WO2005078775A1 - 計測方法、転写特性計測方法、露光装置の調整方法及びデバイス製造方法 - Google Patents

計測方法、転写特性計測方法、露光装置の調整方法及びデバイス製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2005078775A1
WO2005078775A1 PCT/JP2005/000205 JP2005000205W WO2005078775A1 WO 2005078775 A1 WO2005078775 A1 WO 2005078775A1 JP 2005000205 W JP2005000205 W JP 2005000205W WO 2005078775 A1 WO2005078775 A1 WO 2005078775A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
measurement
mark
transfer
image
exposure
Prior art date
Application number
PCT/JP2005/000205
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Iori Yoshikawa
Original Assignee
Nikon Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corporation filed Critical Nikon Corporation
Priority to JP2005517912A priority Critical patent/JP4972936B2/ja
Priority to US10/589,336 priority patent/US7848594B2/en
Publication of WO2005078775A1 publication Critical patent/WO2005078775A1/ja
Priority to KR1020067008720A priority patent/KR101070202B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions

Definitions

  • Measurement method transfer characteristic measurement method, exposure apparatus adjustment method, and device manufacturing method
  • the present invention relates to a measurement method, a transfer characteristic measurement method, an exposure apparatus adjustment method, and a device manufacturing method, and more specifically, measures information on a size of a mark formed on an object in at least two directions. Measuring method, Transfer characteristic measuring method for measuring the transfer characteristics of the pattern by the exposure device based on the size of the mark (transferred image of the measuring mark) formed on the object by the exposure device, and using the transfer characteristic measuring method.
  • the present invention relates to a method of adjusting an exposure apparatus, and a device manufacturing method using the exposure apparatus adjusted by the adjustment method. Background art
  • a semiconductor device such as a liquid crystal display device
  • an imaging device such as a CCD
  • a thin-film magnetic head or a lithographic apparatus that manufactures microdevices such as micromachines.
  • Various types of exposure apparatuses that transfer a pattern formed on a “reticle” onto an object such as a wafer or a glass plate are used.
  • a step-and-repeat type reduction projection exposure apparatus a so-called stepper
  • a step-and-scan type scanning exposure apparatus a so-called scanner (also referred to as a scanning stepper)
  • Etc. are mainly used.
  • the in-plane uniformity of the above-mentioned pattern size is greatly affected by the imaging characteristics of the projection optical system.
  • the projection optical system has aberrations such as field curvature, spherical aberration, coma aberration, and distortion.
  • aberrations such as field curvature, spherical aberration, coma aberration, and distortion.
  • the state of formation of an image of a pattern of the same size formed at a different position is different.
  • the projection optical system has astigmatism, the formation state of the resist image of the horizontal line pattern and the resist image of the vertical line pattern of the same size will be different.
  • the reticle pattern is transferred onto a wafer by an exposure apparatus, and the line width of a resist image formed at substantially the same position on the wafer after the development of the wafer is measured by an SEM for length measurement by a sales company.
  • the vertical line pattern resist image and the horizontal line pattern resist image require the pattern line width required for recent exposure equipment. If the controllability specifications (specs) cannot be satisfied, the line width difference is included in the measurement results, and situations that require unexpected time to start up the exposure equipment in the semiconductor factory are frequently occurring. Was.
  • the inventor of the present invention has proposed a line between the resist image of the vertical line pattern and the resist image of the horizontal line pattern.
  • the above-mentioned measurement results by the SEM for length measurement described above It was confirmed that a line width difference was included.
  • the present inventor concluded that the line width difference described above was mostly caused by measurement errors due to some factors, and analyzed a series of processes of line width measurement.
  • the combination of image processing including image capture of the resist image by SEM and the subsequent image processing including edge detection processing for that image has the above-mentioned factors that cause the measurement error. It was almost convinced that performing the edge detection processing on an image obtained by rotating only the image of the resist image of the pattern was the main cause of the error.
  • the size of a mark formed on an object in at least two directions is considered.
  • a measurement method for measuring information wherein a first image capturing step of capturing a first image of the mark by a measuring device in a first state in which the object is set in a reference direction; and the first state In a second state in which at least a part of the mark is rotated by a predetermined angle ⁇ (0 ° ⁇ ⁇ 180 °), a second image capturing step of capturing the second image of the mark by the measuring device;
  • the first image of the mark captured by the measuring device is subjected to image processing involving edge detection processing.
  • a first size of a mark in a first direction orthogonal to the reference direction is measured, and at least a part of the first state force rotates the mark by a predetermined angle ⁇ (0 ° ⁇ ⁇ 180 °).
  • the second image of the mark captured by the measuring device is subjected to image processing including edge detection processing, and the mark is rotated by the angle ⁇ with respect to the first direction of the mark.
  • a second size in a second direction is measured. That is, the first and second images are substantially captured by the measuring device according to, for example, the mark arrangement on the object. Since image processing with edge detection processing is performed under the same conditions, it is possible to prevent a reduction in mark size measurement accuracy due to a combination of image capture and image processing.
  • a transfer characteristic measuring method for measuring transfer characteristics in two different directions of an exposure apparatus for transferring a pattern formed on a mask onto an object, the exposure apparatus comprising: Forming a mark including first and second elements used for measurement of the transfer characteristics in the two directions on an object by using; and setting the object in a reference direction in a measurement device to perform the first and second steps.
  • a first image of at least a part of the mark including one of the second elements is captured, and a rotation angle at the time of capturing the first image is substantially the same as the intersection angle in the two directions ⁇ (0 ° ⁇ ⁇ 180 °), an image capturing step of capturing a second image of at least a part of the mark including the other of the first and second elements; and processing the first and second images, respectively.
  • a first transfer characteristic measurement method comprising; a measurement step and measuring.
  • a mark including the first and second elements used for measuring the transfer characteristics in two directions is formed on the object using the exposure apparatus.
  • the object on which the mark is formed is set in the measuring device in the reference direction, and a first image of at least a part of the mark including one of the first and second elements is captured, and the first image is captured.
  • the second image of is captured.
  • the first and second images are respectively processed, and first and second sizes of the mark in the two directions are measured, respectively.
  • the first and second images are subjected to image processing under substantially the same conditions by the measurement device according to, for example, the arrangement of marks on the object, and image processing is performed. It is possible to prevent a decrease in mark size measurement accuracy caused by a combination with the processing, and as a result, it becomes possible to accurately measure (evaluate) transfer characteristics of the exposure apparatus in two different directions.
  • a transfer characteristic measuring method for measuring a transfer characteristic of a pattern by an exposure apparatus for transferring a pattern formed on a mask onto an object, the method comprising: A measurement mask having a pattern area in which at least one is formed A first transfer step of performing exposure by mounting on an exposure apparatus and transferring the pattern area onto the object; and rotating at least one of the measurement mask and the object to rotate an angle of the object with respect to the measurement mask. A second transfer step of transferring the pattern area onto the object in a state where the angle is changed by a predetermined angle ⁇ (0 ° ⁇ ⁇ 180 °) from the first transfer step; and the object is set in a reference direction.
  • a second transfer characteristic measurement method comprising: a size for measuring the direction orthogonal to the direction corresponding to the image and the second transferred image each of the reference direction, the measuring step at least measured.
  • a measurement mask having a pattern area in which at least one predetermined measurement mark is formed is mounted on an exposure apparatus, exposure is performed, the pattern area is transferred onto an object, and the measurement mark is measured. Forming a first transfer image on the object. Further, by rotating at least one of the measurement mask and the object, the angle of the object with respect to the measurement mask and the state force at the time of forming the first transfer image also change by a predetermined angle ⁇ (0 ° ⁇ ⁇ 180 °). In this state, the pattern area is transferred onto the object, and a second transfer image of the measurement mark is formed on the object.
  • an image of a first transfer image of the measurement mark formed on the object and a second transfer image of the measurement mark formed on the object is captured by the measuring device.
  • image processing including edge detection processing is performed on the captured first transfer image image and second transfer image image, respectively, and the first transfer image and the second transfer image of the measurement mark are obtained.
  • At least the size of each image in the measurement direction orthogonal to the direction corresponding to the reference direction is measured. That is, the first and second transferred images are respectively formed on the object so that the image capture by the measuring device is performed under substantially the same conditions.
  • a transfer characteristic measuring method for measuring transfer characteristics in first and second directions crossing each other in an exposure apparatus for transferring a pattern formed on a mask onto an object.
  • Measuring the size in the measurement direction by detecting the first and second elements of the marked mark such that the measurement directions are substantially the same direction in the measurement device. Is the way.
  • detection means comprehensive detection processing including image capture and image processing.
  • a mark including the first and second elements whose measurement directions substantially coincide with the first and second directions is formed on the object using the exposure apparatus.
  • the first and second elements of the mark formed on the object are detected such that the measurement directions are substantially the same in the measurement device, and the size in the measurement direction is measured.
  • the size of the first and second elements is measured in the same direction by the measuring device, so that the accuracy of the mark size measurement due to the rotation of the image to be measured is prevented from deteriorating.
  • a transfer characteristic measuring method for measuring transfer characteristics in first and second directions intersecting with each other in an exposure apparatus for transferring a pattern formed on a mask onto an object. Then, using the exposure apparatus, a mark including first and second elements whose measurement directions substantially coincide with the first and second directions, respectively, is rotated at a rotation angle in the first and second directions. Forming on the object as first and second marks that differ by substantially the same angle as the intersection angle; one of the first and second elements of the first mark formed on the object; and A shape is formed on the object whose measurement direction coincides with the measurement direction of one element. Detecting the other of the first and second elements of the formed second mark and measuring the sizes of the first and second elements of the mark in the measurement direction, respectively. This is a characteristic measurement method.
  • detection means comprehensive detection processing including image capture and image processing.
  • the mark including the first and second elements whose measurement directions substantially match the first and second directions respectively has the rotation angles of the first and second elements.
  • the first and second marks are formed on the object as first and second marks that differ by substantially the same angle as the intersection angle in the two directions.
  • one of the first and second elements of the first mark formed on the object is formed on the object whose measurement direction substantially matches one of the elements of the first mark.
  • the size of the first and second elements of the mark in the measurement direction is measured by detecting the other of the first and second elements of the second mark. That is, one of the first and second elements of the first mark and the other of the first and second elements of the second mark are set so that, for example, the measurement device detects the object under substantially the same conditions.
  • each of the first and second elements is formed above, the detection processing is performed without applying any rotation, and the sizes of the first and second elements of the mark in the measurement direction are measured. As a result, it is possible to prevent a decrease in mark size measurement accuracy, and as a result, it is possible to accurately measure (evaluate) transfer characteristics of the exposure apparatus in two different directions.
  • an exposure apparatus for transferring a pattern formed on a mask onto an object by using one of the first to fourth transfer characteristic measuring methods of the present invention. And an adjusting step of adjusting the exposure apparatus based on the measurement result.
  • the transfer characteristic of the pattern by the exposure apparatus is accurately measured (evaluated) by using any of the first to fourth transfer characteristic measurement methods of the present invention, and the exposure is performed based on the measurement result.
  • the device is adjusted. Therefore, it is possible to accurately adjust the transfer characteristics of the pattern by the exposure device.
  • the present invention is a device manufacturing method for manufacturing a device using the exposure apparatus adjusted by the adjusting method of the present invention, from another viewpoint.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an exposure apparatus according to one embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view of a measurement reticle as viewed from a pattern surface side force.
  • FIG. 3 is a flowchart simply illustrating a processing algorithm of a CPU in a main control device of the exposure apparatus when performing a part of a method of measuring a transfer characteristic of a pattern by the exposure apparatus.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a subroutine process of step 102 in FIG. 3.
  • FIG. 1 A first figure.
  • FIG. 5 is a view showing a resist image M M of T 1 113.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of an exposure apparatus 100 according to an embodiment to which the adjustment method of the exposure apparatus of the present invention is applied.
  • the exposure apparatus 100 is a step-and-scan type projection exposure apparatus (a loose scanner).
  • the exposure apparatus 100 is illuminated by an illumination system 10 including a light source and an illumination optical system, and exposure illumination light (hereinafter, abbreviated as “illumination light”) IL as an energy beam from the illumination system 10.
  • illumination light exposure illumination light
  • Reticle stage RST holding reticle R as mask, ejected from reticle R
  • a projection optical system PL for projecting the illumination light IL onto the wafer W (on the image plane) as an object
  • a wafer stage WST for holding the wafer W, and a control system therefor.
  • the illumination system 10 has a uniform illuminance including a light source, an optical integrator, and the like as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-313250 and the corresponding US Patent Application Publication No. 2003Z0025890.
  • Optical system, beam splitter, relay lens, variable ND filter, reticle blind, etc. (all not shown).
  • the slit-shaped illumination area IAR on the reticle R defined by the reticle blind is illuminated by the illumination light IL with almost uniform illuminance.
  • the illumination light IL an ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) is used as an example.
  • the optical integrator a fly-eye lens, a rod integrator (internal reflection type integrator), a diffractive optical element, or the like can be used.
  • the illumination system 10 may adopt a configuration disclosed in, for example, JP-A-6-349701 and the corresponding US Pat. No. 5,534,970. To the extent permitted by the national laws of the designated country (or selected elected country) designated in this international application, the disclosures in this specification have been incorporated by reference to the disclosures in the above publications and corresponding U.S. patent application publications or U.S. patents. Partial.
  • a reticle R is loaded on the reticle stage RST, and is held by suction via an electrostatic chuck (or vacuum chuck) not shown.
  • the reticle stage RST is configured to be capable of minute drive (including rotation) in a horizontal plane (XY plane) by a drive system (not shown).
  • the reticle stage RST can be finely driven in an XY plane perpendicular to the optical axis of the illumination system (coincident with the optical axis AX of the projection optical system PL described later) by a reticle stage drive unit (not shown) including a linear motor, for example. (Including rotation about the Z axis), and can be driven at a specified scanning speed in a predetermined scanning direction (here, the Y axis direction).
  • the reticle is constantly detected by a reticle laser interferometer (hereinafter referred to as “reticle interferometer”) 54R with a resolution of, for example, about 0.5 to 1 nm.
  • the position information of the reticle stage RST from the reticle interferometer 54R is based on the illumination optical system (lighting excluding the light source). It is supplied to a main controller 50 installed outside a main body chamber (not shown) that houses therein the constituent parts of the system 10) and a projection optical system.
  • Main controller 50 drives and controls reticle stage RST via a reticle stage drive unit (not shown) based on the position information of reticle stage RST.
  • the projection optical system PL for example, a both-side telecentric reduction system is used.
  • the projection magnification of the projection optical system PL is, for example, 1Z4, 1Z5, or 1Z6. For this reason, when the illumination area IAR on the reticle R is illuminated by the illumination light IL as described above, a reduced image of the circuit pattern of the reticle R in the illumination area IAR is projected via the projection optical system PL.
  • the projection optical system PL a refraction system in which only a plurality of, for example, about 10 to 20 refraction optical elements (lens elements) 13 have a force is used.
  • a plurality of lens elements 13 constituting the projection optical system PL a plurality of lens elements 13 on the object plane side (the reticle R side) (here, for simplicity, four elements) are used.
  • 13, 13 are the imaging characteristic correction controllers
  • the movable lens can be driven from the outside by the mirror 48.
  • Reference numerals 14 are held in the lens barrel via lens holders having a double structure (not shown). These lens elements 13-13 are held respectively in the inner lens holders, and these inner lenses are
  • the lens holder is supported by an unillustrated driving element (actuator), for example, a piezo element, at three points in the direction of gravity with respect to the outer lens holder.
  • actuator for example, a piezo element
  • Each drive is shifted in the Z-axis direction, which is the direction of the optical axis of the projection optical system PL, and tilted with respect to the XY plane (that is, the rotation direction around the X-axis ( ⁇ X direction) and the rotation direction around the Y-axis (( (Y direction) can be driven (tilted).
  • the other lens elements 13 are held in the lens barrel via a normal lens holder. Not only the lens element 13-13 but also near the pupil plane of the projection optical system PL or on the image plane side
  • the lens element to be used, or the aberration correction plate (optical plate) for correcting the aberration of the projection optical system PL, particularly the non-rotationally symmetric component thereof, may be configured to be drivable.
  • the degrees of freedom (movable directions) of these drivable optical elements are not limited to three, but are limited to one. One, two or more than four.
  • the wafer W is held on the wafer stage WST via a wafer holder 25 by vacuum suction (or electrostatic suction) or the like.
  • a driving device for example, a rotary motor
  • a holder that can rotate around the Z axis within an angle range of approximately 180 ° while holding the wafer is used.
  • the wafer stage WST is disposed below the projection optical system PL, and can be moved in the XY plane direction and the Z-axis direction by a wafer stage drive unit 56 that also has a linear motor, a voice call motor (VCM), and the like. Micro drive is also possible in the direction of inclination with respect to the XY plane (rotation direction around the X axis ( ⁇ X direction) and rotation direction around the Y axis ( ⁇ y direction)).
  • the position of the wafer stage WST in the XY plane is determined by a wafer laser interferometer via a reflection surface provided (or formed) on the wafer stage WST. (Hereinafter abbreviated as “wafer interferometer”.) With 54W, it is always detected with a resolution of, for example, about 0.5-lnm.
  • the wafer interferometer 54W includes a plurality of multi-axis interferometers having a plurality of measuring axes, and these interferometers rotate the wafer stage WST ( ⁇ z rotation (joing), rotation around the Y axis ⁇ y rotation ( Rolling) and X rotation (pitching) around the X axis can be measured.
  • Position information (or speed information) of wafer stage WST detected by wafer interferometer 54W is supplied to main controller 50.
  • Main controller 50 controls the position of wafer stage WST via wafer stage driving unit 56 based on the above-mentioned position information (or speed information) of wafer stage WST.
  • the exposure apparatus 100 has a light source whose on / off is controlled by the main controller 50, and forms images of a large number of pinholes or slits toward the imaging plane of the projection optical system PL.
  • a projection type multi-point focal position detection system (hereinafter, simply referred to as a “focus position detection system”) is provided.
  • the detailed configuration of the multi-point focal position detection system similar to the focal position detection system (60a, 60b) of the present embodiment is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-283403 and U.S. Pat. No. 332, etc.
  • the multi-point focal position detection system described in the above publications irradiates the imaging light beam not only inside the exposure area IA on the wafer W but also outside the exposure area IA, so that the unevenness of the wafer W (step information) Has a function of pre-reading an image, but it is not necessary to have such a function (that is, it is only necessary to irradiate only the inside of the exposure area IA with the imaging light beam).
  • the shape of the light beam irradiated by the irradiation system 60a may be a parallelogram or other shapes.
  • the main controller 50 controls the defocus to be zero or within the depth of focus based on a defocus signal (defocus signal), for example, an S-curve signal from the light receiving system 60b during scanning exposure or the like.
  • a defocus signal for example, an S-curve signal from the light receiving system 60b during scanning exposure or the like.
  • exposure apparatus 100 has an off-axis (off-axis) used for position measurement of an alignment mark on wafer W held on wafer stage WST and a reference mark formed on reference mark plate FM. It is equipped with an ALG-based alignment system! For example, this alignment-based ALG irradiates a target mark with a broadband detection light beam that does not expose the resist on the wafer, and the target mark image formed on the light-receiving surface by the reflected light of the target mark power. The image of the target is captured using an image sensor (CCD, etc.), and an image processing FIA (Field
  • Image Alignment type sensors are used. It should be noted that coherent detection is not limited to FIA systems.
  • An alignment sensor that irradiates the target mark with the emitted light and detects scattered or diffracted light generated from the target mark, or detects two diffracted lights (for example, the same order) generated from the target mark by interfering with each other. It is of course possible to use singly or in an appropriate combination.
  • a reference mark plate corresponding to a pair of reticle marks on reticle R via projection optical system PL is placed above a force reticle scale (not shown).
  • a pair of reticle alignment systems including a TTR (Through The Reticle) alignment system using light having an exposure wavelength for simultaneously observing the pair of first fiducial marks are provided.
  • TTR Through The Reticle
  • these reticle alignment systems those having the same configuration as those disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-176468 and US Patent No. 5,646,413 corresponding thereto are used.
  • the disclosures in the above publications and corresponding US patents are hereby incorporated by reference.
  • the control system is mainly configured by the main controller 50 in FIG.
  • the main control unit 50 is composed of a workstation (or a microcomputer) and the like which also has a CPU (central processing unit), a ROM (read only memory), a RAM (random access memory) and the like. In addition to performing the above-described various control operations, the overall control of the apparatus is controlled.
  • a coater / developer (not shown) (hereinafter, referred to as “CZD”) is connected inline to the exposure apparatus 100 of the present embodiment.
  • the CZD includes a coater (resist coating) section for applying a resist to a wafer, a developer section (developing) section for developing the exposed wafer, a coating control device, and a development control device.
  • the control device controls the resist coating operation and the developing operation on the wafer.
  • the main controller 50 of the exposure apparatus 100 is connected via a communication path to an SEM system 80 including a length measuring SEM, which is a kind of charged particle beam scanning type measuring apparatus.
  • the SEM system 80 Briefly, for example 10 in 5 Pa or more to keep electron beam barrel converges the primary beam by an electromagnetic field lens irradiated onto measured pattern, irradiated surface force is also released This system collects secondary electrons and reflected electrons, detects the length measurement pattern 'edge from the line' profile, and measures the pattern dimension.
  • the SEM system 80 includes, for example, a) an SEM unit, and b) a TFE (Thermal Field).
  • High voltage power supply power supply for focusing lens and objective lens, deflection power supply for scanning, Z sensor control system, SEM control system integrating secondary electron detector, c) Wafer transfer, high speed stage with laser interferometer Stage control system that controls driving, d) Signal converter that synchronizes secondary electron signal and deflection signal and transfers it to image signal, e) Image processing system (including display device), f) Overall system It is configured to include a main computer to be controlled.
  • the main computer of the SEM system 80 is connected to the main controller 50 of the exposure apparatus 100 via a communication path.
  • a measurement reticle R as a measurement mask on which a measurement mark on which an image (such as a resist image) is to be measured for a line width by the adjustment method of the present embodiment is formed.
  • FIG. Fig. 2 is a plan view of the measurement reticle R viewed from the pattern surface side.
  • the measurement reticle R is formed of a rectangular glass substrate.
  • a rectangular pattern area PA surrounded by a light-shielding band SB is formed at the center of the pattern surface.
  • measurement marks are arranged in three lines in the Y-axis direction, seven measurement marks MP—MP are arranged at equal intervals in the center line, and are arranged in other lines.
  • Three measurement marks MP MP and MP MP are arranged at equal intervals.
  • a first line pattern element (or a first mark element, hereinafter also referred to as a “vertical line pattern element”) having a design line width of 400 nm extending in the Y-axis direction, and an angle with respect to the Y-axis direction
  • the second line pattern element (or the second line pattern element) having a design line width of 400 nm extending in the X-axis direction which is the clockwise rotation direction in FIG. Mark element, hereinafter also referred to as “horizontal line pattern element”).
  • Projection optical system PL
  • Reticle alignment marks RM are formed on both outer sides of pattern area PA.
  • Reticle alignment marks RM, RM are formed on one side and the other side at the same distance.
  • Reticle alignment marks RM, RM are formed on one side and the other side at the same distance.
  • the alignment marks RM and RM, and RM and RM, refer to the Y axis passing through the reticle center.
  • This measurement reticle R is loaded on the reticle stage RST.
  • the pattern surface (the surface on the front side of the paper surface in FIG. 2) is the surface facing the projection optical system PL.
  • the operation controlled by the main control device 50 of the exposure apparatus 100 that is, the exposure apparatus 100 and the exposure apparatus 100 are connected in-line.
  • the processing algorithm of the CPU in the main control unit 50 is simplified according to the flowcharts of FIGS. It will be described with reference to FIG.
  • step 102 of FIG. 3 processing of a subroutine for pattern transfer of the measurement reticle R is performed.
  • a measurement reticle R is loaded on a reticle stage RST via a reticle loader (not shown).
  • step 204 predetermined preparation work such as reticle alignment is performed.
  • a reference is established in which the center of a specific pair of first reference marks formed on the surface of the reference mark plate FM provided on the wafer stage WST substantially coincides with the optical axis AX of the projection optical system PL.
  • the wafer stage WST is moved to the position and the center (reticle center) of the pair of reticle alignment marks RM and RM on the measurement reticle R is projected.
  • the reticle stage RST is moved to a reference position almost coincident with the optical axis of the shadow optical system PL.
  • movement of wafer stage WST is performed by main controller 50 controlling wafer stage driving unit 56 while monitoring the measured value of wafer interferometer 54W, and movement of reticle stage RST is mainly performed.
  • Control device 50 monitors the measurement value of reticle interferometer 54R. This is performed by controlling a reticle stage driving unit (not shown). The same applies to the following!
  • the wafer stage RST and the wafer stage WST are stepped in the Y-axis direction in opposite directions to each other, and another pair of first fiducial marks on the fiducial mark plate FM using the illumination light IL by the aforementioned pair of reticle alignment systems. And the corresponding reticle on the measurement reticle R
  • the relative positions of at least two pairs of first fiducial marks on fiducial mark plate FM and the corresponding reticle alignment marks on measurement reticle R are determined by the reticle.
  • the stage RST and the wafer stage WST are moved in steps in the Y-axis direction while measuring using the reticle alignment system, so that the wafer stage coordinate system defined by the measurement axis of the wafer interferometer and the reticle interferometer length measurement Detection of the positional relationship with the reticle stage coordinate system defined by the axis, that is, reticle alignment is performed. In this reticle alignment, it is sufficient to move reticle stage RST without moving wafer stage WST.
  • the illumination system 10 is so arranged that the width of the irradiation area (illumination area IAR) of the illumination light IL in the non-scanning direction substantially matches the width of the pattern area PA of the measurement reticle R in the non-scanning direction.
  • the measurement wafer w with the resist coated on the surface As shown, the measurement wafer w with the resist coated on the surface
  • the notch N formed on the wafer stage WST is placed via the wafer holder 25 on the wafer stage WST in a state in which the notch N faces in the ⁇ Y direction (hereinafter, also referred to as “0 ° state”).
  • the count value n of a counter (not shown) is initialized to “1”.
  • wafer stage WST is moved to the acceleration start position for the n-th (here, the first) exposure, and the position of measurement reticle R is changed to the acceleration start position.
  • step 212 relative scanning of the reticle stage RST and the wafer stage WST in the Y-axis direction is started. Then, when both stages reach the target scanning speed and reach the constant-speed synchronization state, the illumination light IL from the illumination system 10 causes the measurement reticle R to move.
  • the pattern area PA starts to be illuminated, and scanning exposure starts. Then, different areas of the pattern area PA of the measurement reticle R are sequentially illuminated with the illumination light IL, and the entire pattern area is illuminated.
  • the scanning exposure is completed by completing the illumination for.
  • the pattern area PA formed on the measurement reticle R is projected onto the measurement wafer W via the projection optical system PL.
  • the image is reduced and transferred to the exposure target area.
  • n K, that is, a transfer image of a predetermined number of pattern areas is formed on the wafer W.
  • ⁇ 1, that is, only one transfer image of the pattern area ⁇ (that is, 13 measurement marks MP in this example) was formed on the wafer W by the first (first) exposure. No decision at step 214
  • step 216 The process proceeds to step 216.
  • step 216 the count value n of the above-described counter is incremented by 1 (n n + 1), and the process returns to step 210.
  • step S2128 when a transfer image of the pattern area PA (13 measurement marks MP) of K is set to 24, the process proceeds to step 218.
  • FIG. 5 (B) shows the state of measurement wafer W immediately before the process of step 218 is started. Also, in Fig. 5 (A) and Fig. 5 (B)
  • the transfer image forming area is represented as a shot area SA. 24 different shot areas (for example, 26 x 33mm
  • the transfer image of the pattern area PA is formed in each of the field sizes (field size).
  • step 218 the wafer holder 25 is held at 90 ° around the Z-axis (for example, 90 ° clockwise) with the wafer holder 25 holding the measurement wafer W via a drive unit (not shown) (not shown).
  • step 220 the count value n is incremented by 1 (n n + 1), and the routine goes to the next step 222.
  • step 222 the n-th exposure (here, the 25th shot area SA (the 25th transfer image of the pattern area PA) shown in Fig. 6A) is formed. Exposure)
  • the wafer stage WST is moved to the acceleration start position, and the measurement reticle R
  • step 224 scanning exposure is performed in the same manner as in step 212 described above, and a transfer image of the pattern area PA of the measurement reticle R is formed on the wafer W.
  • Fig. 6 (A) a transfer image of the pattern area PA of the measurement reticle R is formed on the wafer W.
  • a transfer image of the pattern area PA is formed in the shot area SA shown in (). This shot
  • the area SA is rotated 90 ° with respect to the previously formed shot area SA—SA.
  • n 25
  • the determination in step 226 is denied and the process returns to step 220.
  • FIG. 6 (B) shows the measurement wafer W when all the subroutines of the pattern transfer of the measurement reticle R in step 102 have been completed. Is shown. In this state, 24 shot areas each having a different longitudinal force of 90 ° are formed in the left and right areas sandwiching the center of the wafer.
  • the measurement wafer W that has been subjected to the exposure processing in the subroutine of the above-described step 102 is transferred to the CZD connected inline with the exposure apparatus 100.
  • the measurement wafer w is transferred to the wafer stage via a wafer unloader (not shown).
  • the wafer is transferred into the CZD via the wafer transfer system.
  • step 106 after instructing the development control device that controls the developer unit constituting the CZD to develop the measurement wafer W, the process proceeds to step 108, where the measurement process is performed.
  • a pattern area PA is formed in each of the shot areas SA 1 to SA 48 as shown in T 6 (B).
  • the shot area SA is formed in each of the shot areas SA 1 to SA 48 as shown in T 6 (B).
  • the shot area SA is formed in each of the shot areas SA 1 to SA 48 as shown in T 6 (B).
  • the measurement wafer W on which such a resist image (mark) M is formed becomes a sample for measuring the transfer characteristics of the pattern of the exposure apparatus j ⁇ 100.
  • step 110 the developed measurement wafer is transferred via a wafer transfer system (not shown). W is transported to a predetermined location near the SEM system 80, and a series of processes in this routine are performed.
  • the predetermined location is a location suitable for the operator to easily remove the developed wafer and to transport the removed wafer into the wafer transport system on the atmosphere side of the SEM system 80. And indicates a predetermined place.
  • the size (dimension) of the pattern in the resist image is measured by the SEM system 80 using the measurement wafer W as a sample in accordance with the operator's instructions in the same procedure as usual.
  • the measurement wafer W force SEM system 80 is configured according to the operator's instruction.
  • the sample is transferred into the sample chamber through the transfer system on the atmosphere side, the load lock chamber, and the transfer system on the vacuum side.
  • the measurement wafer w is oriented in the o ° direction (this is the reference direction).
  • the reference direction refers to the shot area SA on the measurement wafer W.
  • XY coordinate system the coordinate axes of the rectangular coordinate system
  • the measurement direction corresponds to the Y-axis direction in FIG. 6 (B).
  • the size of the mark (resist image) in the measurement direction refers to the mark M—M inside the shot area SA—SA and the measurement mark MP—M described above.
  • Second line pattern element This is the line width of the image of P.
  • the image processing system of the SEM system 80 uses the captured measurement wafer W
  • the first line pattern element (vertical line ) Line width of P image (first element, first part, first line element) and shot area SA — SA
  • V 25 48 Mark M M inside the second line pattern element (horizontal line pattern required)
  • the measurement results are stored in the internal memory of the main computer of the SEM system 80 and displayed on the screen of the display device.
  • line width values 312 line width measurement values (hereinafter referred to as “line width values”) of the image of the image and the 312 line width values of the image of the second line pattern element (horizontal line pattern element) P Or screen chart
  • VjHjV-Hj-1) The calculation of VjHjV-Hj-1) is also instructed to the main computer of the SEM system 80.
  • ⁇ (LW) is the image of the first line pattern element P of the mark M and the second line pattern.
  • VZH difference Difference from the image of the element P, that is, the line width variation (size variation)
  • AAVE (LW) and AAVE (LW) are the first line pattern element and the second line pattern element
  • the operator looks at the display screen, The main computer of the SEM system 80 is instructed to transmit the information of the measurement result to the main controller 50 of the exposure apparatus 100.
  • the information of the above measurement result is sent from the main computer of the SEM system 80 to the exposure apparatus 100, and the main controller 50 of the exposure apparatus 100 receives the information of the above measurement result and stores it in the memory. .
  • a step 'and' scan method is performed on the reticle R.
  • the formed device pattern is transferred to a plurality of shot areas on the wafer W via the projection optical system PL. Note that such a series of operations is the same as that of a normal scanner, and thus a detailed description thereof will be omitted.
  • calculations are performed in accordance with a predetermined calculation program, and based on the calculation results, at least one of the lenses 13-13 constituting the projection optical system PL via the imaging characteristic adjusting device 48. To adjust the imaging characteristics of the projection optical system PL.
  • the speed ratio of the wafer stage WST and the reticle stage RST is finely adjusted as needed.
  • the transfer characteristics of the pattern by the exposure apparatus 100 are adjusted to a level that satisfies the required specifications. That is, the difference in the exposure field (one scanning exposure range on the wafer W, corresponding to the above-described shot area SA).
  • the exposure equipment is adjusted so that the in-plane uniformity of each line width satisfies the specifications.
  • exposure is performed by mounting the measurement reticle R on the exposure apparatus 100 (see FIG. 4).
  • step 212 the pattern area PA formed on the reticle R
  • the image of the first transfer image (shot area SA mark MM in FIG. 6B) is the SEM Captured by system 80. Also, the angle of wafer W with respect to measurement reticle R
  • Exposure is performed at a predetermined angle of 90 ° from the time when the first transfer image is formed (see step 224).
  • the image of the area SA SA mark M M is captured by the SEM system 80. So
  • the SEM system 80 performs image processing including edge detection processing on the captured image of the first transfer image and the captured image of the second transfer image, respectively.
  • the first and second transferred images of the measurement mark are placed on the wafer W such that the image capture by the SEM system 80 is performed under substantially the same conditions.
  • the image of the first and second transferred images respectively captured by the SEM system 80 is subjected to image processing with edge detection processing without applying any rotation, and measurement is performed.
  • the size of each of the first transfer image and the second transfer image of the use mark in the measurement direction is measured.
  • the measurement mark MP of the measurement reticle R is transferred onto the wafer by a predetermined number of shots without rotating the wafer, and the wafer is transferred.
  • the measurement may be performed twice. In this case, the measurement is performed in the following procedure as an example.
  • the first image of the mark MM is captured by the SEM system 80.
  • the first measurement mark MP on the measurement reticle R is formed.
  • the force described for the case where the second line pattern element extends in the direction rotated by an angle a 90 ° with respect to the direction in which the line pattern element extends
  • the above angle a is an angle in the range of 0 ° ⁇ a ⁇ 180 ° Any angle may be used. That is, when the measurement mark is configured to include the first line pattern element and the second line pattern element, the first line pattern element and the second line pattern element only need to extend in different directions. However, when the angle a is set to an angle other than 90 °, the processing of the step of rotating the wafer holder by the angle a is performed instead of the step 218 described above, and the rotation of the wafer W for measurement is performed.
  • the direction of the line connecting the center and the notch must match the direction in which the second line pattern element on the measurement reticle extends. At this time, the center of the wafer W before rotation is
  • the measurement direction substantially coincides with one of two different directions (first and second directions, usually X and Y directions) for which the transfer characteristics should be measured.
  • Shot area SA In SA, at least the other of the first and second elements have different measurement directions 2
  • the pattern element P and the horizontal line pattern element P) are in the measurement direction (or extension direction, periodic direction).
  • Direction is preferably formed so that the intersection angle of the two directions is substantially equal to the intersection angle of the two different directions.
  • the first and second exposures are performed by making the measurement directions of the first and second mark elements of the measurement mark MP substantially coincide with the two different directions, respectively. Except for the position (rotation angle) in the direction of rotation of the measurement mark MP
  • the transfer conditions of the exposure apparatus including T j can be set the same, and the measurement mark M
  • the line width (size) of the mark M on the wafer W, which is the transferred image of P, in two different directions is j ⁇ j
  • the first and second mark elements of the measurement mark MP ⁇ j on the reticle R do not necessarily have to coincide with the intersection angles of the two different directions in the measurement direction.
  • the measurement direction of only one of the first and second mark elements is made substantially coincident with one of two different directions, and in the second exposure, only the other of the first and second mark elements is used. Then, the measurement direction may be made to substantially coincide with the other of the two different directions.
  • one of the first and second elements of the mark (first mark) M formed by the above-described first exposure and the mark (second mark) formed by the above-described second exposure The measurement directions of the first and second elements of M almost coincide with each other, that is, the first mark M and the second mark M on the wafer W have two different directions in which the transfer characteristics must be measured.
  • Wafer W is set at the intersection angle in two different directions so that it rotates by the same angle as the difference angle.
  • the rotation angle (rotation error) between the measurement direction of one of the first and second elements of the mark M and the other measurement direction of the first and second elements of the second mark M is related to the rotation direction in the SEM system 80. If the allowable value is exceeded, it is preferable to rotate the wafer W with the SEM system 80.
  • the measurement mark MP on the measurement reticle R is the first line mark.
  • the mark M which is the transfer image on j ⁇ , is the first element (first part, first line element) that is the image of the first line pattern element and the second element (second part) that is the image of the second line pattern element
  • the size measurement target mark is not limited to a combination of line patterns, but may be a frame mark or a polygonal mark (for example, both square shapes).
  • the first element and the second element of the mark M may be connected, intersected, or partially overlap.
  • the mark is not limited to an isolated pattern, but may be a dense pattern (for example, a periodic pattern such as a line and space pattern).
  • any shape may be used as long as the size can be measured in two intersecting directions.
  • the line width (size) of the mark M in the above two different directions can be measured even if the mark M force is only one of the two rectangular marks.
  • the first and second elements of the mark M are the same element (such as a rectangular mark).
  • the line width (size) of the mark M in the X and Y directions is measured, but the line width may be measured in two directions at least one of which is different from the X and Y directions. However, not only two but also three or more, for example, two directions obtained by rotating the X and Y directions by 45 °, that is, a total of four directions may be used.
  • the number of elements of the TjT measurement mark MP is not two but four (however, two for a rectangular mark, etc.).
  • the present invention is not limited to this.
  • the present invention may be not only a charged particle beam scanning type measuring device that scans a measurement object with a charged particle beam other than an electron beam to perform measurement, but may be another measuring device such as an optical microscope.
  • the measuring device is not limited to the image processing method, but may be another method.
  • the present invention is particularly effective when, for example, a line width or the like can be measured independently in the X and Y directions, and particularly when a measuring device having a different measuring method and configuration in the X and Y directions is used.
  • the wafer holder is rotated (step 218) after the first transfer step (step 212) for forming the first transfer image j ⁇ of the measurement mark MP on the wafer W. Then, a second transferred image of the measurement mark MP is formed at a different position on the wafer W by j ⁇
  • the second transfer step (step 224) to be performed is performed, and thereafter, the transferred image on the measurement wafer is measured by SEM.
  • the present invention is not limited to this. That is, instead of rotating the wafer holder, a rotatable reticle holder may be provided on the reticle stage RST, and this may be rotated. Alternatively, both the wafer holder and the reticle holder may be rotated. .
  • a support member that can move up and down while holding a wafer or the like (for example, a center-up pin that transfers a wafer or the like between a transfer system (loader) and a holder, or the like) ) May be rotatable, or instead of rotating the support member, or in combination therewith, the wafer may be rotated by reloading using a loader or a dedicated mechanism.
  • the line width measurement accuracy is reduced due to unevenness (unevenness of the resist film thickness) and the like. Therefore, for example, by arranging the shot areas formed by the first exposure and the shot areas formed by the second exposure alternately on the wafer, it is possible to reduce a decrease in measurement accuracy due to uneven coating or the like. Is preferred,.
  • the cut-out area was arranged so that it did not overlap each other on the Ueno and W.
  • first and second exposures are each configured to form a transfer image of the measurement mark MP of the reticle R in a plurality of shot areas.
  • the number may be one instead of the number, and the number of the first exposure and the number of the second exposure do not have to be the same. Note that 1st mark element and 2nd mark of reticle R measurement mark MP
  • the mark elements have the same configuration except for the arrangement direction (measurement direction) and have the same transfer conditions. However, at least one of the configuration and the transfer conditions may be different. Also, instead of using a reticle R dedicated to measurement, the reticle used in device
  • the measurement mark MP may be formed and used. Further, the above-mentioned force for forming a transfer image of the plurality of measurement marks MP for each shot area SA
  • the arrangement (position in the shot area) is not limited to this, and may be arbitrary. The number may be one instead of plural. Further, for example, a reference mark provided on the reticle stage RST may be used as the measurement mark MP, instead of using only a reticle dedicated to measurement or device manufacturing.
  • the VZH difference and the in-plane uniformity are obtained as the transfer characteristics of the exposure apparatus.
  • the transfer characteristics are not limited to these, for example, the image formation characteristics of the projection optical system PL ( Various kinds of aberration such as coma and astigmatism) and synchronization accuracy (synchronization error) in scanning exposure may be used.
  • a line mark is used as a mark element for the reticle R measurement mark MP.
  • the difference between the maximum value and the minimum value of the line width is determined as the line width variation. You may ask. Also, a reticle is used for marks already formed on the wafer.
  • R measurement mark MP is superimposed and transferred, for example, relative position ⁇ j of the two marks
  • the overlay accuracy may be obtained as a transfer characteristic by measuring (interval, etc.).
  • a transfer image of the measurement mark MP is formed on the wafer by scanning exposure, and the size of the transfer image is measured, so that the scanning exposure apparatus (exposure To determine the characteristics (e.g., dynamic imaging characteristics) of the
  • Exposure is performed with the reticle stage RST holding this and the wafer (and the wafer stage WST holding it) almost stationary, a transfer image of the measurement mark MP is formed on the wafer, and the transfer is performed.
  • various characteristics such as static imaging characteristics
  • the above-mentioned imaging characteristic adjusting device 48 is not limited to the one that moves an optical element, but moves an optical element that is not Instead or in combination with it, for example, by changing the center wavelength of the illumination light or the temperature of the optical element, or by changing the gas pressure in the hermetic space between the multiple optical elements, the refractive index of the projection optical system is changed. May be changed. Further, in order to adjust the imaging characteristics of the projection optical system, for example, the whole or a part of the projection optical system (optical element unit, barrel unit, etc.) is replaced, or at least one of the projection optical system is replaced.
  • One optical element may be taken out and reworked.
  • it is only necessary to change the position of the optical element (including the distance from other optical elements) and the inclination, etc., especially when the optical element is a lens element, change the eccentricity.
  • it may be rotated about the optical axis.
  • the imaging characteristic of the projection optical system as the above-described transfer characteristic, as disclosed in, for example, International Publication WO03Z065428 pamphlet
  • the imaging characteristic and the known projection optical system PL alone are used.
  • the wavefront aberration of the projection optical system is estimated on the basis of the wavefront difference (the surface aberration is a simple substance).
  • Optical element that optimizes the imaging characteristics by solving a predetermined merit function using the Fringe-Zelke polynomial that expands the wavefront aberration of May be determined to adjust the imaging characteristics.
  • the imaging characteristics under the reference exposure conditions and the measured imaging characteristics are compared.
  • the difference is the Zernike sensitivity table, the wavefront aberration change table, and the correction amount of the adjustment amount.
  • the amount of correction of the wavefront aberration is obtained using the relational expression that coincides with the product of the deviation and the wavefront aberration is calculated based on the amount of correction and the single wavefront aberration.
  • the transfer characteristic measurement (and adjustment of the exposure apparatus) in the above embodiment may be performed at the time of maintenance of the exposure apparatus, or may be performed when the exposure apparatus is loaded into a clean room and started up.
  • the timing may be arbitrary.
  • the processing after the transfer of the pattern to the wafer includes the force exposure apparatus 100 and the SEM system 80 described in the case where the operation includes the manual operation by the operator.
  • a host computer connected via the built-in in-line interface unit and controlling the exposure apparatus 100, the SEM system 80, and the in-line interface unit in an integrated manner may be provided.
  • the above-described measurement reticle R is executed by a program executed by the host computer.
  • the main controller 50 of the exposure apparatus 100 controls the CZD.
  • the exposure apparatuses 100, CZD, and CZD may be controlled by a host computer that manages a device manufacturing process.
  • the SEM system may be integrally controlled, or the exposure apparatus 100 and the SEM system may not be connected via a communication path (wired or wireless). That is, the configuration (including the communication path) of each of the exposure apparatus 100, the CZD, and the SEM system is not limited to the above embodiment.
  • the exposure apparatus for measuring the transfer characteristics of the pattern is a scanner
  • the transfer characteristics measurement method of the present invention is not limited to the scanner, but may be a stationary device such as a stepper.
  • the present invention can be similarly applied to a mold exposure apparatus.
  • the object to be exposed by the exposure apparatus is not limited to a wafer for semiconductor manufacturing as in the above embodiment.
  • the manufacturing of a display device such as a liquid crystal display element, a plasma display, and an organic EL is not limited. It may be a rectangular glass plate for use, a substrate for manufacturing a thin-film magnetic head, an imaging element (such as a CCD), a mask or a reticle, or the like.
  • the magnification of the projection optical system in the exposure apparatus of the above embodiment may be not only a reduction system but also an equal magnification or an enlargement system, and the projection optical system PL is not only a refraction system but also a reflection system and a catadioptric system.
  • the deviation of the system may be acceptable, and the projected image may be the deviation of the inverted image and the erect image.
  • the illumination light IL may be ArF excimer laser light (wavelength 193 nm), KrF excimer laser light (wavelength 248 nm), F laser light (wavelength 157 nm), or the like.
  • the illumination light IL of the exposure apparatus is not limited to light having a wavelength of 100 nm or more, and needless to say, light having a wavelength of less than 100 nm may be used.
  • EUV Extreme Ultraviolet
  • the soft X-ray region for example, a wavelength region of 5 to 15 nm
  • An EUV exposure apparatus using an all-reflection reduction optical system designed under a wavelength (for example, 13.5 nm) and a reflective mask is being developed.
  • an exposure apparatus of the aperture proximity method can also measure the transfer characteristics of the pattern by the transfer characteristic measuring method of the present invention.
  • the present invention is applied to a maskless exposure apparatus using a variable-shaped mask that changes the intensity distribution of illumination light on the object plane of the projection optical system PL, and the characteristics thereof are similarly changed. You can ask.
  • An exposure apparatus using a charged particle beam such as an electron beam or an ion beam can also measure the transfer characteristics of a pattern by the transfer characteristics measurement method of the present invention.
  • the electron beam exposure apparatus may be any of a pencil beam system, a variable shaped beam system, a cell projection system, a blanking 'aperture' array system, and a mask projection system.
  • the semiconductor device includes a step of designing the function and performance of the device, a step of manufacturing a reticle based on the design step, and a step of manufacturing a wafer from a silicon material.
  • the exposure apparatus of the above embodiment in which the transfer characteristics of the pattern are adjusted in the lithography step, is used, a highly integrated device can be manufactured with high yield.
  • the measurement method of the present invention is suitable for measuring information on the size of a mark formed on an object.
  • the transfer characteristic measuring method of the present invention is suitable for measuring the transfer characteristics of a pattern by an exposure apparatus.
  • the method for adjusting an exposure apparatus according to the present invention is suitable for adjusting an exposure apparatus.
  • the device manufacturing method of the present invention is suitable for manufacturing a device.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)

Abstract

　レチクルを露光装置に搭載して露光を行い、レチクル上の計測用マークをウエハ上に転写して計測用マークの第１の転写像を形成する（ステップ２１２）。次いで、ウエハを回転後（ステップ２１８）、回転後のウエハに対して計測用マークを転写して計測用マークの第２の転写像を形成する（ステップ２２４）。このようにして、計測用マークの転写時のレチクルに対するウエハの向きに応じて、ウエハ上にそれぞれ形成された計測用マークの第１、第２の転写像の画像が、ＳＥＭによりそれぞれ取り込まれる。取り込まれたそれぞれの画像に対して、いずれの画像にも回転を加えることなく、計測方向を共通にする画像処理が施され、計測用マークの第１、第２の転写像それぞれの計測方向のサイズが計測される。これにより、画像の取り込みと画像処理との組み合わせに起因するマークのサイズ計測精度の低下が防止される。

Description

明 細 書
計測方法、転写特性計測方法、露光装置の調整方法及びデバイス製造 方法
技術分野
[0001] 本発明は、計測方法、転写特性計測方法、露光装置の調整方法及びデバイス製 造方法に係り、更に詳しくは、物体上に形成されたマークの少なくとも 2方向に関する サイズの情報を計測する計測方法、露光装置により物体上に形成されたマーク (計 測用マークの転写像)のサイズに基づいて露光装置によるパターンの転写特性を計 測する転写特性計測方法、該転写特性計測方法を利用した露光装置の調整方法及 び該調整方法により調整された露光装置を用いるデバイス製造方法に関する。 背景技術
[0002] 一般に、半導体素子、表示素子 (液晶表示素子等)、撮像素子 (CCD等)、薄膜磁 気ヘッド、ある 、はマイクロマシンなどのマイクロデバイスを製造するリソグラフイエ程 では、マスク又はレチクル (以下、「レチクル」と総称する）に形成されたパターンを、ゥ ェハ又はガラスプレート等の物体 (以下、「ウェハ」と総称する）上に転写する、種々の 露光装置が用いられている。近年では、スループットを重視する観点からステップ 'ァ ンド ·リピート方式の縮小投影型露光装置 ( 、わゆるステツパ）やステップ 'アンド'スキ ヤン方式の走査型露光装置（いわゆるスキャナ (スキャニング'ステツパとも呼ばれる） )などの逐次移動型の投影露光装置が、主として用いられて 、る。
[0003] この種の投影露光装置は、マイクロデバイスの製造に用いられるものであることから 、最終製品であるデバイスに所望の性能を発揮させるためには、レチクル上に形成さ れたパターンの投影光学系の投影倍率に応じた縮小像 (パターンが投影倍率に応じ た大きさに縮小された元のパターンと相似形の像)をウェハ上に正確に形成できるこ とが重要である。特に、レチクル上の同一サイズのパターンの転写像は、投影光学系 の有効視野又は露光フィールド内の全域で、同一サイズで形成できること、すなわち パターンサイズの面内均一性などが重要である。例えば、ラインパターンの場合、そ の像の線幅力 面内で均一であるとともに、縦ライン、横ライン間においても、線幅均 一 ^feが重要である。
[0004] 上記のパターンサイズの面内均一性などは、投影光学系の結像特性によって大き く影響を受け、例えば投影光学系に像面湾曲、球面収差、コマ収差やディストーショ ンなどの収差がある場合には、それぞれ異なる位置に形成される同一サイズのバタ ーンの像の形成状態が異なったものとなる。また、投影光学系に非点収差がある場 合には、同一サイズの横線パターンのレジスト像と縦線パターンのレジスト像の形成 状態が異なったものとなる。このことを、反対力 言えば、投影光学系を介してウェハ 上にそれぞれ転写された同一サイズのパターンの複数の転写像 (例えばレジスト像 など）のサイズ (例えば線幅）の計測を行えば、その計測結果に基づいて投影光学系 の結像特性を知ることができ、さらには投影光学系の結像特性の調整などの露光装 置の調整が可能になるということである。
[0005] 近年では、パターンの微細化に伴い、ウェハ上に形成されたレジスト像などのサイ ズ (例えばラインパターンの場合の線幅など)を計測する場合、計測装置として測長 用の走査型電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope: SEM) (以下、単に「SEM」 と言う）が用いられるのが一般的になって 、る。
[0006] しかるに、露光装置によりレチクルのパターンがウェハ上に転写され、そのウェハの 現像後にそのウェハ上のほぼ同一位置に形成されたレジスト像の線幅計測を、巿販 の測長用の SEMシステムを用いて行う場合に、露光装置の調整を何度となく繰り返 し行っても、縦線パターンのレジスト像と横線パターンのレジスト像とで、最近の露光 装置に要求されるパターン線幅制御性の仕様 (スペック)を満足できな 、線幅差が計 測結果に含まれ、半導体工場内の露光装置の立ち上げに予想外の時間を要する事 態が頻繁に発生するようになってきた。
[0007] 露光装置に要求されるパターン線幅制御性の仕様 (スペック）は将来的に更に厳し くなるのは確実であるから、上記の線幅差を低減できる新技術を開発することは、重 要である。
発明の開示
課題を解決するための手段
[0008] 本発明者は、上記の縦線パターンのレジスト像と横線パターンのレジスト像との線 幅差の要因を正確に知るため、種々の実験を繰り返し行った結果、投影光学系を収 差が殆どない状態まで調整しても、上述した測長用の SEMによる計測の結果に上 記の線幅差が含まれることを確認した。このことより、本発明者は、上記の線幅差は、 何らかの要因による計測誤差が大部分を占めるとの結論に達し、線幅計測の一連の 処理を分析した。その結果、 SEMによるレジスト像の画像取り込み、及びその後に行 われるその画像に対するエッジ検出処理を含む画像処理の組み合わせに、上記の 計測誤差の発生要因があること、特に、画像処理の過程で、横線パターンのレジスト 像の画像のみ回転した画像に対してエッジ検出処理が行われることが、上記誤差発 生の主要因であるとほぼ確信した。
[0009] 本発明は、本発明者の上記誤差の発生要因の究明結果に基づいてなされたもの で、第 1の観点力 すると、物体上に形成されたマークの少なくとも 2方向に関するサ ィズの情報を計測する計測方法であって、前記物体が基準方向に設定された第 1の 状態で、計測装置により前記マークの第 1の画像を取り込む第 1の画像取り込み工程 と；前記第 1の状態力も前記マークの少なくとも一部が所定角度 α (0° < α < 180 ° )回転した第 2の状態で、前記計測装置により前記マークの第 2の画像を取り込む 第 2の画像取り込み工程と;前記第 1の画像に対してエッジ検出処理を伴う画像処理 を施して、前記マークの前記基準方向に直交する第 1方向に関する第 1のサイズを 計測する第 1計測工程と;前記第 2の画像に対してエッジ検出処理を伴う画像処理を 施して、前記マークの前記第 1方向に対して前記角度 α回転した第 2方向に関する 第 2のサイズを計測する第 2計測工程と；を含む計測方法である。
[0010] これによれば、物体が基準方向に設定された第 1の状態で、計測装置により取り込 まれたマークの第 1の画像に対しては、エッジ検出処理を伴う画像処理が施されて、 マークの前記基準方向に直交する第 1方向に関する第 1のサイズが計測され、また、 前記第 1の状態力 前記マークの少なくとも一部が所定角度 α (0° < α < 180° ) 回転した第 2の状態で、前記計測装置により取り込まれたマークの第 2の画像に対し ては、エッジ検出処理を伴う画像処理が施され、マークの前記第 1方向に対して前記 角度 α回転した第 2方向に関する第 2のサイズが計測される。すなわち、第 1及び第 2の画像は、例えば物体上でのマーク配置などに応じて計測装置による取込が実質 的に同一条件で行われて、エッジ検出処理を伴う画像処理が施されるので、画像の 取り込みと画像処理との組み合わせに起因するマークのサイズ計測精度の低下を防 止することができる。
[0011] 本発明は、第 2の観点力 すると、マスクに形成されたパターンを物体上に転写す る露光装置の異なる 2方向に関する転写特性を計測する転写特性計測方法であつ て、前記露光装置を用いて、前記 2方向の転写特性の計測に用いられる第 1及び第 2要素を含むマークを物体上に形成する工程と;前記物体を計測装置内で基準方向 に設定して前記第 1及び第 2要素の一方を含む前記マークの少なくとも一部の第 1画 像を取り込むとともに、前記第 1画像の取込時と回転角が実質的に前記 2方向の交 差角と同一角度 α (0° < α < 180° )だけ異なる前記第 1及び第 2要素の他方を含 む前記マークの少なくとも一部の第 2画像を取り込む画像取込工程と；前記第 1及び 第 2画像をそれぞれ処理して、前記マークの前記 2方向に関する第 1及び第 2サイズ をそれぞれ計測する計測工程と；を含む第 1の転写特性計測方法である。
[0012] これによれば、露光装置を用いて、 2方向の転写特性の計測に用いられる第 1及び 第 2要素を含むマークが物体上に形成される。次に、このマークが形成された物体が 計測装置内で基準方向に設定され、前記第 1及び第 2要素の一方を含む前記マー クの少なくとも一部の第 1画像が取り込まれるとともに、第 1画像の取込時と回転角が 実質的に前記 2方向の交差角と同一角度 α (0° < α < 180° )だけ異なる前記第 1 及び第 2要素の他方を含む前記マークの少なくとも一部の第 2画像が取り込まれる。 そして、前記第 1及び第 2画像をそれぞれ処理して、前記マークの前記 2方向に関す る第 1及び第 2サイズがそれぞれ計測される。すなわち、第 1及び第 2画像は、例えば 物体上でのマーク配置などに応じて計測装置による取込が実質的に同一条件で行 われて、画像処理が施されるので、画像の取り込みと画像処理との組み合わせに起 因するマークのサイズ計測精度の低下を防止することができ、結果的に露光装置の 異なる 2方向に関する転写特性を正確に計測 (評価)することが可能となる。
[0013] 本発明は、第 3の観点力 すると、マスクに形成されたパターンを物体上に転写す る露光装置によるパターンの転写特性を計測する転写特性計測方法であって、所定 の計測用マークが少なくとも 1つ形成されたパターン領域を有する計測マスクを前記 露光装置に搭載して露光を行い、前記パターン領域を前記物体上に転写する第 1転 写工程と;前記計測マスク及び前記物体の少なくとも一方を回転して、前記計測マス クに対する前記物体の角度が、前記第 1転写工程から所定角度 α (0° < α < 180 ° )変化した状態で、前記パターン領域を前記物体上に転写する第 2転写工程と;前 記物体が基準方向に設定された状態で、前記第 1転写工程で前記物体上に形成さ れた前記計測用マークの第 1の転写像と、前記第 2転写工程で前記物体上に形成さ れた前記計測用マークの第 2の転写像との画像を、計測装置によりそれぞれ取り込 む画像取り込み工程と；取り込まれた前記第 1の転写像の画像と第 2の転写像の画像 に対してエッジ検出処理を伴う画像処理をそれぞれ施して、前記計測用マークの第 1の転写像及び第 2の転写像それぞれの前記基準方向に対応する方向に直交する 計測方向に関するサイズを、少なくとも計測する計測工程と；を含む第 2の転写特性 計測方法である。
これによれば、所定の計測用マークが少なくとも 1つ形成されたパターン領域を有 する計測マスクを露光装置に搭載して露光を行 、、前記パターン領域を物体上に転 写し、前記計測用マークの第 1の転写像を前記物体上に形成する。また、前記計測 マスク及び前記物体の少なくとも一方を回転して、前記計測マスクに対する前記物体 の角度が、第 1の転写像の形成時の状態力も所定角度 α (0° < α < 180° )変化 した状態で、前記パターン領域を前記物体上に転写し、前記計測用マークの第 2の 転写像を物体上に形成する。そして、前記物体が基準方向に設定された状態で、物 体上に形成された計測用マークの第 1の転写像の画像と、物体上に形成された計測 用マークの第 2の転写像の画像が、計測装置により取り込まれる。そして、取り込まれ た第 1の転写像の画像と第 2の転写像の画像に対してエッジ検出処理を伴う画像処 理がそれぞれ施され、計測用マークの第 1の転写像及び第 2の転写像それぞれの前 記基準方向に対応する方向に直交する計測方向に関するサイズが、少なくとも計測 される。すなわち、第 1及び第 2の転写像は、例えば計測装置による画像取込が実質 的に同一条件で行われるように物体上にそれぞれ形成されるので、計測装置により それぞれ取り込まれた第 1及び第 2の転写像の画像に対して、いずれにも回転を加 えることなくエッジ検出処理を伴う画像処理が施され、計測用マークの第 1の転写像 及び第 2の転写像それぞれの計測方向のサイズが計測される。これにより、画像の取 り込みと画像処理との組み合わせに起因する計測用マークの像のサイズ計測精度の 低下を防止することができ、結果的に露光装置によるパターンの転写特性を正確に 計測 (評価)することが可能となる。
[0015] 本発明は、第 4の観点力 すると、マスクに形成されたパターンを物体上に転写す る露光装置の互いに交差する第 1及び第 2方向に関する転写特性を計測する転写 特性計測方法であって、前記露光装置を用いて、前記第 1及び第 2方向とそれぞれ 計測方向が実質的に一致する第 1及び第 2要素を含むマークを物体上に形成する 工程と;前記物体上に形成されたマークの第 1及び第 2要素をそれぞれ前記計測方 向が計測装置内でほぼ同一方向となるように検出して前記計測方向に関するサイズ を計測する工程と；を含む第 3の転写特性計測方法である。
[0016] ここで、「検出」とは、画像の取り込み及び画像処理などを含む総合的な検出処理 を意味する。
[0017] これによれば、露光装置を用いて、第 1及び第 2方向とそれぞれ計測方向が実質的 に一致する第 1及び第 2要素を含むマークが物体上に形成される。次いで、前記物 体上に形成されたマークの第 1及び第 2要素がそれぞれ計測方向が計測装置内で ほぼ同一方向となるように検出され前記計測方向に関するサイズが計測される。すな わち、第 1及び第 2の要素は、計測装置により計測方向を同一方向としてサイズ計測 が行われるので、計測対象の画像の回転に起因するマークのサイズ計測精度の低 下を防止することができ、結果的に露光装置の異なる 2方向に関する転写特性を正 確に計測 (評価)することが可能となる。
[0018] 本発明は、第 5の観点力 すると、マスクに形成されたパターンを物体上に転写す る露光装置の互いに交差する第 1及び第 2方向に関する転写特性を計測する転写 特性計測方法であって、前記露光装置を用いて、前記第 1及び第 2方向とそれぞれ 計測方向が実質的に一致する第 1及び第 2要素を含むマークを、その回転角が前記 第 1及び第 2方向の交差角とほぼ同一角度だけ異なる第 1及び第 2マークとして物体 上に形成する工程と;前記物体上に形成された第 1マークの第 1及び第 2要素の一 方と、前記第 1マークの一方の要素と計測方向が実質時に一致する前記物体上に形 成された第 2マークの第 1及び第 2要素の他方とを検出して、前記計測方向に関する 前記マークの第 1及び第 2要素のサイズをそれぞれ計測する工程と;を含む第 4の転 写特性計測方法である。
[0019] ここで、「検出」とは、画像の取り込み及び画像処理などを含む総合的な検出処理 を意味する。
[0020] これによれば、露光装置を用いて、第 1及び第 2方向とそれぞれ計測方向が実質的 に一致する第 1及び第 2要素を含むマークが、その回転角が前記第 1及び第 2方向 の交差角とほぼ同一角度だけ異なる第 1及び第 2マークとして物体上に形成される。 次に、その物体上に形成された第 1マークの第 1及び第 2要素の一方と、前記第 1マ ークの一方の要素と計測方向が実質的に一致する前記物体上に形成された第 2マ 一クの第 1及び第 2要素の他方とを検出して、前記計測方向に関する前記マークの 第 1及び第 2要素のサイズがそれぞれ計測される。すなわち、第 1マークの第 1及び 第 2要素の一方と、第 2マークの第 1及び第 2要素の他方とは、例えば計測装置によ り実質的に同一条件で検出が行われるように物体上にそれぞれ形成されるので、い ずれにも回転を加えることなく検出処理が施され、前記計測方向に関する前記マー クの第 1及び第 2要素のサイズが計測される。これにより、マークのサイズ計測精度の 低下を防止することができ、結果的に露光装置の異なる 2方向に関する転写特性を 正確に計測 (評価)することが可能となる。
[0021] 本発明は、第 6の観点力 すると、本発明の第 1一第 4の転写特性計測方法のいず れかを用いて、マスクに形成されたパターンを物体上に転写する露光装置によるパタ ーンの転写特性を計測する工程と;前記計測結果に基づいて、前記露光装置の調 整を行う調整工程と；を含む露光装置の調整方法である。
[0022] これによれば、本発明の第 1一第 4の転写特性計測方法のいずれかを用いて露光 装置によるパターンの転写特性が正確に計測 (評価)され、この計測結果に基づいて 露光装置の調整が行われる。従って、露光装置によるパターンの転写特性を精度良 く調整することが可能となる。
[0023] また、リソグラフイエ程において、本発明の調整方法によりパターンの転写特性が調 整される露光装置で、マスクに形成されたパターンを感光物体上に転写することによ り、高集積度のデバイスを歩留り良く製造することができる。従って、本発明は、更に 別の観点力もすると、本発明の調整方法により調整された露光装置を用いてデバイ スを製造するデバイス製造方法であるとも言える。
図面の簡単な説明
[0024] [図 1]一実施形態に係る露光装置を示す概略図である。
[図 2]計測用レチクルをパターン面側力も見た平面図である。
[図 3]露光装置によるパターンの転写特性の計測方法の一部の処理を行う際の露光 装置の主制御装置内の CPUの処理アルゴリズムを簡略ィ匕して示すフローチャートで ある。
[図 4]図 3のステップ 102のサブルーチンの処理の一例を示す図である。
[図 5(A)]第 4ショット目までのパターン転写処理が終了したときの計測用ウエノ、 Wの
T
状態を示す図である。
[図 5(B)]第 24ショット目までのパターン転写処理が終了したときの計測用ウェハ Wの
T
状態を示す図である。
[図 6(A)]第 28ショット目までのパターン転写処理が終了したときの計測用ウエノ、 Wの
T
状態を示す図である。
[図 6(B)]全 48ショットのパターン転写処理が終了したときの計測用ウェハ Wの状態
T
を示す図である。
[図 7]計測用ウェハ W上のショット領域 SAに形成される計測用マーク MP— MP
T 1 1 13 のレジスト像 M M を示す図である。
1 13
発明を実施するための最良の形態
[0025] 以下、本発明の一実施形態を図 1一図 7に基づいて説明する。
[0026] 図 1には、本発明の露光装置の調整方法が適用される一実施形態に係る露光装 置 100の概略構成が示されている。この露光装置 100は、ステップ'アンド'スキャン 方式の投影露光装置 ( ヽゎゆるスキャナ）である。
[0027] 露光装置 100は、光源及び照明光学系から成る照明系 10、この照明系 10からの エネルギビームとしての露光用照明光 (以下、「照明光」と略述する) ILにより照明さ れるマスクとしてのレチクル Rを保持するレチクルステージ RST、レチクル Rから射出 された照明光 ILを物体としてのウェハ W上 (像面上）に投射する投影光学系 PL、ゥ ェハ Wを保持するウェハステージ WST、及びこれらの制御系等を備えて 、る。
[0028] 前記照明系 10は、例えば特開 2001-313250号公報及びこれに対応する米国特 許出願公開第 2003Z0025890号明細書などに開示されるように、光源、ォプティ カルインテグレータ等を含む照度均一化光学系、ビームスプリッタ、リレーレンズ、可 変 NDフィルタ、レチクルブラインド等 (いずれも不図示）を含んで構成されている。こ の照明系 10では、レチクルブラインドで規定されたレチクル R上のスリット状の照明領 域 IARを照明光 ILによりほぼ均一な照度で照明する。ここで、照明光 ILとしては、一 例として ArFエキシマレーザ光（波長 193nm)が用いられている。また、オプティカル インテグレータとしては、フライアイレンズ、ロッドインテグレータ（内面反射型インテグ レータ)あるいは回折光学素子などを用いることができる。この他、照明系 10として、 例えば特開平 6— 349701号公報及びこれに対応する米国特許第 5, 534, 970号 などに開示される構成を採用しても良い。本国際出願で指定した指定国 (又は選択 した選択国）の国内法令が許す限りにおいて、上記各公報及び対応する米国特許 出願公開明細書又は米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とす る。
[0029] 前記レチクルステージ RST上にはレチクル Rが装填され、不図示の静電チャック（ 又はバキュームチャック）等を介して吸着保持されて ヽる。レチクルステージ RSTは、 不図示の駆動系により水平面 (XY平面）内で微小駆動（回転を含む）が可能な構成 となっている。レチクルステージ RSTは、例えばリニアモータ等を含む不図示のレチ クルステージ駆動部によって、照明系の光軸 (後述する投影光学系 PLの光軸 AXに 一致）に垂直な XY平面内で微少駆動可能 (Z軸回りの回転を含む)であるとともに、 所定の走査方向（ここでは Y軸方向とする）に指定された走査速度で駆動可能となつ ている。
[0030] レチクルステージ RSTの XY平面内の位置は、レチクルステージ RSTに設けられた
(又は形成された)反射面を介してレチクルレーザ干渉計 (以下、「レチクル干渉計」と いう） 54Rによって、例えば 0. 5— lnm程度の分解能で常時検出される。レチクル干 渉計 54Rからのレチクルステージ RSTの位置情報は、照明光学系（光源を除く照明 系 10の構成部分)及び投影光学系等を内部に収容する不図示の本体チャンバの外 部に設置された主制御装置 50に供給される。主制御装置 50は、レチクルステージ R STの位置情報に基づ 、てレチクルステージ駆動部（不図示）を介してレチクルステ ージ RSTを駆動制御する。
[0031] 前記投影光学系 PLは、例えば両側テレセントリックな縮小系が用いられている。こ の投影光学系 PLの投影倍率は例えば 1Z4、 1Z5あるいは 1Z6等である。このため 、前記の如くして、照明光 ILによりレチクル R上の照明領域 IARが照明されると、投影 光学系 PLを介してその照明領域 IAR内のレチクル Rの回路パターン等の縮小像が その照明領域 IARと共役なウェハ W上の照明光 ILの照射領域 (露光領域) IAに形 成される。
[0032] 投影光学系 PLとしては、複数枚、例えば 10— 20枚程度の屈折光学素子（レンズ 素子） 13のみ力も成る屈折系が用いられている。この投影光学系 PLを構成する複数 枚のレンズ素子 13のうち、物体面側（レチクル R側）の複数枚 (ここでは、説明を簡略 化するために 4枚とする）のレンズ素子 13 , 13 , 13 , 13は、結像特性補正コント口
1 2 3 4
ーラ 48によって外部から駆動可能な可動レンズとなっている。レンズ素子 13 13
1 4 は、不図示の二重構造のレンズホルダをそれぞれ介して鏡筒に保持されている。こ れらレンズ素子 13— 13は、内側レンズホルダにそれぞれ保持され、これらの内側レ
1 4
ンズホルダが不図示の駆動素子 (ァクチユエータ）、例えばピエゾ素子などにより重力 方向に関して 3点で外側レンズホルダに対して支持されている。そして、これらの駆動 素子に対する印加電圧を独立して調整することにより、レンズ素子 13— 13のそれ
1 4 ぞれを投影光学系 PLの光軸方向である Z軸方向にシフト駆動、及び XY面に対する 傾斜方向（すなわち X軸回りの回転方向（ θ X方向）及び Y軸回りの回転方向（ Θ y方 向）に駆動可能 (チルト可能)な構成となって 、る。
[0033] その他のレンズ素子 13は、通常のレンズホルダを介して鏡筒に保持されている。な お、レンズ素子 13— 13に限らず、投影光学系 PLの瞳面近傍、又は像面側に配置
1 4
されるレンズ素子、あるいは投影光学系 PLの収差、特にその非回転対称成分を補 正する収差補正板 (光学プレート)などを駆動可能に構成しても良い。更に、それら の駆動可能な光学素子の自由度 (移動可能な方向）は 3つに限られるものではなく 1 つ、 2つあるいは 4つ以上でも良い。
[0034] 前記ウェハステージ WST上にはウェハホルダ 25を介してウェハ Wが真空吸着（あ るいは静電吸着)等により保持されている。本実施形態では、ウェハホルダ 25として 、特開 2002— 050560号公報及びこれに対応する米国特許出願公開 2003Z002 0889号明細書などに開示されるような、不図示の駆動装置 (例えば回転モータ）に より、ウェハを保持した状態で Z軸回りにほぼ 180° の角度範囲内で回転が可能とさ れたホルダが採用されている。本国際出願で指定した指定国 (又は選択した選択国) の国内法令が許す限りにおいて、上記公報及び対応する米国特許出願公開明細書 における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
[0035] ウェハステージ WSTは、投影光学系 PLの下方に配置され、リニアモータ、ボイスコ ィルモータ（VCM)等力も成るウェハステージ駆動部 56により、 XY平面内方向及び Z軸方向に移動可能であり、 XY面に対する傾斜方向（X軸回りの回転方向（ θ X方向 )及び Y軸回りの回転方向（ Θ y方向））にも微小駆動可能となっている。
[0036] ウェハステージ WSTの XY平面内での位置（Z軸回りの回転（ Θ z回転）を含む）は 、ウェハステージ WSTに設けられた (又は形成された)反射面を介してウェハレーザ 干渉計 (以下、「ウェハ干渉計」と略述する） 54Wによって、例えば 0. 5— lnm程度 の分解能で常時検出されている。ウェハ干渉計 54Wは、測長軸を複数有する多軸 干渉計を複数含み、これらの干渉計によって、ウェハステージ WSTの回転（ Θ z回転 (ョーイング)、 Y軸回りの回転である Θ y回転 (ローリング）、及び X軸回りの回転である Θ X回転 (ピッチング) )が計測可能となって 、る。
[0037] ウェハ干渉計 54Wによって検出されたウェハステージ WSTの位置情報（又は速度 情報）は主制御装置 50に供給される。主制御装置 50は、ウェハステージ WSTの上 記位置情報 (又は速度情報）に基づいて、ウェハステージ駆動部 56を介してウェハ ステージ WSTの位置を制御する。
[0038] また、ウェハステージ WST上には、後述するレチクルァライメント用の複数対の第 1 基準マーク、後述するァライメント系 ALGのベースライン計測用の基準マーク等が形 成された基準マーク板 FM力 その表面がウェハ Wの表面とほぼ同一高さとなるよう に固定されている。 [0039] 本実施形態の露光装置 100には、主制御装置 50によってオン'オフが制御される 光源を有し、投影光学系 PLの結像面に向けて多数のピンホール又はスリットの像を 形成するための結像光束を光軸 AXに対して斜め方向より照射する照射系 60aと、そ れらの結像光束のウェハ W表面での反射光束を受光する受光系 60bとからなる射入 射方式の多点焦点位置検出系（以下、単に「焦点位置検出系」と呼ぶ)が設けられて いる。なお、本実施形態の焦点位置検出系（60a、 60b)と同様の多点焦点位置検出 系の詳細な構成は、例えば特開平 6— 283403号公報及びこれに対応する米国特許 第 5, 448, 332号等に開示されている。なお、上記公報等に記載の多点焦点位置 検出系は、ウェハ W上の露光領域 IAの内部だけでなぐその外側にも結像光束を照 射することで、ウェハ Wの起伏 (段差情報)を先読みする機能等を有しているが、それ らの機能は有していなくても良い (すなわち、露光領域 IAの内部のみに結像光束を 照射するだけでも良い)。また、照射系 60aによって照射される光束の形状は、平行 四辺形その他の形状であっても良い。本国際出願で指定した指定国 (又は選択した 選択国）の国内法令が許す限りにおいて、上記公報及び対応する米国特許における 開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
[0040] 主制御装置 50では、走査露光時等に、受光系 60bからの焦点ずれ信号 (デフォー カス信号）、例えば Sカーブ信号に基づいて焦点ずれが零あるいは焦点深度内とな るように、ウェハ Wの Z位置及び XY面に対する傾斜を、ウェハステージ駆動部 56を 介して制御することにより、オートフォーカス（自動焦点合わせ)及びオートレべリング を実行する。
[0041] さらに、露光装置 100は、ウェハステージ WST上に保持されたウェハ W上のァライ メントマーク及び基準マーク板 FM上に形成された基準マークの位置計測等に用い られるオフ ·ァクシス（off-axis)方式のァライメント系 ALGを備えて!/、る。このァライメン ト系 ALGとしては、例えばウェハ上のレジストを感光させないブロードバンドな検出光 束を対象マークに照射し、その対象マーク力 の反射光により受光面に結像された 対象マークの像と不図示の指標の像とを撮像素子 (CCD等)を用いて撮像し、それら の撮像信号を出力する画像処理方式の FIA (Field
Image Alignment)系のセンサが用いられる。なお、 FIA系に限らず、コヒーレントな検 出光を対象マークに照射し、その対象マークから発生する散乱光又は回折光を検出 したり、その対象マークから発生する 2つの回折光 (例えば同次数)を干渉させて検 出したりするァライメントセンサを単独であるいは適宜組み合わせて用いることは勿論 可能である。
[0042] さらに、本実施形態の露光装置 100では、図示は省略されている力 レチクル尺の 上方に、投影光学系 PLを介してレチクル R上の一対のレチクルマークと対応する基 準マーク板上の一対の第 1基準マークとを同時に観察するための露光波長の光を用 いた TTR (Through The Reticle)ァライメント系から成る一対のレチクルァライメント系 が設けられている。これらのレチクルァライメント系としては、例えば特開平 7— 17646 8号公報及びこれに対応する米国特許第 5, 646, 413号などに開示されるものと同 様の構成のものが用いられる。本国際出願で指定した指定国 (又は選択した選択国 )の国内法令が許す限りにおいて、上記公報及び対応する米国特許における開示を 援用して本明細書の記載の一部とする。
[0043] 前記制御系は、図 1中、前記主制御装置 50によって主に構成される。主制御装置 50は、 CPU (中央演算処理装置）、 ROM (リード 'オンリ'メモリ）、 RAM (ランダム.ァ クセス 'メモリ）等力もなる 、わゆるワークステーション (又はマイクロコンピュータ）等か ら構成され、前述した種々の制御動作を行う他、装置全体を統括して制御する。
[0044] なお、本実施形態の露光装置 100には、不図示のコータ 'デベロツバ（以下、「CZ D」と言う）がインラインにて接続されている。この CZDは、ウェハに対するレジストの 塗布を行うコータ（レジスト塗布)部、露光後のウェハを現像するデベロツバ（現像)部 、及び塗布制御装置、現像制御装置を含んで構成され、塗布制御装置及び現像制 御装置により、ウェハに対するレジスト塗布動作及び現像動作が制御される。
[0045] また、露光装置 100の主制御装置 50は、荷電粒子線走査型の計測装置の一種で ある測長 SEMを含んで構成される SEMシステム 80に通信路を介して接続されてい る。この SEMシステム 80は、簡単に説明すると、例えば 10— 5Pa以上に保たれた電子 ビーム鏡筒内で電磁界レンズにより一次ビームを収束して測長パターン上を照射し、 照射面力も放出される 2次電子及び反射電子を捕集して、そのライン'プロファイルか ら測長パターン 'エッジを検出してパターン寸法を計測するシステムである。 [0046] SEMシステム 80は、一例として a) SEM部、 b) TFE (Thermal Field
Emission)高圧電源、集束レンズ及び対物レンズ電源、走査用偏向電源、 Zセンサ制 御系、 2次電子検出器を統合する SEM制御系、 c)ウェハ搬送、レーザ干渉計を搭 載して高速ステージ駆動を管理するステージ制御系、 d) 2次電子信号と偏向信号を 同期させて画像信号に転送する信号変換器、 e)画像処理系 (表示装置を含む)、 f) システム全体を統括的に制御するメインコンピュータなどを含んで構成される。
[0047] 本実施形態では、 SEMシステム 80のメインコンピュータが、通信路を介して露光装 置 100の主制御装置 50に接続されて 、る。
[0048] 次に、本実施形態の調整方法でその像 (レジスト像など）が線幅の計測対象となる 計測用マークが形成された計測マスクとしての計測用レチクル R
Tについて、図 2に基 づいて説明する。この図 2は、計測用レチクル Rを、パターン面側から見た平面図で
T
ある。この図 2に示されるように、計測用レチクル Rは、矩形のガラス基板から成り、そ
T
のパターン面の中央部に、遮光帯 SBで囲まれる長方形のパターン領域 PAが形成さ れている。パターン領域 P Aの内部には、合計 13個の計測用マーク MP— MP 力 S
1 13 形成されている。これらの計測用マークは、 Y軸方向に関して、 3行に配置され、その 中央の行に 7つの計測用マーク MP— MP が等間隔で配置され、その他の行にそ
4 10
れぞれ 3つの計測用マーク MP MP、 MP MP が等間隔で配置されている。
1 3 11 13
[0049] 各計測用マーク MP (j = l-13)は、図 2に示されるように、計測用レチクル R上で j τ
Y軸方向に延びる設計上の線幅が例えば 400nmの第 1ラインパターン要素（又は第 1マーク要素、以下では「縦線パターン要素」とも呼ぶ) Pと、 Y軸方向に対して角度
V
α ( αは、ここでは 90° (又は 270° ；) )図 2における時計回りに回転した方向である X軸方向に延びる設計上の線幅が例えば 400nmの第 2ラインパターン要素（又は第 2マーク要素、以下では「横線パターン要素」とも呼ぶ) Pとを含む。投影光学系 PL
H
の投影倍率を 1Z4として、これら第 1ラインパターン要素 Pと第 2ラインパターン要素
V
Pとをウェハ上に転写すると、投影光学系 PLに球面収差、非点収差などの諸収差
H
が存在しない理想的な状態では、第 1ラインパターン要素 Pと第 2ラインパターン要
V
素 Pの像として、線幅 lOOnmのラインパターン像がそれぞれ得られることとなる。
H
[0050] また、パターン領域 P Aの中心（レチクルセンタに一致するものとする）を通る X軸上 のパターン領域 PAの両外側には、レチクルァライメントマーク RM、 RMが形成され
1 2 ている。レチクルァライメントマーク RMを中心として Y軸方向の
1 一側と他側に同一距 離だけ離れて、レチクルァライメントマーク RM、 RMがそれぞれ形成されている。ま
3 5
た、レチクルァライメントマーク RMを中心として Y軸方向の
2 一側と他側に同一距離だ け離れて、レチクルァライメントマーク RM、 RMがそれぞれ形成されている。レチク
4 6
ルァライメントマーク RMと RM、 RMと RMとは、レチクルセンタを通る Y軸に関して
3 4 5 6
対称の配置となっている。この計測用レチクル Rは、レチクルステージ RST上にロー
T
ドされた状態では、パターン面（図 2における紙面手前側の面）力 投影光学系 PLに 対向する側の面となる。
[0051] 次に、本実施形態に係る露光装置の調整方法のうちの、露光装置 100の主制御装 置 50により制御される動作、すなわち、露光装置 100及び露光装置 100にインライン にて接続されて 、る CZDにお 、て行われる動作にっ 、て、主制御装置 50内の CP Uの処理アルゴリズムを簡略化して示す図 3、図 4のフローチャートに沿って、かつ適 宜他の図面を参照しつつ説明する。
[0052] この動作の前提として、レチクルステージ RST上にはレチクルが載置されておらず 、ウェハステージ WST上にはウェハが載置されて!ヽな 、ものとする。
[0053] 図 3のステップ 102では、計測用レチクル Rのパターン転写のサブルーチンの処理
T
を行う。このサブルーチンでは、まず、図 4のステップ 202において、不図示のレチク ルローダを介してレチクルステージ RST上に計測用レチクル Rをロードする。
T
[0054] 次 、で、ステップ 204にお 、て、レチクルァライメント等の所定の準備作業を行う。
具体的には、まず、ウェハステージ WST上に設けられた基準マーク板 FMの表面に 形成されている特定の一対の第 1基準マークの中心が投影光学系 PLの光軸 AXと ほぼ一致する基準位置にウェハステージ WSTを移動させるとともに、計測用レチク ル R上の一対のレチクルァライメントマーク RM、 RMの中心（レチクルセンタ）が投
Τ 1 2
影光学系 PLの光軸とほぼ一致する基準位置にレチクルステージ RSTを移動させる 。ここで、ウェハステージ WSTの移動は、主制御装置 50が、ウェハ干渉計 54Wの計 測値をモニタしつつ、ウェハステージ駆動部 56を制御することで行われ、レチクルス テージ RSTの移動は、主制御装置 50が、レチクル干渉計 54Rの計測値をモニタし つつ不図示のレチクルステージ駆動部を制御することで行われる。以下にお!、ても 同様である。
[0055] 次 、で、前述の一対のレチクルァライメント系により照明光 ILを用いて基準マーク 板 FM上の特定の一対の第 1基準マークとそれに対応する計測用レチクル R上のレ
T
チクルァライメントマーク RM、 RMの投影像の相対位置検出を行なう。次いで、レチ
1 2
クルステージ RST、ウェハステージ WSTを相互に逆向きに Y軸方向にステップ移動 し、前述の一対のレチクルァライメント系により照明光 ILを用いて基準マーク板 FM上 の別の一対の第 1基準マークとそれに対応する計測用レチクル R上のレチクルァラ
T
ィメントマーク RM、 RMの投影像の相対位置検出を行なう。
3 4
[0056] すなわち、このようにして、基準マーク板 FM上の少なくとも 2対の第 1基準マークと 対応する計測用レチクル R上のレチクルァライメントマークとの相対位置を、レチクル
T
ステージ RST、ウェハステージ WSTを Y軸方向にステップ移動しつつ、レチクルァラ ィメント系を用いて計測することで、ウェハ干渉計の測長軸で規定されるウェハステ ージ座標系とレチクル干渉計の測長軸で規定されるレチクルステージ座標系との位 置関係の検出、すなわちレチクルァライメントが行われる。なお、このレチクルァラィメ ントではウェハステージ WSTを移動させることなくレチクルステージ RSTを移動する だけでも良い。
[0057] また、例えば照明光 ILの照射領域 (照明領域 IAR)の非走査方向の幅が計測用レ チクル Rのパターン領域 P Aの非走査方向の幅にほぼ一致するように、照明系 10内
T
の可動レチクルブラインドの非走査方向の開口幅を調整する。
[0058] このようにして、所定の準備作業が終了すると、次のステップ 206に移行し、前述の CZDから不図示のウェハローダを介して、ウェハステージ WST上に計測用のゥェ ノヽ（以下、「計測用ウェハ」とも呼ぶ) Wをロードする。この場合、例えば、図 5 (A)に
T
示されるように、表面にレジストが塗布された計測用ウェハ wは、その外周部の一部
T
に形成されたノッチ Nがー Y方向を向いた状態 (以下、「0° の状態」とも呼ぶ)でゥェ ハステージ WST上にウェハホルダ 25を介して載置されるものとする。
[0059] 次のステップ 208では、計測用ウェハ Wに対する第 n回目の露光であることを示す
T
不図示のカウンタのカウント値 nを「1」に初期化する。 [0060] 次のステップ 210では、第 n回目（ここでは第 1回目）の露光のための加速開始位置 にウェハステージ WSTを移動するとともに、計測用レチクル Rの位置が加速開始位
T
置となるよう〖こ、レチクルステージ RSTを移動する。
[0061] 次のステップ 212では、レチクノレステージ RSTとウェハステージ WSTの Y軸方向に 関する相対走査を開始する。そして、両ステージがそれぞれ目標走査速度に達し、 等速同期状態に達すると、照明系 10からの照明光 ILによって計測用レチクル Rの
T
パターン領域 PAが照明され始め、走査露光が開始される。そして、計測用レチクル Rのパターン領域 PAの異なる領域が照明光 ILで逐次照明され、パターン領域全面
T
に対する照明が完了することにより走査露光が終了する。これにより、計測用レチク ル Rに形成されたパターン領域 PAが投影光学系 PLを介して計測用ウェハ W上の
T T
露光対象領域に縮小転写される。
[0062] 次のステップ 214では、前述のカウンタのカウント値 nを参照し、 n=Kか否力、すな わち予定されて 、る Κ個のパターン領域の転写像をウェハ W上に形成するための
Τ
露光が終了した力否かを判断する。ここでは、 η= 1、すなわち、最初 (第 1回目）の露 光によってパターン領域 ΡΑ (すなわち、本例では 13個の計測用マーク MP )の転写 像が 1つだけウェハ W上に形成されたのみであるので、ステップ 214での判断は否
T
定され、ステップ 216に移行する。
[0063] 次!、で、ステップ 216では、前述のカウンタのカウント値 nを 1インクリメントして（n n+ 1)、ステップ 210に戻る。
[0064] 以降、ステップ 214での判断が肯定されるまで、ステップ 210→212→214→216 のループの処理 (判断を含む）を繰り返す。なお、図 5 (A)には、 n=4の状態でステ ップ 212が終了したときの計測用ウエノ、 Wの状態が示されている。
T
[0065] そして、 K回目の走査露光によって計測用ウェハ W上に予定されている K個（ここ
T
では、 K= 24とする）のパターン領域 PA(13個の計測用マーク MP)の転写像が形 成されると、ステップ 218に移行する。なお、図 5 (B)には、ステップ 218の処理が開 始される直前の計測用ウェハ Wの状態が示されている。また、図 5 (A)、図 5 (B)で
T
は 1回の走査露光によるウェハ W上での照明光 ILの照射範囲（パターン領域 P Aの
T
転写像の形成領域）がショット領域 SAとして表されており、本実施形態ではウエノ、 W 上で互いに分離して設定される異なる 24個のショット領域（例えば 26 X 33mmのフ
T
ィールドサイズ）にそれぞれパターン領域 PAの転写像が形成される。
[0066] ステップ 218では、不図示の駆動装置（例えば回転モータ）を介して、ウェハホルダ 25を計測用ウェハ Wを保持した状態で、 Z軸回りに 90° (例えば時計回りに 90° )
T
回転駆動する。これにより、計測用ウェハ Wは、図 6 (A)に示されるようにノッチ Nが
T
X方向を向いた状態 (以下、「90° の状態」とも呼ぶ）に設定される。
[0067] 次に、ステップ 220ではカウント値 nを 1インクリメントし（n n+ 1)、次のステップ 22 2に移行する。
[0068] ステップ 222では、第 n回目の露光（ここでは、図 6 (A)に示される第 25番目のショ ット領域 SA (パターン領域 PAの 25個目の転写像)を形成するための露光）のため
25
の加速開始位置に、ウェハステージ WSTを移動するとともに、計測用レチクル Rの
T
位置が加速開始位置となるように、レチクルステージ RSTを移動する。
[0069] 次のステップ 224では、前述のステップ 212と同様にして走査露光を行い、計測用 レチクル Rのパターン領域 P Aの転写像をウェハ W上に形成する。ここでは、図 6 (A
T T
)に示されるショット領域 SA にパターン領域 PAの転写像が形成される。このショット
25
領域 SA は、先に形成されたショット領域 SA— SA に対して 90° 回転した向きの
25 1 24
ショット領域である。
[0070] 次のステップ 226では、カウンタ nを参照し、 n=M力否力、すなわち予定されてい る全てのショット数 M (ここでは、 M=48とする）の露光が行われたか否かを判断する oここでは、 n= 25である力ら、このステップ 226での判断は否定され、ステップ 220 に戻る。
[0071] その後、ステップ 226における判断が肯定されるまで、ステップ 220→222→224 →226のループの処理（断を含む）を繰り返す。なお、図 6 (A)には、 n= 28の状態 でステップ 224の処理が終了したときの計測用ウェハ Wの状態が示されている。
T
[0072] そして、計測用ウェハ W上に予定されている全てのショット数 M ( =48)のパターン
T
領域 PAの転写が終了すると、このサブルーチンの処理を終了して、図 3のメインルー チンのステップ 104にリターンする。なお、図 6 (B)には、ステップ 102の計測用レチク ル Rのパターン転写のサブルーチンの処理が全て終了したときの、計測用ウェハ W の状態が示されている。この状態では、ウェハ中心を挟む左右の領域に、長手方向 力 90° 異なるショット領域が 24個ずつ形成されている。
[0073] 図 3に戻り、次のステップ 104では、上記ステップ 102のサブルーチンで露光処理 済みの計測用ウェハ Wを、露光装置 100にインラインにて接続された CZDに搬送
T
する。この場合、計測用ウェハ wは、不図示のウェハアンローダを介してウェハステ
T
ージ WST上力もアンロードされるとともに、ウェハ搬送系を介して CZD内に搬送さ れるようになっている。
[0074] 次のステップ 106では、 CZDを構成するデベロッパ部を制御する現像制御装置に 対して、計測用ウェハ Wの現像処理を指示した後、ステップ 108に進んで、計測用
T
ウェハ Wの現像が終了するのを待つ。
T
[0075] この待ち時間の間に、 CZD側で計測用ウェハ Wの現像が行われ、この現像の終
T
了により、計測用ウエノ、 W上には、図
T 6 (B)に示されるようなショット領域 SA 1— SA 48 にそれぞれパターン領域 PAが形成される。この場合、ショット領域 SAには、図
1 7に 示されるように、 13個の計測用マーク MP 下、便宜
1 MP のレジスト像
13 M 1 M (以
13
上「マーク M」とも呼ぶ）が形成される。その他のショット領域
j SA 2 SA についても
48
同様である。このようなレジスト像 (マーク) Mが形成された計測用ウェハ Wが露光装 j τ 置 100のパターンの転写特性を計測するための試料となる。
[0076] 現像が終了し、現像制御装置力もその旨の通知を受けることで、現像の終了を確 認すると、ステップ 110に進み、不図示のウェハ搬送系を介して、現像済みの計測用 ウェハ Wを SEMシステム 80近傍の所定の場所に搬送し、本ルーチンの一連の処
T
理を終了する。ここで、所定の場所とは、オペレータが現像済みのウェハを容易に取 り出すことができ、かつその取り出したウェハを SEMシステム 80の大気側のウェハ搬 送系に搬入するのに適した場所であって、予め定められた場所を指す。
[0077] その後、オペレータは、現像済みの計測用ウェハ Wを、上記所定の場所から取り
T
出して SEMシステム 80の大気側のウェハ搬送系に搬入する。
[0078] その後、オペレータの指示に従い、 SEMシステム 80によって、通常と同様の手順 で、計測用ウェハ Wを試料として、レジスト像中のパターンのサイズ (寸法)計測が行
T
われる。 [0079] この場合、オペレータの指示に従い、計測用ウェハ W力 SEMシステム 80を構成
T
する大気側の搬送系、ロードロック室、真空側の搬送系を順次経て、試料室内に搬 入される。試料室内では、計測用ウェハ wは o° の方向（これを基準方向とする）を
T
向いている。ここで、基準方向とは、計測用ウェハ W上のショット領域 SA SA の
Τ 1 24 長手方向及びこれに直交する方向（ショット領域 SA — SA の長手方向に一致）が、
25 48
SEMシステム 80の試料室内のステージの移動座標である直交座標系（XY座標系） の座標軸にそれぞれ一致したときの計測用ウェハ Wの向きを指し、ここでは、計測
T
用ウェハ Wの中心とノッチ Nとを結ぶ線分が Y軸に一致する方向であるものとする。
τ
[0080] このとき、オペレータは、 SEMシステム 80に対して、 0。 の方向の計測用ウェハ W τ 上の全てのショット領域 SA SA 内の全てのマーク M M の基準方向に直交す
1 48 1 13
る計測方向に関するサイズの計測を指示する。ここで、計測方向とは、図 6 (B)にお ける Y軸方向に相当する。
[0081] また、この場合におけるマーク（レジスト像)の計測方向に関するサイズとは、ショット 領域 SA— SA 内部のマーク M— M については、前述の計測用マーク MP— M
1 24 1 13 1
P の第 1ラインパターン要素（縦線パターン要素） Pの像の線幅であり、ショット領域
13 V
SA一 SA 内部のマーク M M については、前述の計測用マーク MP MP の
25 48 1 13 1 13 第 2ラインパターン要素 (横線パターン要素) Pの像の線幅である。
H
[0082] 従って、上記のオペレータの指示に従い、 SEMシステム 80により計測用ウェハ W τ 上の全てのショット領域 SA— SA 内の全てのマーク M— M の画像（SEM画像）
1 48 1 13
1S それぞれ取り込まれる。なお、 48個のショット領域それぞれで 13個のマークのレ ジスト像についてその全体の画像を取り込まなくても良ぐ例えばショット領域 SA— S
1
A ではマーク毎にその縦線パターン要素 Pの像のみ、ショット領域 SA SA では
24 V 25 48 マーク毎にその横線パターン要素 pの像のみについてその画像を取り込むだけでも
H
良い。
[0083] 次いで、 SEMシステム 80の画像処理系により、その取り込まれた計測用ウェハ W
T
上の全てのショット領域 SA SA 内の全てのマーク M M の画像それぞれに対
1 48 1 13
して、エッジ検出処理を伴う画像処理がそれぞれ施され、ショット領域 SA— SA 内
1 24 部のマーク M— M については、前述の第 1ラインパターン要素（縦線パターン要素 ) Pの像 (第 1要素、第 1部分、第 1ライン要素)の線幅、及びショット領域 SA — SA
V 25 48 内部のマーク M M については、前述の第 2ラインパターン要素（横線パターン要
1 13
素) Pの像 (第 2要素、第 2部分、第 2ライン要素)の線幅が、それぞれ計測され、その
H
計測結果が SEMシステム 80のメインコンピュータの内部メモリに記憶されるとともに、 表示装置の画面上に表示される。
[0084] このとき、表示装置の画面上には、第 1ラインパターン要素（縦線パターン要素） P
V
の像の 24 X 13 = 312個の線幅の計測値 (以下、「線幅値」と記す)及び第 2ラインパ ターン要素 (横線パターン要素） Pの像の 312個の線幅値力 一度に、又は画面表
H
示の切り換えにより表示される。
[0085] その後、オペレータは、 SEMシステム 80による計測結果の表示画面を見て、必要 な演算処理、例えばマーク M (j = l— 13)それぞれの第 1ラインパターン要素 Pの像 j V の線幅値 LWの 24ショットでの平均値 AVE (LW ) (j = 1
V V j 一 13)、及び AVE (LW )
V j
(j = l一 13)のうちの最大値と最小値との差 Δ AVE (LW )などの算出を、 SEMシス
V
テム 80のメインコンピュータに指示する。同様に、オペレータは、 SEMシステム 80に よる計測結果の表示画面を見て、例えばマーク M (j = l— 13)それぞれの第 2ライン
J
パターン要素 Pの像の線幅値 LWの 24ショットでの平均値 AVE (LW ) (j = l
H H H j 一 13
)、及び AVE (LW ) (j = l一 13)のうちの最大値と最小値との差 Δ AVE (LW )など
H j H の算出を、 SEMシステム 80のメインコンピュータに指示する。さらにオペレータは、 先の平均値 AVE (LW )と平均値 AVE (LW )との差 Δ (LW ) (j = 1
V j H j V-H j 一 13)の算 出も、 SEMシステム 80のメインコンピュータに指示する。
[0086] ここで、 Δ (LW )はマーク Mの第 1ラインパターン要素 Pの像と第 2ラインパター
V-H j j V
ン要素 Pの像との差 (VZH差）、すなわち線幅ばらつき（サイズのばらつき)であり、
H
AAVE (LW )、 AAVE (LW )は、第 1ラインパターン要素、第 2ラインパターン要素
V H
の像の線幅 (サイズ)の面内均一性の指標値である。
[0087] 上記のオペレータの指示に応じ、 SEMシステム 80のメインコンピュータにより、 AV E (LW ) (j = l—13) , Δ AVE (LW ) , AVE (LW ) (j = l一 13)、 AAVE (LW )
V j V H j H
、 Δ (LW ) (j = l一 13)が算出され、これらの算出結果が表示装置の画面上に表
V-H j
示される。この計測結果の表示がなされると、オペレータは、その表示画面を見て、 その計測結果の情報を、露光装置 100の主制御装置 50に送信するように、 SEMシ ステム 80のメインコンピュータに旨示する。これにより、 SEMシステム 80のメインコン ピュータから上記の計測結果の情報が露光装置 100に送られ、露光装置 100の主 制御装置 50は、上記の計測結果の情報を受信し、メモリ内に記憶する。
[0088] 本実施形態では、デバイスパターンの転写の際には、レチクルァライメント及びァラ ィメント系 ALGのベースライン計測などの準備作業の後、ステップ 'アンド'スキャン方 式で、レチクル R上に形成されたデバイスパターンが投影光学系 PLを介してウェハ W上の複数のショット領域にそれぞれ転写される。なお、このような一連の動作は、通 常のスキャナと同様であるから、詳細説明につ 、ては省略する。
[0089] 但し、露光装置 100の主制御装置 50は、先にメモリ内に記憶した上記の計測結果 の情報 AVE (LW ) (j = l—13) , AAVE (LW ) , AVE (LW ) (j = l
V j V H j 一 13)、 ΔΑ
VE (LW )、及び Δ (LW ) (j = 1一 13)のうち、例えばその対応する許容範囲を超
H V-H j
える少なくとも 1つの情報に基づいて、所定の演算プログラムに従って計算を行い、こ の計算結果に基づいて結像特性調整装置 48を介して投影光学系 PLを構成するレ ンズ 13— 13の少なくとも 1つを駆動して、投影光学系 PLの結像特性を調整する。
1 4
また、走査露光中には、必要に応じてウェハステージ WST、レチクルステージ RST の速度比を微調整する。このような調整により、露光装置 100によるパターンの転写 特性が要求される仕様を満足するレベルに調整される。すなわち、露光フィールド（ ウェハ W上での 1回の走査露光範囲であり、前述のショット領域 SAに対応）内の異
T n なる位置 (マーク M— M それぞれに対応するその形成位置）における、縦横線の
1 13
各線幅、縦横線の線幅差 Δ (LW ) =AVE (LW ) -AVE (LW )及び縦横線の
V-H j V j H j
各線幅の面内均一性などが、全て仕様を満足するような露光装置の調整が行われる
[0090] 以上詳細に説明したように、本実施形態に係る露光装置のパターン転写特性の計 測方法によると、計測用レチクル Rを露光装置 100に搭載して露光を行い（図 4のス
T
テツプ 212参照）、計測用レチクル Rに形成されたパターン領域 PAを計測用ウェハ
T
W上に転写した際に計測用ウェハ W上に形成された計測用マーク MP— MP の
T Τ 1 13 第 1の転写像（図 6 (B)のショット領域 SA SA のマーク M M )の画像が SEM システム 80により取り込まれる。また、計測用レチクル Rに対するウェハ Wの角度が
T T
、上記第 1の転写像が形成された際から所定角度 90° 変化した状態で露光を行い（ ステップ 224参照）、前記パターン領域 PAをウェハ W上に転写した際に計測用ゥェ
T
ハ W上に形成された計測用マーク MP— MP の第 2の転写像（図 6 (B)のショット領
T 1 13
域 SA SA のマーク M M )の画像が SEMシステム 80により取り込まれる。そ
25 48 1 13
して、 SEMシステム 80により、取り込まれた前記第 1の転写像の画像と前記第 2の転 写像の画像に対してエッジ検出処理を伴う画像処理がそれぞれ施され、計測用マー クの第 1の転写像及び第 2の転写像それぞれの基準方向に直交する計測方向（図 6 (B)における Y方向）に関するサイズ、より具体的には、ショット領域 SA— SA 内部
1 24 のマーク M M についての前述の第 1ラインパターン要素（縦線パターン要素） P
1 13 V の像 (第 1要素、第 1部分、第 1ライン要素)の線幅値、及びショット領域 SA — SA
25 48 内部のマーク M M についての前述の第 2ラインパターン要素（横線パターン要
1 13
素) P の像 (第 2要素、第 2部分、第 2ライン要素)の線幅値が計測される。
H
[0091] すなわち、本実施形態によると、計測用マークの第 1及び第 2の転写像は、例えば SEMシステム 80による画像取込が実質的に同一条件で行われるようにウェハ W上
T
にそれぞれ形成されるので、 SEMシステム 80によりそれぞれ取り込まれた第 1及び 第 2の転写像の画像に対して、いずれにも回転を加えることなくエッジ検出処理を伴 う画像処理が施され、計測用マークの第 1の転写像及び第 2の転写像それぞれの計 測方向のサイズが計測される。そして、この結果として、画像の取り込みと画像処理と の組み合わせに起因する計測用マークの像のサイズ計測精度の低下を防止すること ができ、結果的に露光装置 100によるパターンの転写特性を正確に計測 (評価)する ことが可能となる。
[0092] また、本実施形態では、 SEMシステム 80により、オペレータの指示に応じ、マーク M (j = l— 13)それぞれの第 1ラインパターン要素 Pの像の線幅値 LWの 24ショット j V V での平均値 AVE (LW ) (j = l-13) , AVE (LW ) (j = 1
V j 一 13)のうちの最大値と最
V j
小値との差 AAVE (LW )、マーク M (j = l— 13)それぞれの第 2ラインパターン要
V j
素 P の像の線幅値 LWの 24ショットでの平均値 AVE (LW ) (j = 1一 13)、 AVE (L
H H H j
W ) .(j = l一 13)のうちの最大値と最小値との差 AAVE (LW )、及びマーク Mの第 1ラインパターン要素 Pの像と第 2ラインパターン要素 Pの像との差 (VZH差） Δ (L
V H
W ) (j = l一 13)なども計算され、この計算結果が、露光装置 100の主制御装置 5
V-H j
0に送られる。
[0093] そして、上記の計測結果に基づいて前述の如くして露光装置 100の調整が行われ る。従って、露光装置 100によるパターンの転写特性を精度良く調整することが可能 となっている。
[0094] なお、上記実施形態では、転写の途中では、ウェハを回転させることなぐ所定ショ ット数分だけ、計測用レチクル Rの計測マーク MPをウェハ上に転写し、そのウェハ
T j
を現像後に、 SEMシステム 80を用いてその現像後のウェハ上のレジスト像 (マーク） Mのサイズ計測を行う際に、その計測を 2回に分けて行っても良い。この場合、一例 として次のような手順で、計測が行われる。
1) 例えば、ウェハが基準方向に向いた第 1の状態で、 SEMシステム 80によりマー ク M— M の第 1の画像を取り込む。
1 13
2) 次に、一旦ウェハを試料室から取り出し、上記第 1の状態力 ウェハを所定角度 a ( = 90° )回転した状態で、試料室内に搬入する。その状態 (第 2の状態)で、 SE Mシステム 80によりマーク M— M の第 2の画像を取り込む。
1 13
3) そして、 SEMシステム 80に指示を与え、第 1の画像に対してエッジ検出処理を 伴う画像処理を施して、マーク Mの前記基準方向に直交する第 1方向に関する第 1 のサイズ (すなわち、マーク Mの第 1要素 (第 1ライン要素、第 1部分)の線幅)を計測 する。
4) 次に、 SEMシステム 80に指示を与え、第 2の画像に対してエッジ検出処理を伴 う画像処理を施して、マーク Mの第 1方向に対して角度 α ( = 90° )回転した第 2方 向に関する第 2のサイズ (すなわち、マーク Μの第 2要素 (第 2ライン要素、第 2部分） の線幅)を計測する。
[0095] このようにすると、ウェハが基準方向に向いた第 1の状態で、 SEMシステム 80によ り取り込まれたマーク Μの第 1の画像に対しては、エッジ検出処理を伴う画像処理が 施されて、マーク Μの前記基準方向に直交する第 1方向に関する第 1のサイズが計 測され、また、前記第 1の状態からウェハを所定角度 α ( = 90° )回転した第 2の状 態で、 SEMシステム 80により取り込まれたマーク Mjの第 2の画像に対しては、エッジ 検出処理を伴う画像処理が施され、マーク Mの第 2方向に関する第 2のサイズが計 測される。すなわち、 SEMシステム 80による画像取り込み時のウェハの向きに応じて 、エッジ検出処理を伴う画像処理が施されるので、画像の取り込みと画像処理との組 み合わせに起因するマークのサイズ計測精度の低下を防止することができる。
[0096] なお、 SEMシステム 80において、試料室内に入れたウェハを計測の途中で取り出 すことには、例えば計測時間などを考慮すると、現実には困難を伴う場合が殆どであ る。従って、この計測の途中でウェハを回転させる方法は、特に光学顕微鏡などの他 の計測装置を用いた計測の場合に有効である。
[0097] 但し、 SEMシステム 80に、ウェハを回転させる機構を、取り付けることができるので あれば、上記方法は、適用が可能である。
[0098] また、上記実施形態では、計測用レチクル R上の計測用マーク MPを構成する第 1
T j
ラインパターン要素の延びる向きに対して角度 a = 90° 回転した向きに第 2ラインパ ターン要素が延びる場合について説明した力 上記角度 aは、 0° < a < 180° の 範囲の角度であれば、いかなる角度であっても良い。すなわち、第 1ラインパターン 要素と第 2ラインパターン要素を含んで計測用マークを構成する場合には、第 1ライ ンパターン要素と第 2ラインパターン要素とは、異なる向きに延びていれば良い。但し 、角度 aを 90° 以外の角度にする場合には、前述したステップ 218に代えて、ゥェ ハホルダを角度 a回転するステップの処理を行い、回転後の計測用ウェハ Wの中
T
心とノッチとを結ぶ線分の方向を、計測用レチクル上の第 2ラインパターン要素の延 びる方向に一致させる必要がある。このとき、回転前のウェハ Wはその中心とノッチ
T
とを結ぶ線分の方向が、第 1ラインパターン要素が延びる方向と一致するように設定 されている。
[0099] なお、前述のショット領域 SA— SA では少なくともマーク Mの第 1及び第 2要素の
1 24 j
一方は計測方向（又は延設方向、周期方向など)が転写特性を計測すべき異なる 2 方向（第 1及び第 2方向、通常は X、 Y方向）の一方と実質的に一致し、前述のショット 領域 SA — SA では少なくとも第 1及び第 2要素の他方は計測方向がその異なる 2
25 48
方向の他方と実質的に一致するように、ショット領域 SA— SA に対する第 1露光と、 ショット領域 SA — SA に対する第 2露光とによってウェハ W上にマーク Mが形成
25 48 T j される。このとき、レチクル R上で計測用マーク MPの第 1及び第 2マーク要素（縦線 τ j
パターン要素 P及び横線パターン要素 P )はその計測方向（又は延設方向、周期方
V H
向など）の交差角が前述の異なる 2方向の交差角とほぼ等しくなるように形成されるこ とが好ましい。この場合、計測用マーク MPの第 1及び第 2マーク要素の計測方向を それぞれ異なる 2方向とほぼ一致させて第 1及び第 2露光を行なうことによって、第 1 露光と第 2露光とでウェハ Wの回転方向の位置（回転角）を除き、計測用マーク MP
T j を含む露光装置によるその転写条件を同一に設定することができ、計測用マーク M
Pの転写像であるウェハ W上のマーク Mの異なる 2方向に関する線幅（サイズ)をそ j τ j
れぞれ精度良く計測することが可能となる。なお、レチクル R上の計測用マーク MP τ j の第 1及び第 2マーク要素は必ずしもその計測方向の交差角が異なる 2方向の交差 角と一致していなくても良い。この場合、前述の第 1露光では第 1及び第 2マーク要素 の一方のみでその計測方向を異なる 2方向の一方とほぼ一致させ、前述の第 2露光 では第 1及び第 2マーク要素の他方のみでその計測方向を異なる 2方向の他方とほ ぼ一致させれば良い。
また、上記実施形態では、前述の第 1露光によって形成されるマーク（第 1マーク） Mの第 1及び第 2要素の一方と、前述の第 2露光によって形成されるマーク (第 2マ ーク） Mの第 1及び第 2要素の他方とでその計測方向がほぼ一致する、すなわちゥェ ハ W上で第 1マーク Mと第 2マーク Mとが転写特性を計測すべき異なる 2方向の交
T j j
差角とほぼ同一角度だけ回転するように、ウェハ Wを異なる 2方向の交差角とほぼ
T
同一角度だけ回転させることとしている。しかしながら、前述の第 1露光で計測用マー ク MPの第 1及び第 2マーク要素の一方が異なる 2方向の一方、及び前述の第 2露光 でその第 1及び第 2マーク要素の他方が異なる 2方向の他方とほぼ一致していれば、 ウェハ Wの回転角を異なる 2方向の交差角と一致させなくても良い。このとき、第 1マ
T
ーク Mの第 1及び第 2要素の一方の計測方向と、第 2マーク Mの第 1及び第 2要素の 他方の計測方向との回転角（回転誤差）が、 SEMシステム 80で回転方向に関する 許容値を超えている場合には、 SEMシステム 80にてウェハ Wを回転させることが好
T
ましい。 [0101] また、上記実施形態では、計測用レチクル R上の計測用マーク MPが第 1ラインパ
T j
ターン要素と第 2ラインパターン要素と力 成り、その計測用マーク MPのウェハ W
j τ 上の転写像であるマーク Mが第 1ラインパターン要素の像である第 1要素 (第 1部分、 第 1ライン要素）と第 2ラインパターン要素の像である第 2要素 (第 2部分、第 2ライン要 素）とから成る場合について説明したが、サイズ計測の対象となるマークは、ラインパ ターンの組み合わせに限らず、枠状マークや多角形状マーク（例えばともに四角形 状)などでも良いし、マーク Mの第 1要素と第 2要素とが接続、交差、あるいは部分的 に重畳していても良い。また、そのマークは孤立パターンに限られるものでなぐ密集 パターン（例えばライン.アンド.スペースパターンなどの周期パターン）などでも良い
。要は、交差する 2方向に関するサイズの計測が可能な形状であれば良い。
[0102] なお、ウェハ W上のマーク M (レチクル Rの計測用マーク MP )の要素として、例
T j T j
えば矩形 (方形)状マークを用いるとき、マーク M力^つの矩形状マークのみ力もなる ものであっても、前述の異なる 2方向に関するマーク Mの線幅（サイズ)をそれぞれ計 測可能であるため、マーク Mの第 1及び第 2要素 (計測用マーク MPの第 1及び第 2 マーク要素）は同一の要素 (矩形状マークなど）となる。
[0103] また、上記実施形態では X、 Y方向に関するマーク Mの線幅 (サイズ)を計測するも のとしたが、線幅の計測方向は X、 Y方向と少なくとも一方が異なる 2方向でも良いし 、 2つではなく 3つ以上、例えば X、 Y方向を 45° 回転させた 2方向との計 4方向でも 構わない。このとき、線幅計測に用いられるウェハ W上のマーク M (レチクル Rの計
T j T 測用マーク MP )の要素数は 2つでなく 4つ（ただし、矩形状マークなどでは 2つ）とな る。
[0104] また、上記実施形態では、計測装置として、 SEMシステムを用いる場合にっ 、て 説明したが、本発明がこれに限定されるものでないことは勿論である。本発明は、電 子線以外の荷電粒子線を測定対象に対して走査して計測を行う、荷電粒子線走査 型の計測装置は勿論、光学顕微鏡などの他の計測装置などであっても良い。また、 計測装置は画像処理方式に限定されるものでなく他の方式でも構わない。さらに、例 えば X、 Y方向でそれぞれ独立に線幅などを計測可能、特に X方向と Y方向とで計測 方式や構成などが異なる計測装置を使用する場合に本発明は特に有効である。 [0105] なお、上記実施形態では、計測用マーク MPの第 1の転写像をウェハ W上に形成 j τ するための第 1転写工程 (ステップ 212)の後に、ウェハホルダを回転し (ステップ 218 )、その後に計測用マーク MPの第 2の転写像をそのウェハ W上の異なる位置に形 j τ
成する第 2転写工程 (ステップ 224)を行 、、その後にその計測用ウェハ上の転写像 を SEMにて計測するものとした力 本発明がこれに限定されるものではない。すなわ ち、ウェハホルダを回転する代わり、レチクルステージ RST上に回転可能なレチクル ホルダを設けて、これを回転させるようにしても良いし、ウェハホルダ、レチクルホルダ の双方を回転させるようにしても良 、。
[0106] また、ホノレダそのものを回転させる代わりに、ウェハなどを保持して上下動可能な支 持部材 (例えば搬送系（ローダ）とホルダとの間でウェハなどの受け渡しを行うセンタ 一アップピンなど）を回転可能としても良いし、支持部材を回転させる代わりに、ある いはそれと組み合わせて、ローダあるいは専用機構などを利用した載せ替えによりゥ ェハなどを回転させるようにしても良 、。
[0107] また、上記実施形態では第 1露光によって形成されるショット領域 SA— SA と第 2
1 24 露光によって形成されるショット領域 SA SA とを図 6 (B)では、ウェハ W上で左
25 48 T 右の領域に分けて配置するものとした力 ウェハ wの表面に塗布されるレジストの塗
T
りむら（レジスト膜厚の不均一性)などに起因して線幅計測精度が低下することが考え られる。そこで、例えば第 1露光によって形成されるショット領域と、第 2露光によって 形成されるショット領域とをウェハ上で交互に配置することで、塗りむらなどに起因す る計測精度の低下を低減することが好まし 、。
[0108] さらに、上記実施形態ではレチクル Rの計測用マーク MPが転写される複数のショ
T j
ット領域をウエノ、 W上で互いに重ならないように配置するものとした力 線幅計測の
T
対象となる前述の第 1露光によって形成される第 1マーク Mの第 1及び第 2要素の一 方と、前述の第 2露光によって形成される第 2マーク Mの第 1及び第 2要素の他方と が重ならなければ、ウェハ上で複数のショット領域を部分的に重なるように配置しても 良い。また、上記実施形態では第 1及び第 2露光でそれぞれ複数のショット領域にレ チクル Rの計測用マーク MPの転写像を形成するものとした力 そのショット数は複 τ j
数でなく 1つでも良いし、第 1露光と第 2露光とで同数としなくても良い。なお、前述し た転写特性の計測に用いるレチクル Rの計測用マーク MPの第 1マーク要素と第 2
T j
マーク要素とは、その配置方向（計測方向）を除いて同一構成、かつその転写条件も 同一としたが、その構成と転写条件の少なくとも一方を異ならせても良い。また、計測 専用のレチクル Rを用いる代わりに、デバイス製造で使用されるレチクルに前述の計
T
測用マーク MPを形成して用いても良い。さらに、前述のショット領域 SA毎に複数の 計測用マーク MPの転写像を形成するものとした力 その配置 (ショット領域内での位 置）はこれに限られるものでなく任意で良いし、その数も複数でなく 1つでも良い。ま た、計測専用又はデバイス製造用のレチクルだけではなぐ例えばレチクルステージ RSTに設けられる基準マークを計測用マーク MPとして用いるようにしても良 、。
[0109] また、上記実施形態では露光装置の転写特性として VZH差や面内均一性を求め るものとしたが、転写特性はこれらに限られるものでなぐ例えば投影光学系 PLの結 像特性 (コマ収差、非点収差などの諸収差)や走査露光における同期精度（同期誤 差)などでも良い。さらに、レチクル Rの計測用マーク MPのマーク要素としてライン'
τ j
アンド'スペースパターンなどの周期パターンを用い、その転写像の複数の像それぞ れで線幅を計測することで、例えばその線幅の最大値と最小値との差を線幅ばらつ きとして求めても良い。また、ウェハ上に既に形成されているマークに対してレチクル
Rの計測用マーク MPを重ね合わせて転写し、例えばその 2つのマークの相対位置 τ j
(間隔など)を計測することで、重ね合せ精度 (トータルオーバーレイ)を転写特性とし て求めても良い。
[0110] また、上記実施形態では走査露光によって計測用マーク MPの転写像をウェハ上 に形成し、その転写像のサイズを計測することでその転写像の形成に用いた走査型 露光装置 (露光装置 100)の諸特性 (ダイナミックな結像特性など)を求めるものとした
1S 露光装置 100において計測用マーク MPが形成された計測用レチクル R (及び
j τ これを保持するレチクルステージ RST)とウェハ（及びこれを保持するウェハステージ WST)とをほぼ静止させた状態で露光を行い、計測用マーク MPの転写像をウェハ 上に形成し、その転写像のサイズを計測することで上記実施形態と同様にして露光 装置 100の諸特性 (スタティックな結像特性など）を求めるようにしても良い。
[0111] さらに上記実施形態では、前述の転写特性に基づいて投影光学系 PLの少なくとも 1つの光学素子（レンズエレメント）を移動してその結像特性を調整するものとした力 前述の結像特性調整装置 48としては光学素子を移動させるものに限られるものでは なぐ光学素子を移動させる代わりに、あるいはそれと組み合わせて、例えば照明光 の中心波長や光学素子の温度を変化させる、あるいは複数の光学素子の間の気密 空間内の気体の圧力などを変化させることで投影光学系の屈折率を変化させても良 い。さらに、投影光学系の結像特性を調整するために、例えば投影光学系の全体又 はその一部 (光学素子単位、鏡筒単位など)の交換を行う、あるいは投影光学系の少 なくとも 1つの光学素子を取り出してその再加工を行うようにしても良い。また、投影光 学系の調整では光学素子の位置 (他の光学素子との間隔を含む)や傾斜などを変更 するだけでも良いし、特に光学素子がレンズエレメントである時はその偏芯を変更し たり、あるいは光軸を中心として回転させても良い。さらに、前述の転写特性として投 影光学系の結像特性を求める時は、例えば国際公開 WO03Z065428号パンフレ ットなどに開示されるように、その結像特性と、既知の投影光学系 PL単体の波面収 差 (単体は面収差)とに基づいて、投影光学系の波面収差を推定し、この波面収差 及びツェルニケ感度表 (Zernike Sensitivity),並びに波面収差変化表（各光学素子の 単位駆動量当たりの波面収差を展開したフリンジツェル-ケ多項式の各項の係数の 変化量との関係を示す変化表)などを用いて、所定のメリット関数を解くことで、結像 特性を最適化する光学素子の駆動量を求め、結像特性の調整を行なうようにしても 良い。なお、結像特性の計測結果力 波面収差を推定する場合には、例えば上記 国際公開パンフレットに開示されるように、基準となる露光条件下での結像特性と計 測した結像特性との差が、ツェルニケ感度表と波面収差変化表と調整量の補正量（ 単体波面収差と on bodyの波面収差のずれが調整用光学素子の調整量のずれに対 応すると仮定した場合の調整量のずれ）との積に一致するとの関係式を用いて、波 面収差の補正量を求め、その補正量と単体波面収差とに基づいて、波面収差を算 出するのである。
なお、上記実施形態における転写特性の計測 (及び露光装置の調整）は、露光装 置のメンテナンス時に行なっても良いし、クリーンルームに露光装置を搬入してその 立ち上げを行なうときでもよぐその実施時期（タイミング）は任意で構わない。 [0113] なお、上記実施形態では、ウェハに対するパターンの転写以後の処理は、ォペレ ータによるマニュアル作業を含む場合について説明した力 露光装置 100と SEMシ ステム 80とを、内部にウェハ搬送系を内蔵したインライン 'インタフェース部を介して 接続し、これら露光装置 100、 SEMシステム 80及びインライン'インタフェース部の 全てを統括的に制御するホストコンピュータを設けることとしても良い。この場合には、 該ホストコンピュータによって実行されるプログラムにより、前述した計測用レチクル R
T
のパターンの計測用ウェハへの転写、その転写後の計測用ウェハの現像、インライ ン'インタフェース部を介してのその現像済みの計測用ウェハの SEMシステム 80へ の搬送、 SEMシステム 80による計測、その計測結果に基づぐ露光装置 100のパタ ーン転写特性の調整の全てを、全自動にて行うようにしても良い。あるいは、この反 対に、全てをオペレータによるマニュアル作業としても良い。
[0114] また、上記実施形態では露光装置 100の主制御装置 50が CZDを制御するものと したが、これに限らず、例えばデバイス製造工程を管理するホストコンピュータなどに よって露光装置 100、 CZD、及び SEMシステムを統括制御しても良いし、露光装置 100と SEMシステムとが通信路 (有線又は無線)を介して接続されていなくても良い 。すなわち、露光装置 100、 CZD、及び SEMシステムそれぞれの構成 (通信路を含 む）は上記実施形態に限られるものではない。
[0115] なお、上記実施形態では、パターンの転写特性が計測される露光装置が、スキャナ である場合を説明したが、本発明の転写特性計測方法は、スキャナに限らず、ステツ パなどの静止型露光装置にも同様に適用できる。
[0116] また、露光装置の露光対象である物体は、上記の実施形態のように半導体製造用 のウェハに限定されることなぐ例えば、液晶表示素子、プラズマディスプレイや有機 ELなどのディスプレイ装置の製造用の角型のガラスプレートや、薄膜磁気ヘッド、撮 像素子 (CCDなど）、マスク又はレチクルなどを製造するための基板であっても良い。
[0117] また、上記実施形態の露光装置における投影光学系の倍率は縮小系のみならず 等倍および拡大系のいずれでも良いし、投影光学系 PLは屈折系のみならず、反射 系及び反射屈折系の 、ずれでも良 、し、その投影像は倒立像及び正立像の 、ずれ でも良い。 [0118] また、照明光 ILは、 ArFエキシマレーザ光（波長 193nm)、 KrFエキシマレーザ光（ 波長 248nm)や、 Fレーザ光（波長 157nm)などであっても良い。投影光学系として
2
は、 KrFエキシマレーザ光、 ArFエキシマレーザ光などの遠紫外線を用いる場合は 硝材として石英ゃホタル石などの遠紫外線を透過する材料を用い、 Fレーザ光など
2
を用いる場合はホタル石その他のフッ化物結晶を用いる必要がある。
[0119] また、上記実施形態では、露光装置の照明光 ILとしては波長 lOOnm以上の光に 限らず、波長 lOOnm未満の光を用いても良いことはいうまでもない。例えば、近年、 70nm以下のパターンを露光するために、 SORやプラズマレーザを光源として、軟 X 線領域（例えば 5— 15nmの波長域）の EUV (Extreme Ultraviolet)光を発生させると ともに、その露光波長（例えば 13. 5nm)の下で設計されたオール反射縮小光学系 、及び反射型マスクを用いた EUV露光装置の開発が行われている。この装置にお いては、円弧照明を用いてマスクとウェハを同期走査してスキャン露光する構成が考 えられるので、力かる装置も本発明の転写特性計測方法により、パターンの転写特 性を計測することができる。さらに、例えば国際公開 WO99Z49504号パンフレット などに開示される、投影光学系 PLとウェハとの間に液体 (例えば純水など）が満たさ れる液浸型露光装置、あるいはステップ ·アンド'スティツチ方式の露光装置、又はプ 口キシミティ方式の露光装置なども、本発明の転写特性計測方法により、パターンの 転写特性を計測することができる。
[0120] また、例えば投影光学系 PLの物体面上での照明光の強度分布を可変とする可変 成形マスクを用 、るマスクレス露光装置などにも本発明を適用して同様にその特性を 求めることができる。
[0121] また、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置も、本発明の 転写特性計測方法により、パターンの転写特性を計測することができる。なお、電子 線露光装置は、ペンシルビーム方式、可変成形ビーム方式、セルプロジヱクシヨン方 式、ブランキング'アパーチャ 'アレイ方式、及びマスク投影方式のいずれであっても 良い。
[0122] なお、半導体デバイスは、デバイスの機能 ·性能設計を行うステップ、この設計ステ ップに基づ 、たレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウェハを製作するステ ップ、前述した調整方法によりパターンの転写特性が調整される上記実施形態の露 光装置で、マスクに形成されたパターンを感光物体上に転写するリソグラフィステップ 、デバイス組み立てステップ (ダイシング工程、ボンディング工程、ノ ッケージ工程を 含む）、検査ステップ等を経て製造される。この場合、リソグラフィステップで、パター ンの転写特性が調整される上記実施形態の露光装置が用いられるので、高集積度 のデバイスを歩留り良く製造することができる。
産業上の利用可能性
以上説明したように、本発明の計測方法は、物体上に形成されたマークのサイズの 情報を計測するのに適している。また、本発明の転写特性計測方法は、露光装置に よるパターンの転写特性を計測するのに適している。また、本発明の露光装置の調 整方法は、露光装置の調整に適している。また、本発明のデバイス製造方法は、デ バイスの製造に適している。

Claims

請求の範囲
[1] 物体上に形成されたマークの少なくとも 2方向に関するサイズの情報を計測する計 測方法であって、
前記物体が基準方向に設定された第 1の状態で、計測装置により前記マークの第 1の画像を取り込む第 1の画像取り込み工程と；
前記第 1の状態から前記マークの少なくとも一部が所定角度 α (0° < α < 180° )回転した第 2の状態で、前記計測装置により前記マークの第 2の画像を取り込む第 2の画像取り込み工程と；
前記第 1の画像に対してエッジ検出処理を伴う画像処理を施して、前記マークの前 記基準方向に直交する第 1方向に関する第 1のサイズを計測する第 1計測工程と； 前記第 2の画像に対してエッジ検出処理を伴う画像処理を施して、前記マークの前 記第 1方向に対して前記角度 ex回転した第 2方向に関する第 2のサイズを計測する 第 2計測工程と；を含む計測方法。
[2] 請求項 1に記載の計測方法において、
前記物体上には、前記マークが複数異なる位置に配置され、
前記第 1、第 2の画像取り込み工程では、複数のマークの画像が、それぞれ取り込 まれ、
前記第 1、第 2の計測工程では、前記複数のマークのそれぞれについて、前記第 1 のサイズ、第 2のサイズが計測されることを特徴とする計測方法。
[3] 請求項 1に記載の計測方法において、
前記マークは、前記基準方向に延びる第 1ライン要素と、前記基準方向に対して前 記角度 ex回転した方向に延びる第 2ライン要素とを含み、
前記マークの第 1のサイズは、前記第 1ライン要素の幅方向のサイズであり、前記マ 一クの第 2のサイズは、前記第 2ライン要素の幅方向のサイズであることを特徴とする 計測方法。
[4] 請求項 1に記載の計測方法において、
前記マークは、前記物体上で前記サイズの計測方向が前記所定角度 αで交差す るように配置される第 1及び第 2要素を含み、前記マークの第 1のサイズとして前記第 1方向に関する前記第 1要素のサイズを計測するために、前記第 1の状態では計測 方向が前記基準方向とほぼ直交する前記第 1要素の画像を少なくとも前記第 1の画 像として取り込むとともに、前記マークの第 2のサイズとして前記第 2方向に関する前 記第 2要素のサイズを計測するために、前記第 2の状態では計測方向が前記基準方 向とほぼ直交する前記第 2要素の画像を少なくとも前記第 2の画像として取り込むこと を特徴とする計測方法。
[5] 請求項 4に記載の計測方法において、
前記物体は、前記計測装置内で前記第 1要素の計測方向が前記基準方向とほぼ 直交するように配置されて前記第 1の画像が取り込まれた後、ほぼ前記所定角度 OC だけ回転されて前記第 2の画像が取り込まれることを特徴とする計測方法。
[6] 請求項 4に記載の計測方法において、
前記マークは、前記第 1及び第 2要素を含む少なくとも 1つの第 1マークと、前記第 1 マークに対して前記第 1及び第 2要素がほぼ前記所定角度 ocだけ回転している少な くとも 1つの第 2マークとを含み、前記第 1の状態における前記第 1マークの少なくとも 第 1要素の画像取込と、前記第 2の状態における前記第 2マークの少なくとも第 2要 素の画像取込とが、前記物体を実質的に回転させることなく行われることを特徴とす る計測方法。
[7] 請求項 6に記載の計測方法において、
前記第 1及び第 2マークはそれぞれ前記物体の回転方向の位置を除いて同一条 件で前記物体に形成されることを特徴とする計測方法。
[8] 請求項 1に記載の計測方法において、
前記角度 exは、 90° であることを特徴とする計測方法。
[9] 請求項 1に記載の計測方法において、
前記マークは、露光装置によって、前記物体上に転写された所定の計測用マーク の転写像であることを特徴とする計測方法。
[10] 請求項 9に記載の計測方法にぉ 、て、
前記マークは、前記露光装置の 1回の露光動作によって前記物体上の同一領域内 の異なる位置にそれぞれ形成され、前記各位置で計測されるマークサイズに基づ ヽ て前記露光装置の異なる方向に関する転写特性がそれぞれ求められることを特徴と する計測方法。
[11] 請求項 9に記載の計測方法において、
前記マークは、前記露光装置の複数の露光動作によって前記物体上の異なる領 域にそれぞれ形成され、前記異なる領域で計測されるマークサイズに基づ ヽて前記 露光装置の異なる方向に関する転写特性がそれぞれ求められることを特徴とする計 測方法。
[12] 請求項 9に記載の計測方法において、
前記マークは、前記露光装置による少なくとも 1回の第 1露光と、前記第 1露光と前 記物体の回転角が実質的に前記所定角度 exだけ異なる少なくとも 1回の第 2露光と によって前記物体上の異なる領域にそれぞれ形成され、前記第 1露光によって形成 されるマークの少なくとも一部が前記第 1の画像として取り込まれ、前記第 2露光によ つて形成されるマークの少なくとも一部が前記第 2の画像として取り込まれることを特 徴とする計測方法。
[13] 請求項 12に記載の計測方法において、
前記第 1及び第 2露光では前記計測用マークを含む前記露光装置による転写条件 が同一に設定され、前記第 1露光によって形成されるマークの第 1部分が少なくとも 前記第 1の画像として取り込まれ、前記第 2露光によって形成されるマークの前記第 1 部分と異なる第 2部分が少なくとも前記第 2の画像として取り込まれることを特徴とす る計測方法。
[14] 請求項 13に記載の計測方法において、
前記第 1及び第 2部分はその構成が実質的に同一であり、前記第 1及び第 2露光 はその回数がほぼ等しいことを特徴とする計測方法。
[15] 請求項 12に記載の計測方法において、
前記第 1及び第 2露光はそれぞれ複数回ずつ行われ、前記物体上で前記第 1露光 によってマークが形成される複数の第 1領域と、前記第 2露光によってマークが形成 される複数の第 2領域とは実質的に交互に配置されることを特徴とする計測方法。
[16] 請求項 1一 15のいずれか一項に記載の計測方法において、 前記計測装置は、荷電粒子線走査型の計測装置であることを特徴とする計測方法
[17] マスクに形成されたパターンを物体上に転写する露光装置の異なる 2方向に関す る転写特性を計測する転写特性計測方法であって、
前記露光装置を用いて、前記 2方向の転写特性の計測に用いられる第 1及び第 2 要素を含むマークを物体上に形成する転写工程と；
前記物体を計測装置内で基準方向に設定して前記第 1及び第 2要素の一方を含 む前記マークの少なくとも一部の第 1画像を取り込むとともに、前記第 1画像の取込 時と回転角が実質的に前記 2方向の交差角と同一角度 α (0° < α < 180° )だけ 異なる前記第 1及び第 2要素の他方を含む前記マークの少なくとも一部の第 2画像を 取り込む画像取込工程と；
前記第 1及び第 2画像をそれぞれ処理して、前記マークの前記 2方向に関する第 1 及び第 2サイズをそれぞれ計測する計測工程と；を含む転写特性計測方法。
[18] 請求項 17に記載の転写特性計測方法にぉ 、て、
前記計測装置による前記第 1画像の取込後に前記物体をほぼ前記角度 αだけ回 転して前記第 2画像の取込を行うことを特徴とする転写特性計測方法。
[19] 請求項 17に記載の転写特性計測方法にぉ 、て、
前記転写工程では、前記露光装置による少なくとも 1回の第 1露光と、前記第 1露光 と前記物体の回転角が実質的に前記角度 αだけ異なる少なくとも 1回の第 2露光とに よって、前記物体上の異なる領域に前記マークがそれぞれ形成され、前記画像取込 工程では、前記第 1露光によって形成される第 1マークの少なくとも前記第 1及び第 2 要素の一方を前記第 1画像として取り込んだ後、前記物体を実質的に回転させること なぐ前記第 2露光によって形成される第 2マークの少なくとも前記第 1及び第 2要素 の他方を前記第 2画像として取り込むことを特徴とする転写特性計測方法。
[20] 請求項 19に記載の転写特性計測方法にぉ 、て、
前記第 1及び第 2露光では所定の計測用マークを含む前記露光装置による転写条 件が同一に設定されるとともに、前記第 1及び第 2マークのいずれでも前記第 1及び 第 2要素はその構成が実質的に同一であることを特徴とする転写特性計測方法。
[21] 請求項 19に記載の転写特性計測方法にぉ 、て、
前記第 1及び第 2露光はそれぞれ複数回ずつ行われ、前記複数の第 1マークの画 像処理力 得られる前記一方のマークのサイズを前記 2方向の一方に関する第 1サ ィズとし、前記複数の第 2マークの画像処理力 得られる前記他方のマークのサイズ を前記 2方向の他方に関する第 2サイズとして決定することを特徴とする転写特性計 測方法。
[22] マスクに形成されたパターンを物体上に転写する露光装置によるパターンの転写 特性を計測する転写特性計測方法であって、
所定の計測用マークが少なくとも 1つ形成されたパターン領域を有する計測マスク を前記露光装置に搭載して露光を行い、前記パターン領域を前記物体上に転写す る第 1転写工程と；
前記計測マスク及び前記物体の少なくとも一方を回転して、前記計測マスクに対す る前記物体の角度が、前記第 1転写工程から所定角度 α (0° < α < 180° )変化し た状態で、前記パターン領域を前記物体上に転写する第 2転写工程と；
前記物体が基準方向に設定された状態で、前記第 1転写工程で前記物体上に形 成された前記計測用マークの第 1の転写像と、前記第 2転写工程で前記物体上に形 成された前記計測用マークの第 2の転写像との画像を、計測装置によりそれぞれ取り 込む画像取り込み工程と；
取り込まれた前記第 1の転写像の画像と第 2の転写像の画像に対してエッジ検出 処理を伴う画像処理をそれぞれ施して、前記計測用マークの第 1の転写像及び第 2 の転写像それぞれの前記基準方向に対応する方向に直交する計測方向に関するサ ィズを、少なくとも計測する計測工程と;を含む転写特性計測方法。
[23] 請求項 22に記載の転写特性計測方法にぉ 、て、
前記計測工程では、前記第 1転写工程で形成される前記計測用マークの転写像の 一部を前記第 1の転写像とし、かつ前記第 2転写工程で形成される前記計測用マー クの転写像で前記第 1の転写像と異なるその一部を前記第 2の転写像として前記計 測方向に関するサイズをそれぞれ計測することを特徴とする転写特性計測方法。
[24] 請求項 22に記載の転写特性計測方法にぉ 、て、 前記計測用マークは、互いに異なる第 1及び第 2マーク要素を含み、前記第 1及び 第 2転写工程の一方で形成される前記第 1及び第 2マーク要素の転写像の一方と、 他方の転写工程で形成される前記第 1及び第 2マーク要素の転写像の他方とが前記 物体上で重ならないように、前記第 1転写工程と前記第 2転写工程とで前記物体上 での前記計測用マークの転写領域の少なくとも一部を異ならせることを特徴とする転 写特性計測方法。
[25] 請求項 22に記載の転写特性計測方法にぉ 、て、
前記計測用マークは、互いに異なる第 1及び第 2マーク要素を含み、前記計測ェ 程では、前記第 1転写工程で形成される前記第 1及び第 2マーク要素の一方の転写 像を前記第 1の転写像とし、かつ前記第 2転写工程で形成される前記第 1及び第 2マ ーク要素の他方の転写像を前記第 2の転写像として前記計測方向に関するサイズを それぞれ計測することを特徴とする転写特性計測方法。
[26] 請求項 22に記載の転写特性計測方法にぉ 、て、
前記計測結果に基づいて、前記露光装置の互いに交差する第 1及び第 2方向に 関する前記計測用マークの転写像のサイズをそれぞれ決定することを特徴とする転 写特性計測方法。
[27] 請求項 22に記載の転写特性計測方法にぉ 、て、
前記第 1転写工程、第 2転写工程では、前記パターン領域が前記物体上の異なる 複数箇所にそれぞれ転写され、
前記画像取り込み工程では、前記第 1転写工程で前記物体上の異なる複数箇所 にそれぞれ転写された前記計測用マークの複数の第 1の転写像と、前記第 2転写ェ 程で前記物体上の異なる複数箇所にそれぞれ転写された前記計測用マークの複数 の第 2の転写像との画像の取り込みが行われ、
前記計測工程では、前記複数の第 1の転写像及び前記複数の第 2の転写像のそ れぞれで前記画像処理を行って、前記第 1及び第 2の転写像それぞれで前記計測 方向に関するサイズを決定することを特徴とする転写特性計測方法。
[28] 請求項 22に記載の転写特性計測方法にぉ 、て、
前記計測用マークは、互いに異なる第 1及び第 2マーク要素を含み、前記計測ェ 程では、前記第 1転写工程で形成される前記第 1及び第 2マーク要素の一方の転写 像を前記第 1の転写像とし、かつ前記第 2転写工程で形成される前記第 1及び第 2マ ーク要素の他方の転写像を前記第 2の転写像として前記計測方向に関するサイズを それぞれ計測し、その計測結果に基づいて前記サイズのばらつきを求めることを特 徴とする転写特性計測方法。
[29] 請求項 22に記載の転写特性計測方法にぉ 、て、
前記計測マスク上には、前記計測用マークが、前記パターン領域内の異なる位置 に複数形成され、
前記画像取り込み工程では、前記第 1転写工程で前記物体上に形成された前記 計測用マークの第 1の転写像と、前記第 2転写工程で前記物体上に形成された前記 計測用マークの第 2の転写像との画像の取り込み力 前記複数の計測用マークの各 々について行われ、
前記計測工程では、前記複数の計測用マークの第 1の転写像及び第 2の転写像そ れぞれの前記計測方向に関するサイズに基づいて、前記第 1の転写像、第 2の転写 像それぞれの前記計測方向に関するサイズの面内均一性を、更に計測することを特 徴とする転写特性計測方法。
[30] 請求項 22に記載の転写特性計測方法にぉ 、て、
前記第 1及び第 2転写工程では、前記計測用マークを含む前記露光装置による転 写条件が同一に設定されるとともに、前記計測用マークは、前記露光装置の互いに 交差する第 1及び第 2方向に関する転写特性をそれぞれ計測するために、その構成 が実質的に同一である第 1及び第 2マーク要素を含むことを特徴とする転写特性計 測方法。
[31] 請求項 22に記載の転写特性計測方法にぉ 、て、
前記計測用マークは、前記パターン領域内の異なる複数位置にそれぞれ形成され 、前記第 1及び第 2転写工程では、前記パターン領域の転写が複数回ずつ行われる とともに、前記計測工程では、前記物体上で前記パターン領域が転写される複数の 領域それぞれで前記計測方向に関する前記各計測用マークの第 1及び第 2の転写 像のサイズがそれぞれ計測されることを特徴とする転写特性計測方法。
[32] 請求項 22に記載の転写特性計測方法にお 、て、
前記計測用マークは、前記基準方向に延びる第 1ラインパターン要素と、前記基準 方向に対して前記角度 ex回転した方向に延びる第 2ラインパターン要素とを含み、 前記計測用マークの第 1の転写像の前記計測方向に関するサイズは、前記第 1ラ インパターン要素の転写像の幅方向のサイズであり、前記計測用マークの第 2の転 写像の前記計測方向に関するサイズは、前記第 2ラインパターン要素の転写像の幅 方向のサイズであることを特徴とする転写特性計測方法。
[33] 請求項 22に記載の転写特性計測方法にお 、て、
前記角度 exは、 90° であることを特徴とする転写特性計測方法。
[34] 請求項 22に記載の転写特性計測方法にぉ 、て、
前記計測装置は、荷電粒子線走査型の計測装置であることを特徴とする転写特性 計測方法。
[35] マスクに形成されたパターンを物体上に転写する露光装置の互いに交差する第 1 及び第 2方向に関する転写特性を計測する転写特性計測方法であって、
前記露光装置を用いて、前記第 1及び第 2方向とそれぞれ計測方向が実質的に一 致する第 1及び第 2要素を含むマークを物体上に形成する工程と；
前記物体上に形成されたマークの第 1及び第 2要素をそれぞれ前記計測方向が計 測装置内でほぼ同一方向となるように検出して前記計測方向に関するサイズを計測 する工程と；を含む転写特性計測方法。
[36] マスクに形成されたパターンを物体上に転写する露光装置の互いに交差する第 1 及び第 2方向に関する転写特性を計測する転写特性計測方法であって、
前記露光装置を用いて、前記第 1及び第 2方向とそれぞれ計測方向が実質的に一 致する第 1及び第 2要素を含むマークを、その回転角が前記第 1及び第 2方向の交 差角とほぼ同一角度だけ異なる第 1及び第 2マークとして物体上に形成する工程と； 前記物体上に形成された第 1マークの第 1及び第 2要素の一方と、前記第 1マーク の一方の要素と計測方向が実質的に一致する前記物体上に形成された第 2マーク の第 1及び第 2要素の他方とを検出して、前記計測方向に関する前記マークの第 1 及び第 2要素のサイズをそれぞれ計測する工程と；を含む転写特性計測方法。
[37] 請求項 17— 36のいずれか一項に記載の転写特性計測方法を用いて、マスクに形 成されたパターンを物体上に転写する露光装置によるパターンの転写特性を計測す る工程と；
前記計測結果に基づ!、て、前記露光装置の調整を行う調整工程と；を含む露光装 置の調整方法。
[38] 請求項 37に記載の露光装置の調整方法において、
前記露光装置は、前記パターンの像を前記物体上に投影する投影光学系を有し、 前記転写特性は、前記投影光学系の結像特性を含む露光装置の調整方法。
[39] 請求項 37に記載の調整方法によりパターンの転写特性が調整される露光装置を 用いて、マスクに形成されたパターンを感光物体上に転写する工程を含む、デバイス 製造方法。
PCT/JP2005/000205 2004-02-13 2005-01-12 計測方法、転写特性計測方法、露光装置の調整方法及びデバイス製造方法 WO2005078775A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005517912A JP4972936B2 (ja) 2004-02-13 2005-01-12 計測方法
US10/589,336 US7848594B2 (en) 2004-02-13 2005-01-12 Measurement method, transfer characteristic measurement method, adjustment method of exposure apparatus, and device manufacturing method
KR1020067008720A KR101070202B1 (ko) 2004-02-13 2006-05-04 계측방법, 전사특성 계측방법, 노광장치의 조정방법 및디바이스 제조방법

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004036458 2004-02-13
JP2004-036458 2004-02-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2005078775A1 true WO2005078775A1 (ja) 2005-08-25

Family

ID=34857718

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2005/000205 WO2005078775A1 (ja) 2004-02-13 2005-01-12 計測方法、転写特性計測方法、露光装置の調整方法及びデバイス製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7848594B2 (ja)
JP (2) JP4972936B2 (ja)
KR (1) KR101070202B1 (ja)
TW (1) TWI275131B (ja)
WO (1) WO2005078775A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007194551A (ja) * 2006-01-23 2007-08-02 Nikon Corp 算出方法、調整方法及び露光方法、並びに像形成状態調整システム及び露光装置

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5554846B2 (ja) * 2010-02-19 2014-07-23 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． リソグラフィ装置、デバイス製造方法とそれに関連付けられたデータ処理装置及びコンピュータプログラム
WO2012102313A1 (ja) * 2011-01-26 2012-08-02 旭硝子株式会社 フォトマスクの製造方法
KR101764169B1 (ko) * 2011-08-19 2017-08-02 삼성전자 주식회사 마스크리스 노광 장치와 이를 이용한 빔 위치 계측 방법
CN105474620B (zh) * 2013-07-29 2018-08-24 富士胶片株式会社 摄像模块的制造方法及摄像模块的制造装置
US9564291B1 (en) * 2014-01-27 2017-02-07 Mochii, Inc. Hybrid charged-particle beam and light beam microscopy
CN105988305B (zh) * 2015-02-28 2018-03-02 上海微电子装备（集团）股份有限公司 硅片预对准方法
KR20200126234A (ko) 2019-04-29 2020-11-06 삼성전자주식회사 마이크로 led 전사 방법 및 이에 의해 제조된 디스플레이 모듈
KR20210059130A (ko) 2019-11-14 2021-05-25 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
CN113776916B (zh) * 2021-09-10 2024-04-26 广州机械科学研究院有限公司 滤膜及滤膜应用方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04132909A (ja) * 1990-09-25 1992-05-07 Mitsubishi Electric Corp 電子ビーム寸法測定装置
JPH0562882A (ja) * 1991-09-02 1993-03-12 Nikon Corp 結像位置測定方法
JPH06181155A (ja) * 1991-06-28 1994-06-28 Digital Equip Corp <Dec> 実際の半導体ウェーハ工程のトポグラフィーに合わせた位置合せ測定システムの直接的校正のための構造および方法
JP2003086497A (ja) * 2001-09-13 2003-03-20 Sony Corp リソグラフィ方法
JP2004047737A (ja) * 2002-07-11 2004-02-12 Toshiba Corp 検査方法及びフォトマスク

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4547895A (en) * 1978-10-30 1985-10-15 Fujitsu Limited Pattern inspection system
WO1989003094A1 (en) * 1987-10-02 1989-04-06 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Method of recognizing linear pattern
US6094256A (en) * 1998-09-29 2000-07-25 Nikon Precision Inc. Method for forming a critical dimension test structure and its use
US7133549B2 (en) * 1999-04-05 2006-11-07 Applied Materials, Inc. Local bias map using line width measurements
JP2001108410A (ja) * 1999-10-07 2001-04-20 Nikon Corp 画像測定装置
JP2001166454A (ja) * 1999-12-07 2001-06-22 Nikon Corp マスク、露光方法、線幅測定方法、並びに半導体デバイスの製造方法
JP2001250760A (ja) * 2000-03-06 2001-09-14 Nikon Corp 収差計測方法、該方法を使用するマーク検出方法、及び露光方法
JP2003303765A (ja) * 2002-04-12 2003-10-24 Canon Inc 歪曲収差量及び像面湾曲の測定方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04132909A (ja) * 1990-09-25 1992-05-07 Mitsubishi Electric Corp 電子ビーム寸法測定装置
JPH06181155A (ja) * 1991-06-28 1994-06-28 Digital Equip Corp <Dec> 実際の半導体ウェーハ工程のトポグラフィーに合わせた位置合せ測定システムの直接的校正のための構造および方法
JPH0562882A (ja) * 1991-09-02 1993-03-12 Nikon Corp 結像位置測定方法
JP2003086497A (ja) * 2001-09-13 2003-03-20 Sony Corp リソグラフィ方法
JP2004047737A (ja) * 2002-07-11 2004-02-12 Toshiba Corp 検査方法及びフォトマスク

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007194551A (ja) * 2006-01-23 2007-08-02 Nikon Corp 算出方法、調整方法及び露光方法、並びに像形成状態調整システム及び露光装置

Also Published As

Publication number Publication date
US7848594B2 (en) 2010-12-07
KR20060113703A (ko) 2006-11-02
JP5354395B2 (ja) 2013-11-27
JP4972936B2 (ja) 2012-07-11
JP2011151425A (ja) 2011-08-04
US20070181825A1 (en) 2007-08-09
TWI275131B (en) 2007-03-01
JPWO2005078775A1 (ja) 2008-01-10
KR101070202B1 (ko) 2011-10-06
TW200537597A (en) 2005-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4345098B2 (ja) 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法
JP5354395B2 (ja) 転写特性計測方法、露光装置の調整方法及びデバイス製造方法
US7965387B2 (en) Image plane measurement method, exposure method, device manufacturing method, and exposure apparatus
JP5250217B2 (ja) 波面収差を低減する方法及びコンピュータプログラム
JP3567152B2 (ja) リソグラフィック装置、デバイス製造方法、およびその方法により製造したデバイス
US6771350B2 (en) Exposure apparatus and exposure method capable of controlling illumination distribution
US6894763B2 (en) Exposure apparatus and methods utilizing plural mask and object stages movable in opposite directions, and methods of producing devices using the same
US20010055117A1 (en) Alignment method, exposure method, exposure apparatus and device manufacturing method
US20080068595A1 (en) Measurement Method, Exposure Method, and Device Manufacturing Method
EP2085741A1 (en) Line width measuring method, image forming status detecting method, adjusting method, exposure method and device manufacturing method
TWI402890B (zh) Measurement methods, measurement systems, inspection methods, inspection systems, exposure methods and exposure systems
JP2004072076A (ja) 露光装置及びステージ装置、並びにデバイス製造方法
WO2007123189A1 (ja) 露光装置及び露光方法並びにデバイスの製造方法
KR20010093056A (ko) 전사장치, 디바이스 제조방법, 및 그 제조방법에 의해제조된 디바이스
JP2010186918A (ja) アライメント方法、露光方法及び露光装置、デバイス製造方法、並びに露光システム
JP2001274080A (ja) 走査型投影露光装置及びその位置合わせ方法
JPWO2002025711A1 (ja) 結像特性の計測方法及び露光方法
JP6015930B2 (ja) 露光方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法
WO2000067302A1 (fr) Procede d&#39;exposition, dispositif d&#39;exposition, systeme d&#39;exposition, masque et procede de fabrication de composants
US6721033B1 (en) Exposure apparatus and exposure method
JP5668999B2 (ja) 露光方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法
JP2003197502A (ja) 計測方法及び露光方法、露光装置、並びにデバイス製造方法
WO2002050506A1 (fr) Appareil de mesure de surface d&#39;onde et son utilisation, procede et appareil pour determiner des caracteristiques de mise au point, procede et appareil pour corriger des caracteristiques de mise au point, procede pour gerer des caracteristiques de mise au point, et procede et appareil d&#39;exposition
TW527638B (en) Evaluating method of lithography system, adjusting method for substrate-processing apparatus, lithography system and exposure apparatus
JP2006030021A (ja) 位置検出装置及び位置検出方法

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BW GH GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LT LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020067008720

Country of ref document: KR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2005517912

Country of ref document: JP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 10589336

Country of ref document: US

Ref document number: 2007181825

Country of ref document: US

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1020067008720

Country of ref document: KR

122 Ep: pct application non-entry in european phase
WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 10589336

Country of ref document: US