装置を用い
てデバイスを製造することを特徴とするデバイス製造方
法。
8. A device manufacturing method using the scanning exposure apparatus according to claim 7.
【請求項9】 前記同期移動の方向に関して前記基板上
の異なる位置に転写された評価パターンの各々の転写誤
差に基づいて前記露光動作の評価を行うことを特徴とす
る請求項1に記載の評価方法。
9. The evaluation according to claim 1, wherein the evaluation of the exposure operation is performed based on a transfer error of each of the evaluation patterns transferred to different positions on the substrate with respect to the direction of the synchronous movement. Method.
【請求項10】 前記同期移動の方向と直交する方向に
関して前記基板上の異なる位置に転写された評価パター
ンの各々の転写誤差に基づいて前記露光動作の評価を行
うことを特徴とする請求項5に記載の評価方法。
10. The exposure operation is evaluated based on transfer errors of evaluation patterns transferred to different positions on the substrate in a direction orthogonal to the direction of the synchronous movement. Evaluation method described in.
【請求項11】 前記露光動作の評価は、前記原版と前
記基板との同期移動中における、速度誤差、ファーカス
誤差の少なくとも1つを評価することを特徴とする請求
項1に記載の評価方法。
11. The evaluation method according to claim 1, wherein the evaluation of the exposure operation evaluates at least one of a speed error and a furcus error during the synchronous movement between the original and the substrate.
【請求項12】 前記露光システムは、前記原版を支持
して同期移動する原版ステージと前記基板を支持して同
期移動する基板ステージとを有し;前記評価システム
は、前記原版と前記基板との同期移動中における、前記
原版ステージと前記基板ステージの少なくとも一方のピ
ッチング、ローリング、及びヨーイングの少なくとも一
つを評価することを特徴とする請求項7に記載の走査型
露光装置。
12. The exposure system includes an original stage that supports the original and moves synchronously, and a substrate stage that supports the substrate and moves synchronously. The scanning exposure apparatus according to claim 7, wherein at least one of pitching, rolling, and yawing of at least one of the original stage and the substrate stage during the synchronous movement is evaluated.
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