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JP2000266640A - Aberration evaluation method - Google Patents

Aberration evaluation method

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Publication number
JP2000266640A
JP2000266640A JP6807799A JP6807799A JP2000266640A JP 2000266640 A JP2000266640 A JP 2000266640A JP 6807799 A JP6807799 A JP 6807799A JP 6807799 A JP6807799 A JP 6807799A JP 2000266640 A JP2000266640 A JP 2000266640A
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JP
Japan
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aberration
reticle
optical system
aberration evaluation
projection lens
Prior art date
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Application number
JP6807799A
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Japanese (ja)
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JP3742242B2 (en
Inventor
Hiroshi Nomura
博 野村
Kazuya Sato
和也 佐藤
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70591Testing optical components
    • G03F7/706Aberration measurement

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 露光装置の投影レンズの非点収差、球面収差を簡便に評
価すること。 【課題】 【解決手段】収差評価用レクチルとして、照明光の波長
をλ、投影レンズの開口数をNA、照明光学系のコヒー
レンスファクターの大きさをσ、収差評価用レクチルの
周期をP、収差評価用レクチルの縮小倍率をmとした場
合に、21/2 ・λ/{NA(1−σ)}≦m・P≦10
1/2 ・λ/{NA(1+σ)}の条件を満たす、市松格
子的に配置された2次元周期パターンを有するものを使
用する。
(57) [Summary] To easily evaluate astigmatism and spherical aberration of a projection lens of an exposure apparatus. The wavelength of illumination light is λ, the numerical aperture of a projection lens is NA, the magnitude of the coherence factor of the illumination optical system is σ, the period of the reticle for aberration evaluation is P, and the aberration is reticle. When the reduction magnification of the evaluation reticle is m, 2 1/2 · λ / {NA (1-σ)} ≦ m · P ≦ 10
One having a two-dimensional periodic pattern arranged in a checkered lattice, satisfying the condition of 1/2 · λ / {NA (1 + σ)} is used.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、露光装置の投影レ
ンズの収差評価方法に係わり、特に露光装置から投影レ
ンズの取出しが困難な、半導体装置の製造に用いられる
露光装置の投影レンズの収差評価方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for evaluating the aberration of a projection lens of an exposure apparatus, and more particularly to the method of evaluating the aberration of a projection lens of an exposure apparatus used for manufacturing a semiconductor device, in which it is difficult to remove the projection lens from the exposure apparatus. About the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の高集積化に伴って、露光装
置に搭載された投影レンズの収差によって、転写パター
ンの位置が歪む、露光領域内でフォーカスが変化する、
パターンの向きによってフォーカス差を生じる、パター
ンの形状が歪むなどの問題が半導体装置を製造して行く
上で徐々に顕在化してきている。
2. Description of the Related Art With the increase in the degree of integration of semiconductor devices, the position of a transfer pattern is distorted due to the aberration of a projection lens mounted on an exposure apparatus, and the focus changes within an exposure area.
Problems such as the occurrence of a focus difference depending on the direction of the pattern and the distortion of the shape of the pattern have gradually become apparent in the manufacture of semiconductor devices.

【0003】このため、将来の半導体装置の開発に向け
た露光装置の高性能化やリソグラフィプロセス余裕度の
予測には、投影レンズの収差を高精度に評価する技術を
開発することが不可欠である。
For this reason, in order to improve the performance of an exposure apparatus and predict the margin of a lithography process for the development of a semiconductor device in the future, it is essential to develop a technique for evaluating the aberration of a projection lens with high accuracy. .

【0004】一般に、レンズの収差測定には、干渉計を
用いた方法が利用されている。これは、レンズ本体を干
渉計の内部に組み込み、得られた干渉縞の歪みから収差
量を測定するものである。
Generally, a method using an interferometer is used for measuring the aberration of a lens. In this method, the lens body is incorporated in an interferometer, and the amount of aberration is measured from the distortion of the obtained interference fringes.

【0005】しかし、これはレンズ単体が取り外れるこ
とを前提をしている評価方法であって、レンズを露光装
置本体から取り外すのが困難な場合は実施することがで
きない。
However, this evaluation method is based on the premise that the lens alone is removed, and cannot be implemented when it is difficult to remove the lens from the exposure apparatus main body.

【0006】したがって、半導体装置を作製するために
用いられる露光装置の投影レンズに関しては、転写する
状態での収差を測定する必要がある。このような場合
は、転写パターンから収差量を評価しなければならな
い。
Therefore, it is necessary to measure the aberration of a projection lens of an exposure apparatus used for manufacturing a semiconductor device in a state of being transferred. In such a case, the amount of aberration must be evaluated from the transfer pattern.

【0007】現在、露光装置の投影レンズ収差を測定す
る方法として、様々な方法が提案され、実際の評価に用
いられている。代表的な収差としては球面収差、非点収
差、コマ収差、像面彎曲収差、歪曲収差が挙げられる。
At present, various methods have been proposed as methods for measuring the projection lens aberration of an exposure apparatus, and are used for actual evaluation. Typical aberrations include spherical aberration, astigmatism, coma, curvature of field, and distortion.

【0008】コマ収差の評価方法としては、出願特許1
[特願平9−305917]が有効である。この評価方
法は、大きなパターンと微細な周期パターンとの間でコ
マ収差のために生じる転写後の相対的な位置ずれ量を測
定し、この位置ずれ量をコマ収差量の目安にしようとい
うものである。
As a method for evaluating coma, see Patent Application 1
[Japanese Patent Application No. 9-305917] is effective. This evaluation method is to measure a relative displacement amount after transfer generated due to coma aberration between a large pattern and a fine periodic pattern, and use the displacement amount as a measure of the coma aberration amount. is there.

【0009】また、非点収差や像面彎曲収差に対して
は、文献1[SPIE Vol.1463(199
1),p.282]に示される評価方法が有効である。
この評価方法では、非点収差がパターンの方向の違いに
よってベストフォーカス位置がずれる現象であることか
ら、0度方向、45度方向、90度方向、135度方向
の4方向に並んだパターンを徐々にフォーカスをずらし
た露光パターンの観察から、直交する2方向でのフォー
カス差の最大値と非点収差の方向を測定する。また、4
方向でのフォーカス中心を露光領域全面で測定すること
で、像面彎曲の測定にも適用されている。
Also, astigmatism and field curvature are described in Reference 1 [SPIE Vol. 1463 (199
1), p. 282] is effective.
In this evaluation method, since the astigmatism is a phenomenon in which the best focus position is shifted due to a difference in the direction of the pattern, the patterns arranged in four directions of the 0 degree direction, the 45 degree direction, the 90 degree direction, and the 135 degree direction are gradually reduced. The maximum value of the focus difference and the direction of astigmatism in two orthogonal directions are measured from the observation of the exposure pattern with the focus shifted. Also, 4
It is also applied to the measurement of field curvature by measuring the focus center in the direction over the entire exposure area.

【0010】一方、これらの収差評価結果をコンピュー
ター計算等によるリソグラフィープロセスウインドウの
予想に用いようとすると、収差評価結果を何からの収差
表現法に基づいた定義における数値表現と関連付けて表
わす必要がある。
On the other hand, if these aberration evaluation results are to be used for estimating a lithography process window by computer calculation or the like, it is necessary to represent the aberration evaluation results in association with a numerical expression in a definition based on any aberration expression method. .

【0011】この問題点に着目した収差の評価方法とし
て、本願発明者らは出願特許2[特願平10−3747
3]を提案した。これは、露光時の照明コヒーレンスと
周期パターンの1周期の長さを選び、上述の収差評価方
法等を実施することで、レンズの特定の場所の波面収差
と収差評価結果を簡単に関連付けることが可能になり、
ゼルニケ級数展開で表現された収差量(コマ収差、球面
収差および非点収差の合計収差量)の定量的な測定を実
現している。
As a method of evaluating aberrations focusing on this problem, the inventors of the present invention filed patent application 2 [Japanese Patent Application No. 10-3747].
3]. This is because, by selecting the illumination coherence at the time of exposure and the length of one cycle of the periodic pattern and performing the above-described aberration evaluation method and the like, it is possible to easily associate the wavefront aberration at a specific position of the lens with the aberration evaluation result. Becomes possible,
A quantitative measurement of the amount of aberration (total aberration of coma, spherical aberration and astigmatism) expressed by Zernike series expansion is realized.

【0012】出願特許2に示される収差の評価方法を用
いると、コマ収差に代表される奇関数的収差は、フォー
カス位置に依存せずにパターンの横ずれ量として測定さ
れ、測定感度もパターンの大きさに影響されないという
利点がある。
When the aberration evaluation method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-15064 is used, an odd function aberration represented by coma is measured as a lateral shift amount of the pattern without depending on the focus position, and the measurement sensitivity is also large. There is an advantage that it is not affected by the size.

【0013】しかしながら、非点収差や球面収差に代表
される偶関数的収差はフォーカス位置を正確に測定しな
ければならないため、以下のような理由により、偶関数
的収差の測定には難点が存在している。
However, even function aberrations, such as astigmatism and spherical aberration, require accurate measurement of the focus position. Therefore, there are difficulties in measuring even function aberrations for the following reasons. are doing.

【0014】フォーカス位置を徐々に変えながらマイク
ロステップで連続露光し、暗視野の光学顕微鏡によりベ
ストフォーカス位置を測定する場合には、フオーカスの
分解能を増やすほど露光領域が広くなる。しかし、露光
領域が広がるほど像面彎曲やウエハ平坦性によるフォー
カス位置の誤差が大きくなる。
When continuous exposure is performed in microsteps while gradually changing the focus position, and the best focus position is measured by a dark-field optical microscope, the exposure area becomes wider as the resolution of the focus is increased. However, the error in the focus position due to the curvature of field and the flatness of the wafer increases as the exposure area increases.

【0015】また、露光回数を減らして測長SEMによ
る線幅測定からベストフォーカス位置を測定する場合に
は、2次関数にフィッティングするため、測定精度を高
めるためには測定点数を増やす必要があり、測定時間が
長くなる。
Further, when the best focus position is measured from the line width measurement by the length measuring SEM by reducing the number of exposures, it is necessary to increase the number of measurement points in order to improve the measurement accuracy because fitting to a quadratic function is required. , Measurement time becomes longer.

【0016】一方、今日の露光装置の投影レンズの設計
では、高次の収差を意識的に与えるという手段によっ
て、低次の収差の補正が行われている。したがって、今
日の露光装置の投影レンズの収差評価においては、高次
の収差まで正確に測定しなければ充分であるとは言えな
くなってきている。
On the other hand, in the design of the projection lens of today's exposure apparatus, low-order aberrations are corrected by means of intentionally giving high-order aberrations. Therefore, in the evaluation of the aberration of the projection lens of today's exposure apparatus, it cannot be said that it is sufficient to accurately measure even the higher-order aberrations.

【0017】低次の収差を評価するには、投影レンズの
周辺部分の波面収差を測定しなければならない。このた
めには、微細なパターンほど回折光は投影レンズの周辺
部を通過して結像されるため、微細なパターンを用いた
測定で充分である。ここで、微細なパターンに対するフ
ォーカス裕度は狭いため、パターンの解像性からベスト
フォーカス位置を測定する場合、高精度な測定が可能で
ある。
In order to evaluate low-order aberrations, it is necessary to measure the wavefront aberration around the projection lens. To this end, the finer the pattern, the more the diffracted light passes through the periphery of the projection lens and forms an image, so that measurement using a fine pattern is sufficient. Here, since the focus allowance for a fine pattern is narrow, when measuring the best focus position from the resolution of the pattern, highly accurate measurement is possible.

【0018】一方、高次の収差を評価するには、投影レ
ンズの内部の波面収差を測定しなければならない。これ
には、ある程度大きなパターンを用いて収差を測定する
必要がある。
On the other hand, in order to evaluate higher-order aberrations, the wavefront aberration inside the projection lens must be measured. This requires measuring aberrations using a somewhat large pattern.

【0019】しかしながら、パターンのサイズが大きく
なるに従って、フォーカス裕度は急激に広がるため、大
きなパターンを用いたベストフォーカス位置の測定は極
めて不正確になりがちである。これは、フォーカス位置
を正確に測定しなければならない非点収差や球面収差等
の偶関数的収差の評価を困難なものとする。
However, as the size of the pattern increases, the focus latitude sharply increases, so that the measurement of the best focus position using a large pattern tends to be extremely inaccurate. This makes it difficult to evaluate even function aberrations such as astigmatism and spherical aberration for which the focus position must be measured accurately.

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、今日の露
光装置の投影レンズの収差評価においては、高次の収差
まで正確に測定する必要があったが、非点収差や球面収
差等の偶関数的収差の評価には、フォーカス裕度が広い
パターンである大きなパターンを用いる必要があったの
で、偶関数的収差に関しては高精度の評価が困難である
という問題があった。
As described above, in the aberration evaluation of the projection lens of today's exposure apparatus, it was necessary to accurately measure even the higher-order aberrations. Since it was necessary to use a large pattern having a wide focus margin for evaluating the functional aberration, there was a problem that it was difficult to evaluate even functional aberration with high accuracy.

【0021】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、露光装置の投影レンズ
の偶関数的収差を簡便に評価することのできる収差評価
方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an aberration evaluation method capable of easily evaluating even functional aberration of a projection lens of an exposure apparatus. It is in.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】[構成]本発明の骨子
は、収差評価用レクチルとして、所定の条件を満たす市
松格子的に配置された2次元周期パターンを有するもの
を使用することにある。
Means for Solving the Problems The gist of the present invention is to use a reticle for evaluating aberrations having a two-dimensional periodic pattern arranged in a checkerboard lattice satisfying a predetermined condition.

【0023】すなわち、上記目的を達成するために、本
発明(請求項1)に係る収差評価方法は、レジスト上に
配置された収差評価用レクチルに照明光学系を介して照
明光を照射し、前記収差評価用レクチルに対応して投影
光学系により前記レジストに転写された転写パターンを
評価することによって、前記投影光学系の投影レンズの
収差を評価する収差評価方法であって、前記照明光の波
長をλ、前記投影レンズの開口数をNA、前記照明光学
系のコヒーレンスファクターの大きさをσ、前記収差評
価用レクチルの周期をP、前記収差評価用レクチルの縮
小倍率をmとした場合に、前記収差評価用レクチルとし
て、21/2 ・λ/{NA(1−σ)}≦m・P≦10
1/2 ・λ/{NA(1+σ)}の条件を満たす市松格子
的に配置された2次元周期パターンを有するものを使用
することを特徴とする。
That is, in order to achieve the above object, the aberration evaluation method according to the present invention (claim 1) irradiates an illumination evaluation reticle arranged on a resist with illumination light via an illumination optical system. An aberration evaluation method for evaluating the aberration of a projection lens of the projection optical system by evaluating a transfer pattern transferred to the resist by a projection optical system corresponding to the aberration evaluation reticle, wherein When the wavelength is λ, the numerical aperture of the projection lens is NA, the magnitude of the coherence factor of the illumination optical system is σ, the period of the aberration evaluation reticle is P, and the reduction magnification of the aberration evaluation reticle is m. , As the aberration evaluation reticle, 2 1/2 · λ / {NA (1-σ)} ≦ m · P ≦ 10
It is characterized by using a pattern having a two-dimensional periodic pattern arranged in a checkered lattice satisfying the condition of 1/2 · λ / {NA (1 + σ)}.

【0024】[作用]本発明者らの研究によれば、収差
評価用レクチルとして、所定の条件、すなわち照明光の
波長をλ、投影レンズの開口数をNA、照明光学系のコ
ヒーレンスファクターの大きさをσ、収差評価用レクチ
ルの周期をP、収差評価用レクチルの縮小倍率をmとし
た場合に、21/2 ・λ/{NA(1−σ)}≦m・P≦
101/ 2 ・λ/{NA(1+σ)}の条件を満たす、市
松格子的に配置された2次元周期パターンを有するもの
を使用すれば、以下の実施の形態の形態で詳説するよう
に、露光装置の投影レンズの偶関数的収差を転写パター
ンの観察から簡便に評価できることが分かった。したが
って、収差評価用レクチルとして上記所定の条件を満た
すものを使用した本発明に係る収差評価方法によれば、
露光装置の投影レンズの偶関数的収差を簡便に評価でき
るようになる。
According to the study of the present inventors, as a reticle for aberration evaluation, predetermined conditions, that is, the wavelength of the illumination light is λ, the numerical aperture of the projection lens is NA, and the coherence factor of the illumination optical system is large Where σ is σ, the period of the aberration evaluation reticle is P, and the reduction magnification of the aberration evaluation reticle is m, 2 1/2 · λ / {NA (1-σ)} ≦ m · P ≦
10 1/2 · λ / { NA (1 + σ)} satisfies the condition, the use of which has a checkered-arranged two-dimensional periodic pattern, as detailed in the following embodiments of the invention, It has been found that the even function aberration of the projection lens of the exposure apparatus can be easily evaluated from observation of the transfer pattern. Therefore, according to the aberration evaluation method according to the present invention using a reticle for aberration evaluation that satisfies the above predetermined condition,
The even function aberration of the projection lens of the exposure apparatus can be easily evaluated.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態(以下、実施形態という)を説明する。
Embodiments of the present invention (hereinafter, referred to as embodiments) will be described below with reference to the drawings.

【0026】図1は、本発明の一実施形態に係る露光装
置の投影光学系の投影レンズの収差評価に用いる収差評
価用レクチルを示す平面図である。また、図2は、露光
装置の照明光学系の照明光を図1の収差評価用レクチル
を介してレジストに照射した場合のレジスト上の回折パ
ターンを示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing an aberration evaluation reticle used for evaluating the aberration of a projection lens of a projection optical system of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view showing a diffraction pattern on the resist when the resist is irradiated with illumination light of the illumination optical system of the exposure apparatus via the aberration evaluation reticle of FIG.

【0027】通常の周期パターンにおける回折光は等間
隔に分布するが、図1に示す収差評価用レクチル、すな
わち市松格子的に配置された2次元周期パターンによる
回折光は、特定の回折次数(m,n)で打ち消し合う条
件になるために、図2に示すような特定の回折次数にの
み回折光が存在するような2次元的な分布する。
The diffracted light in the normal periodic pattern is distributed at regular intervals. However, the reticle for aberration evaluation shown in FIG. 1, that is, the diffracted light from the two-dimensional periodic pattern arranged in a checkerboard lattice has a specific diffraction order (m , N), the two-dimensional distribution is such that diffracted light exists only in a specific diffraction order as shown in FIG.

【0028】このため、投影レンズの開口数(NA)に
対して、市松格子パターンの周期(P)を適切に選ぶこ
とによって、5つの回折光のみで転写パターンを形成す
ることができる。この5つの回折光のみで転写パターン
を形成するための条件は、式(1)で表わされる範囲で
ある。
Therefore, by appropriately selecting the period (P) of the checkerboard lattice pattern with respect to the numerical aperture (NA) of the projection lens, a transfer pattern can be formed using only five diffracted lights. The conditions for forming a transfer pattern using only these five diffracted lights are in the range represented by the equation (1).

【0029】 21/2 ・λ/{NA(1−σ)}≦m・P≦101/2 ・λ/{NA(1+σ)} …(1) ここで、λは照明光の波長、NAは投影レンズの開口
数、σは照明光学系のコヒーレンスファクターの大き
さ、mは収差評価用レクチルの縮小倍率、Pは収差評価
用レクチルの周期を表わしている。m・Pはレジスト上
に転写された市松格子パターンの周期を示しており、以
下、周期m・Pを単に周期Pという。
2 1/2 · λ / {NA (1-σ)} ≦ m · P ≦ 10 1/2 · λ / {NA (1 + σ)} (1) where λ is the wavelength of illumination light, NA is the numerical aperture of the projection lens, σ is the magnitude of the coherence factor of the illumination optical system, m is the reduction magnification of the aberration evaluation reticle, and P is the period of the aberration evaluation reticle. m · P indicates the period of the checkerboard lattice pattern transferred onto the resist. Hereinafter, the period m · P is simply referred to as period P.

【0030】図3に、周期Pとコヒーレンスファクター
の大きさσとの関係を示す。図中の斜線部が式(1)に
示される条件を満たす領域である。
FIG. 3 shows the relationship between the period P and the magnitude σ of the coherence factor. The shaded area in the figure is an area that satisfies the condition shown in Expression (1).

【0031】また、図4に、式(1)の条件を満たすと
きのパターン転写の様子を模式的に示す。図中、1は照
明光学系のコヒーレンスファクター、2は収差評価用レ
クチル、3は投影レンズの出射瞳、4は転写パターンを
それぞれ示している。
FIG. 4 schematically shows how the pattern is transferred when the condition of equation (1) is satisfied. In the figure, reference numeral 1 denotes a coherence factor of an illumination optical system, 2 denotes a reticle for evaluating aberration, 3 denotes an exit pupil of a projection lens, and 4 denotes a transfer pattern.

【0032】式(1)のはじめの不等号は、レンズ中心
を通る回折光以外の4つの回折光の一部分がレンズ開口
数の外側には存在しないための条件であり、2つめの不
等号は、5つの回折光以外の回折光がレンズ開口数の内
側には存在しないための条件である。
The first inequality in equation (1) is a condition that a part of the four diffracted lights other than the diffracted light passing through the center of the lens does not exist outside the lens numerical aperture. This is a condition that no diffracted light other than one diffracted light does not exist inside the lens numerical aperture.

【0033】例えば、NA=0.6、λ=0.248μ
mの露光装置において、σを0.3に設定した時は、P
/2が0.45μmの市松格子パターンは式(1)の条
件を満たし、さらにσを0.15に設定すると、P/2
が0.35μm、0.45μm、0.55μmの市松格
子パターンが式(1)の条件を満たすことが解る。
For example, NA = 0.6, λ = 0.248μ
When σ is set to 0.3 in the exposure apparatus of m, P
When the checkerboard lattice pattern of which / 2 is 0.45 μm satisfies the condition of Expression (1) and σ is set to 0.15, P / 2
It can be understood that the checkerboard lattice patterns of 0.35 μm, 0.45 μm, and 0.55 μm satisfy the condition of Expression (1).

【0034】式(1)の条件で示される市松格子パター
ンのレジスト上での結像には、5つの回折光のみが寄与
しているため、5つの回折光が通過する射出瞳3上での
5ケ所の領域における波面収差のみが結像に際してパタ
ーンを歪ませたり、位置ずれを発生させると考えられ
る。
Since only five diffracted lights contribute to the image formation of the checkerboard lattice pattern represented by the condition of the equation (1) on the resist, the image is formed on the exit pupil 3 through which the five diffracted lights pass. It is considered that only the wavefront aberration in the five regions causes the pattern to be distorted and the position to be displaced upon imaging.

【0035】特に、各回折光で通る領域内での波面収差
量は中心位置での波面収差量で代表できると見なすと、
この5点での波面収差量の相対的な関係と、そのときの
転写パターンの変形状態を調べることが、収差評価に関
して重要である。
In particular, considering that the amount of wavefront aberration in a region passing by each diffracted light can be represented by the amount of wavefront aberration at the center position,
It is important for aberration evaluation to examine the relative relationship between the wavefront aberration amounts at these five points and the deformation state of the transfer pattern at that time.

【0036】一般的な収差測定には、ゼルニケ多項式を
用いた収差表現を利用すると便利である。ゼルニケ多項
式は正規直交多項式であり、各項がそれぞれ各収差に対
応している。また、一般的なレンズにおける収差のよう
に、様々な収差が複雑に含まれている場合は各項の線形
和で表現できる利点がある。
For general aberration measurement, it is convenient to use an aberration expression using a Zernike polynomial. The Zernike polynomial is an orthonormal polynomial, and each term corresponds to each aberration. In addition, when various aberrations are complicatedly included like aberration in a general lens, there is an advantage that it can be expressed by a linear sum of each term.

【0037】ゼルニケ多項式では、各収差は射出瞳上で
の円座量(ρ,θ)で表わされ、θの次数ごとに、等方
的収差(デフォーカス+球面収差の系列)、θの関数で
表わされる収差(チルト+コマ収差の系列)、2θの関
数が表わされる収差(非点収差の系列)、3θの関数で
表わされる収差の系列、4θの関数で表わされる収差の
系列…の各系列に分けることができる。
In the Zernike polynomial, each aberration is represented by a circular amount (ρ, θ) on the exit pupil. For each order of θ, isotropic aberration (sequence of defocus + spherical aberration) and θ Aberration represented by a function (tilt + coma aberration series), aberration represented by a function of 2θ (series of astigmatism), a series of aberrations represented by a function of 3θ, a series of aberrations represented by a function of 4θ ... It can be divided into each series.

【0038】特に、デフォーカスに対応する項はパラボ
リックなRに関する2次曲面で表現され、パターンの平
行移動を表わすチルトに対応する項は傾斜面で表現され
ている。
In particular, the term corresponding to defocus is represented by a parabolic quadratic surface relating to R, and the term corresponding to tilt representing parallel movement of the pattern is represented by an inclined surface.

【0039】ここで、前述した5つの回折光が通過する
点での波面収差量の相対的な関係を調べると、例えば球
面収差が存在する場合、この5点の波面収差は任意のパ
ラボリック面上にも存在する。すなわち、球面収差によ
るパターン変形はデフォーカス時のパターン変形と区別
ができない。
Here, the relative relationship between the wavefront aberration amounts at the points where the above-mentioned five diffracted lights pass is examined. For example, if there is a spherical aberration, the wavefront aberrations at the five points are on an arbitrary parabolic surface. Also exists. That is, pattern deformation due to spherical aberration cannot be distinguished from pattern deformation at the time of defocus.

【0040】また、コマ収差が存在する場合、この5点
の波面収差は任意の傾斜面上にも存在する。したがっ
て、コマ収差はチルトと同様に平行移動させるのみで、
パターンを変形させない。
When coma exists, these five wavefront aberrations also exist on an arbitrary inclined surface. Therefore, coma can only be translated in the same way as tilt,
Do not deform the pattern.

【0041】このようにして、すべての収差について検
討すると、非点収差の系列以外の収差は全て、デフォー
カスかチルトの何れかと同等の作用でしか、影響しない
ことが確認できた。すなわち、拉げるようなパターン変
形をもたらす収差は非点収差の系列のみである。
In this way, when all the aberrations were examined, it was confirmed that all the aberrations other than the astigmatism series had an effect only by an action equivalent to either the defocus or the tilt. That is, the aberration that causes the pattern deformation to be abducted is only a series of astigmatism.

【0042】以上の検討より、式(1)の条件を満たす
市松格子パターンを転写した場合、パターンを変形させ
る収差は非点収差みであり、したがって式(1)の条件
を満たす市松格子パターンは、非点収差の収差評価用レ
クチルとして適したものであるといえる。
From the above examination, when a checkerboard lattice pattern satisfying the condition of equation (1) is transferred, the aberration that deforms the pattern is astigmatism only. Therefore, the checkerboard lattice pattern satisfying the condition of equation (1) is It can be said that this is suitable as a reticle for evaluating astigmatism aberration.

【0043】ポジ型レジストを用いて市松格子パターン
を転写すると、図5に示すようなホールパターン5が形
成される。投影レンズに非点収差が存在する場合、この
ホールパターン5はデフォーカス量に対して図6に示す
ようなパターンの変形が発生する。
When the checkerboard lattice pattern is transferred using a positive resist, a hole pattern 5 as shown in FIG. 5 is formed. When the projection lens has astigmatism, the hole pattern 5 is deformed as shown in FIG. 6 with respect to the defocus amount.

【0044】したがって、フォーカス位置を変えた条件
で露光したパターンにおいて、パターンの並ぶ方向に対
して、±45°方向でのホールパターンのサイズを測定
し、+45°方向と、−45°方向で差が確認されれ
ば、この投影レンズには非点収差があることを確認する
ことができる。
Therefore, in the pattern exposed under the condition that the focus position is changed, the size of the hole pattern in the ± 45 ° direction is measured with respect to the direction in which the patterns are arranged, and the difference between the + 45 ° direction and the −45 ° direction is measured. Is confirmed, it can be confirmed that the projection lens has astigmatism.

【0045】ゼルニケ多項式で表現される非点収差に
は、図7に示すように0°/90°の非点収差と+45
°/−45°の非点収差の2種類がある。
Astigmatism expressed by the Zernike polynomial includes 0 ° / 90 ° astigmatism and + 45 ° as shown in FIG.
There are two types of astigmatism of ° / −45 °.

【0046】図8(a)に示すようような45°傾いた
市松格子パターン6の場合には、非点収差の内、0°/
90°の非点収差に対してのみ変形が起こり、+45°
/−45°の非点収差には影響されないことが分かって
いる。一方、図8(b)に示すような市松格子パターン
7の場合には、反対に+45°/−45°の非点収差に
対してのみパターン変形が起こる。
In the case of the checkerboard lattice pattern 6 inclined at 45 ° as shown in FIG. 8A, of the astigmatism, 0 ° /
Deformation occurs only for 90 ° astigmatism, + 45 °
It has been found that it is not affected by astigmatism of / −45 °. On the other hand, in the case of the checkerboard lattice pattern 7 as shown in FIG. 8B, the pattern deformation occurs only for + 45 ° / −45 ° astigmatism.

【0047】したがって、図8に示す2種類の市松格子
パターン6,7を用意することで、0°/90°の非点
収差と+45°/−45°の非点収差を、それぞれ独立
に測定することが可能である。
Therefore, by preparing the two types of checkerboard lattice patterns 6 and 7 shown in FIG. 8, the astigmatism of 0 ° / 90 ° and the astigmatism of + 45 ° / −45 ° are measured independently. It is possible to

【0048】そこで、実際にコンピューター計算よって
パターン変形を予想した。その際、変形の大きさを偏平
率εを以下のように定義した。
Therefore, pattern deformation was actually predicted by computer calculation. At this time, the magnitude of the deformation was defined as the flatness ε as follows.

【0049】 ε=(L+45 −L-45 )/(L+45 +L-45 ) …(2) ここで、L+45 ,L-45 は、図9に示すように転写パタ
ーンの対角線の寸法である。
[0049] ε = (L +45 -L -45) / (L +45 + L -45) ... (2) where, L +45, L -45, the diagonal of the transfer pattern as shown in FIG. 9 The dimensions.

【0050】図10に、計算結果である変形率のデフォ
ーカス依存性を示す。Z6 は+45°/−45°の非点
収差の大きさを表わしている。このように、偏平率εは
デフォーカスに対して、直線的な変化を示し、ベストフ
ォーカスで偏平率εは零になる。また、同じ収差量であ
っても、露光量が違う場合、直線の傾きが異なる。
FIG. 10 shows the defocus dependency of the deformation ratio as a calculation result. Z 6 represents the magnitude of + 45 ° / −45 ° astigmatism. As described above, the flatness ε shows a linear change with respect to defocus, and the flatness ε becomes zero at the best focus. Further, even if the amount of aberration is the same, when the exposure amount is different, the inclination of the straight line is different.

【0051】この直線の傾きは露光量によって変化する
だけでなく、レンズ中心を通る回折光以外の4つの回折
光が射出瞳3の外側にはみ出した状態においては、市松
格子パターンの周期によっても変化する。
The inclination of this straight line varies not only with the amount of exposure but also with the period of the checkerboard lattice pattern when four diffracted lights other than the diffracted light passing through the center of the lens protrude outside the exit pupil 3. I do.

【0052】しかし、5つの回折光が全て射出瞳3の内
側に依存する場合は、偏平率εを式(3)で示される値
で規格化を行なうと、図11に示すように、露光量に依
らず直線の傾きが一定になることが解った。
However, when all of the five diffracted lights depend on the inside of the exit pupil 3, if the flattening ratio ε is normalized by the value shown by the equation (3), the exposure amount becomes as shown in FIG. It was found that the slope of the straight line was constant irrespective of.

【0053】 {(L+45 +L-45 )/P2 2 …(3) なお、図11中のε′は規格化後の偏平率である。{(L +45 + L −45 ) / P 22 (3) Note that ε ′ in FIG. 11 is the flattening factor after the standardization.

【0054】このように、式(1)に示される条件を満
たす市松格子を、デフォーカスを2条件以上変えて露光
し、このときの偏平率を測定することで、偏平率のデフ
ォーカスに対する変化率から、非点収差量を求めること
ができる。
As described above, the checkerboard lattice satisfying the condition shown in the equation (1) is exposed with the defocus changed by two or more conditions, and the flatness at this time is measured. From the ratio, the amount of astigmatism can be obtained.

【0055】パターンが分離解像する上限のフォーカス
位置と下限のフォーカス位置からベストフォーカス位置
を測定する従来の方法では、マイクロステップで徐々に
フォーカス位置を変えて連続に露光しなければならな
い。
In the conventional method of measuring the best focus position from the upper limit focus position and the lower limit focus position where the pattern is separated and resolved, the focus position must be gradually changed in microsteps to continuously expose.

【0056】このとき、大きなパターンに対してはフォ
ーカス裕度が広いため、従来の方法ではフォーカスの変
化量を大きめに設定するか、または露光する数を増やさ
なければならない。しかし、この場合、測定分解能が悪
くなるか、または基板平坦度や像面彎曲によるフォーカ
ス位置の誤差が大きくなるため、高精度な測定は不可能
であった。
At this time, since the focus latitude is large for a large pattern, it is necessary to set a large amount of change in focus or increase the number of exposures in the conventional method. However, in this case, high-precision measurement is impossible because the measurement resolution is deteriorated or the focus position error due to the substrate flatness or the field curvature increases.

【0057】一方、本実施形態の偏平率による非点収差
の評価方法では、少数の露光したパターンに対する測定
結果(偏平率の測定結果)から、直線の傾きとして非点
収差を評価できる。
On the other hand, in the method for evaluating astigmatism based on the flattening ratio of the present embodiment, the astigmatism can be evaluated as the inclination of a straight line from the measurement result (the flattening ratio measurement result) for a small number of exposed patterns.

【0058】すなわち、偏平率の測定結果からは、通
常、図12に示すように、原点以外のところで横軸と交
わる直線が得られ、この交点を直線の傾きから求め、こ
の求めた交点と原点との差ΔLが非点収差量となる。ま
た、ベストフォーカス位置は、扁平率が零になるときの
フォーカス位置として得ることができる。
That is, from the measurement result of the flattening ratio, as shown in FIG. 12, a straight line intersecting with the horizontal axis is obtained at a position other than the origin, and the intersection is obtained from the inclination of the straight line. Is the amount of astigmatism. The best focus position can be obtained as the focus position when the oblateness becomes zero.

【0059】偏平率は非点収差に対する感度が高いた
め、こうして得られた非点収差量とベストフォーカス位
置は、大パターンを用いた場合でも、精度の高い値とな
る。また、この評価方法は、交点と原点との差ΔLから
非点収差量を求めるので、フォーカス誤差も無視できる
利点がある。
Since the flatness ratio has high sensitivity to astigmatism, the astigmatism amount and the best focus position obtained in this way have high values even when a large pattern is used. Further, in this evaluation method, since the amount of astigmatism is obtained from the difference ΔL between the intersection and the origin, there is an advantage that the focus error can be ignored.

【0060】一方、球面収差を評価する場合には、まず
収差評価用レクチルとして、式(1)の条件を満たす互
いに周期の異なる2種類の市松格子パターンを用意す
る。次にこれらの市松格子パターンのそれぞれについ
て、少なくとも2つの異なるフォーカス位置にて偏平率
を測定し、扁平率のフォーカス位置依存性を示す直線を
求める。そして、図13に示すように、これらの2つの
偏平率のフォーカス位置依存性を示す2つの直線の横軸
(フォーカス位置)との交点の差ΔL’から球面収差量
を求める。
On the other hand, when the spherical aberration is evaluated, first, two types of checkerboard lattice patterns having different periods, which satisfy the condition of equation (1), are prepared as aberration evaluation reticle. Next, for each of these checkerboard lattice patterns, the flatness is measured at at least two different focus positions, and a straight line indicating the focus position dependence of the flatness is obtained. Then, as shown in FIG. 13, the amount of spherical aberration is obtained from the difference ΔL ′ between the intersections of the two straight lines indicating the focus position dependence of these two flat rates with the horizontal axis (focus position).

【0061】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではない。例えば、上記実施形態では、収差評価
用レクチルとして、正方形のパターンで形成された市松
格子パターンを用いた場合について説明したが、本発明
は長方形で構成された市松パターンや、図14に示すよ
うな角が丸まった正方形で構成された市松格子パター
ン、または図15に示す円で構成された市松格子パター
ンを用いた場合でも有効である。図14、図15には、
ネガおよびポジの両方のパターンを示してある。その
他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実
施できる。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, a case where a checkerboard lattice pattern formed in a square pattern is used as the aberration evaluation reticle has been described. The present invention is also effective when a checkered grid pattern formed of squares with rounded corners or a checkered grid pattern formed of circles shown in FIG. 15 is used. 14 and 15, FIG.
Both negative and positive patterns are shown. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

【0062】[0062]

【発明の効果】以上詳説したように本発明によれば、収
差評価用レクチルとして、所定の条件満たす市松格子的
に配置された2次元周期パターンを有するものを使用す
ることにより、露光装置の投影レンズの偶関数的収差を
簡便に評価できるようになる。
As described above in detail, according to the present invention, a projection reticle having a two-dimensional periodic pattern arranged in a checkered lattice satisfying a predetermined condition is used as a reticle for evaluating an aberration. Even function aberrations of the lens can be easily evaluated.

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

【図1】本発明の一実施形態に係る収差評価用レクチル
を示す平面図
FIG. 1 is a plan view showing an aberration evaluation reticle according to an embodiment of the present invention.

【図2】露光装置の照明光学系の照明光を図1の収差評
価用レクチルを介してレジストに照射した場合のレジス
ト上の回折パターンを示す平面図
FIG. 2 is a plan view showing a diffraction pattern on the resist when the resist is irradiated with illumination light of an illumination optical system of the exposure apparatus via the aberration evaluation reticle of FIG.

【図3】周期Pとコヒーレンスファクターの大きさσと
の関係を示す図
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a period P and a magnitude σ of a coherence factor.

【図4】21/2 ・λ/{NA(1−σ)}≦P≦10
1/2 ・λ/{NA(1+σ)}の条件を満たすときのパ
ターン転写の様子を模式的に示す図
FIG. 4: 2 1/2 · λ / {NA (1-σ)} ≦ P ≦ 10
The figure which shows typically the mode of pattern transfer when the conditions of 1/2 * (lambda) / {NA (1 + σ)} are satisfied.

【図5】ポジ型レジストに転写された市松格子パターン
の転写パターンを示す図
FIG. 5 is a view showing a transfer pattern of a checkerboard lattice pattern transferred to a positive resist.

【図6】投影レンズに非点収差が存在する場合の、ポジ
型レジストに転写された市松格子パターンの転写パター
ンを示す図
FIG. 6 is a view showing a transfer pattern of a checkerboard lattice pattern transferred to a positive resist when astigmatism exists in the projection lens;

【図7】ゼルニケ多項式で表現される非点収差の種類を
示す図
FIG. 7 is a diagram showing types of astigmatism expressed by Zernike polynomials.

【図8】0°/90°の非点収差に対してのみおよび+
45°/−45°の非点収差に対してのみパターン変形
が起こる市松格子パターンを示す図
FIG. 8 only for 0 ° / 90 ° astigmatism and +
A diagram showing a checkerboard lattice pattern in which pattern deformation occurs only for 45 ° / −45 ° astigmatism

【図9】扁平率εの定義に使用される転写パターンの互
いに直交する2個所の寸法を示す図
FIG. 9 is a view showing two orthogonal dimensions of a transfer pattern used for defining the flatness ε;

【図10】変形率εのデフォーカス依存性を示す図FIG. 10 is a diagram showing the defocus dependency of the deformation ratio ε.

【図11】{(L+45 +L-45 )/P2 2で規格化さ
れた偏平率ε’のデフォーカス依存性を示す図
11 is a diagram showing a defocus dependence of {(L +45 + L -45) / P 2} aspect ratio that is standardized by 2 epsilon '

【図12】扁平率の測定結果から非点収差量およびベス
トフォーカス位置を求める方法を説明するための図
FIG. 12 is a diagram for explaining a method of obtaining an astigmatism amount and a best focus position from a measurement result of an oblateness;

【図13】本発明による球面収差の評価方法を説明する
ための図
FIG. 13 is a diagram for explaining a method for evaluating spherical aberration according to the present invention.

【図14】収差評価用レクチルの変形例を示す図FIG. 14 is a diagram showing a modified example of the aberration evaluation reticle.

【図15】収差評価用レクチルの他の変形例を示す図FIG. 15 is a diagram showing another modified example of the aberration evaluation reticle.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…コヒーレンスファクター 2…収差評価用レクチル 3…出射瞳 4…転写パターン 5…ホールパターン 6,7…市松格子パターン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Coherence factor 2 ... Rectile for aberration evaluation 3 ... Emission pupil 4 ... Transfer pattern 5 ... Hole pattern 6,7 ... Checkered lattice pattern

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G086 FF06 HH06 2H095 BB02 BB31 BB36 5F046 AA18 AA25 CB12 CB17 DA13 DB05  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2G086 FF06 HH06 2H095 BB02 BB31 BB36 5F046 AA18 AA25 CB12 CB17 DA13 DB05

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】レジスト上に配置された収差評価用レクチ
ルに照明光学系を介して照明光を照射し、前記収差評価
用レクチルに対応して投影光学系により前記レジストに
転写された転写パターンを評価することによって、前記
投影光学系の投影レンズの収差を評価する収差評価方法
であって、 前記照明光の波長をλ、前記投影レンズの開口数をN
A、前記照明光学系のコヒーレンスファクターの大きさ
をσ、前記収差評価用レクチルの周期をP、前記収差評
価用レクチルの縮小倍率をmとした場合に、 前記収差評価用レクチルとして、21/2 ・λ/{NA
(1−σ)}≦m・P≦101/2 ・λ/{NA(1+
σ)}の条件を満たす市松格子的に配置された2次元周
期パターンを有するものを使用することを特徴とする収
差評価方法。
An illumination optical system irradiates an illuminating reticle disposed on a resist with illumination light through an illumination optical system, and a transfer pattern transferred to the resist by a projection optical system corresponding to the aberration evaluating reticle. A method for evaluating aberration of a projection lens of the projection optical system by evaluating the wavelength of the illumination light and the numerical aperture of the projection lens.
A, when the magnitude of the coherence factor of the illumination optical system is σ, the period of the aberration evaluation reticle is P, and the reduction magnification of the aberration evaluation reticle is m, the aberration evaluation reticle is 2 1 / 2 · λ / {NA
(1−σ)} ≦ m · P ≦ 10 1/2 · λ / {NA (1+
σ) A method for evaluating aberrations, which uses a pattern having a two-dimensional periodic pattern arranged in a checkered lattice satisfying the condition of}.
【請求項2】レジスト上に配置された収差評価用レクチ
ルに照明光学系を介して照明光を照射し、前記収差評価
用レクチルに対応して投影光学系により前記レジストに
転写された転写パターンを評価することによって、前記
投影光学系の投影レンズの収差を評価する収差評価方法
であって、 前記照明光の波長をλ、前記投影レンズの開口数をN
A、前記照明光学系のコヒーレンスファクターの大きさ
をσ、前記収差評価用レクチルの周期をP、前記収差評
価用レクチルの縮小倍率をmとした場合に、 前記収差評価用レクチルとして、21/2 ・λ/{NA
(1−σ)}≦m・P≦101/2 ・λ/{NA(1+
σ)}の条件を満たす市松格子的に配置された2次元周
期パターンを有するものを使用し、 かつ前記転写パターンの互いに直交する2個所の寸法を
求めることにより、前記投影レンズによる非点収差の有
無を評価することを特徴とする収差評価方法。
2. A reticle for aberration evaluation disposed on a resist is irradiated with illumination light via an illumination optical system, and a transfer pattern transferred to the resist by a projection optical system corresponding to the reticle for aberration evaluation is provided. A method for evaluating aberration of a projection lens of the projection optical system by evaluating the wavelength of the illumination light and the numerical aperture of the projection lens.
A, when the magnitude of the coherence factor of the illumination optical system is σ, the period of the aberration evaluation reticle is P, and the reduction magnification of the aberration evaluation reticle is m, the aberration evaluation reticle is 2 1 / 2 · λ / {NA
(1−σ)} ≦ m · P ≦ 10 1/2 · λ / {NA (1+
σ) By using a pattern having a two-dimensional periodic pattern arranged in a checkered lattice satisfying the condition of}, and determining two orthogonal dimensions of the transfer pattern, the astigmatism of the projection lens can be reduced. An aberration evaluation method characterized by evaluating the presence or absence.
【請求項3】レジスト上に配置された収差評価用レクチ
ルに照明光学系を介して照明光を照射し、前記収差評価
用レクチルに対応して投影光学系により前記レジストに
転写された転写パターンを評価することによって、前記
投影光学系の投影レンズの収差を評価する収差評価方法
であって、 前記照明光の波長をλ、前記投影レンズの開口数をN
A、前記照明光学系のコヒーレンスファクターの大きさ
をσ、前記収差評価用レクチルの周期をP、前記収差評
価用レクチルの縮小倍率をmとした場合に、 前記収差評価用レクチルとして、21/2 ・λ/{NA
(1−σ)}≦m・P≦101/2 ・λ/{NA(1+
σ)}の条件を満たす市松格子的に配置された2次元周
期パターンを有するものを使用し、 かつ互いに異なる複数のフォーカス位置と、これらのフ
ォーカス位置における転写パターンの偏平率との関係か
ら、前記投影レンズによる非点収差を定量的に評価する
ことを特徴とする収差評価方法。
3. A reticle for aberration evaluation disposed on a resist is irradiated with illumination light via an illumination optical system, and a transfer pattern transferred to the resist by a projection optical system corresponding to the reticle for aberration evaluation is provided. A method for evaluating aberration of a projection lens of the projection optical system by evaluating the wavelength of the illumination light and the numerical aperture of the projection lens.
A, when the magnitude of the coherence factor of the illumination optical system is σ, the period of the aberration evaluation reticle is P, and the reduction magnification of the aberration evaluation reticle is m, the aberration evaluation reticle is 2 1 / 2 · λ / {NA
(1−σ)} ≦ m · P ≦ 10 1/2 · λ / {NA (1+
σ) The one having a two-dimensional periodic pattern arranged in a checkered lattice satisfying the condition of} is used, and from the relationship between a plurality of different focus positions and the flatness of the transfer pattern at these focus positions, An aberration evaluation method characterized by quantitatively evaluating astigmatism caused by a projection lens.
【請求項4】前記フォーカス位置と前記フォーカス位置
における偏平率とから求まる直線の傾きから、前記投影
レンズによる非点収差を定量的に評価することを特徴と
する請求項3に記載の収差評価方法。
4. The aberration evaluation method according to claim 3, wherein the astigmatism caused by the projection lens is quantitatively evaluated from a slope of a straight line obtained from the focus position and the flatness at the focus position. .
【請求項5】レジスト上に配置された第1および第2の
収差評価用レクチルに照明光学系を介して照明光を照射
し、これらの収差評価用レクチルに対応して投影光学系
により前記レジストに転写された転写パターンを評価す
ることによって、前記投影光学系の投影レンズの収差を
評価する収差評価方法であって、 前記照明光の波長をλ、前記投影レンズの開口数をN
A、前記照明光学系のコヒーレンスファクターの大きさ
をσ、前記第1の収差評価用レクチルの周期をP1、前
記第2の収差評価用レクチルの周期をP2、前記第1の
収差評価用レクチルの縮小倍率をm1、前記第2の収差
評価用レクチルの縮小倍率をm2とした場合に、 前記第1の収差評価用レクチルとして、21/2 ・λ/
{NA(1−σ)}≦m1・P1≦101/2 ・λ/{N
A(1+σ)}の条件を満たす市松格子的に配置された
2次元周期パターンを有するものを使用し、 前記第2の収差評価用レクチルとして、21/2 ・λ/
{NA(1−σ)}≦m2・P2≦101/2 ・λ/{N
A(1+σ)}の条件を満たす市松格子的に配置された
2次元周期パターンを有するものを使用し、 かつ互いに異なる複数のフォーカス位置と、これらのフ
ォーカス位置における転写パターンの偏平率との関係か
ら、前記投影レンズによる球面収差を定量的に評価する
ことを特徴とする収差評価方法。
5. An illumination optical system for irradiating first and second aberration evaluation reticles disposed on a resist with illumination light through an illumination optical system, and a projection optical system corresponding to these aberration evaluation reticles. A method of evaluating the aberration of the projection lens of the projection optical system by evaluating the transfer pattern transferred to the projection optical system, wherein the wavelength of the illumination light is λ, and the numerical aperture of the projection lens is N
A, the magnitude of the coherence factor of the illumination optical system is σ, the period of the first aberration evaluation reticle is P1, the period of the second aberration evaluation reticle is P2, and the first aberration evaluation reticle is P2. When the reduction magnification is m1 and the reduction magnification of the second aberration evaluation reticle is m2, 21/2 · λ /
{NA (1-σ)} ≦ m1 · P1 ≦ 10 1/2 · λ / {N
A reticle having a two-dimensional periodic pattern arranged in a checkered lattice satisfying the condition of A (1 + σ)} is used as the second aberration evaluation reticle, 2 1/2 · λ /
{NA (1-σ)} ≦ m2 · P2 ≦ 10 1/2 · λ / {N
A pattern having a two-dimensional periodic pattern arranged in a checkered grid satisfying the condition of A (1 + σ) か ら is used, and a relationship between a plurality of different focus positions and the flatness of a transfer pattern at these focus positions A method for quantitatively evaluating spherical aberration caused by the projection lens.
【請求項6】フォーカス位置を縦軸、偏平率を横軸とし
た場合に、前記フォーカス位置と前記フォーカス位置に
おける転写パターンのうち前記第1の収差評価用レクチ
ルに対応したものの偏平率とから求まる直線の前記横軸
との交点と、前記フォーカス位置と前記フォーカス位置
における転写パターンのうち前記第2の収差評価用レク
チルに対応したものの偏平率とから求まる直線の前記横
軸との交点の差から、前記投影レンズによる球面収差を
定量的に評価することを特徴とする請求項5に記載の収
差評価方法。
6. When the focus position is on the vertical axis and the flatness is on the horizontal axis, the focus position and the flatness of the transfer pattern corresponding to the first aberration evaluation reticle among the transfer patterns at the focus position are obtained. From the difference between the intersection of the straight line with the horizontal axis and the intersection of the straight line obtained from the focus position and the flattening rate of the transfer pattern at the focus position corresponding to the second aberration evaluation reticle, 6. The aberration evaluation method according to claim 5, wherein spherical aberration caused by the projection lens is quantitatively evaluated.
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