JP2010205925A - Aligner, adjustment method, and method of manufacturing device - Google Patents
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Abstract
【課題】投影光学系の高次の収差を独立して調整することを可能とし、優れた結像性能を実現する。
【解決手段】光学素子30a、30c、30e及び30gのそれぞれを投影光学系30の光軸方向に駆動して、ディストーション、球面収差、像面湾曲等の光軸に関して軸対称な収差成分を調整する。また、駆動部50は、光学素子30a、30c、30e及び30gのそれぞれを投影光学系30の光軸に対して偏芯する方向に駆動して、偏芯ディストーション、軸上コマ収差、片ボケアス収差等の光軸に関して非対称な収差成分を調整する。
【選択図】図1High-order aberrations of a projection optical system can be adjusted independently, and excellent imaging performance is realized.
Each of optical elements 30a, 30c, 30e, and 30g is driven in the optical axis direction of a projection optical system 30 to adjust aberration components that are axially symmetric with respect to the optical axis such as distortion, spherical aberration, and field curvature. . The drive unit 50 drives each of the optical elements 30a, 30c, 30e, and 30g in a direction that is decentered with respect to the optical axis of the projection optical system 30, thereby decentering distortion, on-axis coma aberration, and one-sided Kakeas aberration. The aberration component asymmetric with respect to the optical axis is adjusted.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、露光装置、調整方法及びデバイスの製造方法に関する。 The present invention relates to an exposure apparatus, an adjustment method, and a device manufacturing method.
フォトリソグラフィー技術を用いて半導体メモリや論理回路などの微細な半導体デバイス又は液晶デバイスを製造する際に、投影露光装置が使用されている。投影露光装置は、レチクル(マスク)に形成されたパターン(複数の異なる種類のパターン)を、投影光学系を介してウエハ等の基板に投影してパターンを転写する。 A projection exposure apparatus is used when a fine semiconductor device such as a semiconductor memory or a logic circuit or a liquid crystal device is manufactured by using a photolithography technique. The projection exposure apparatus projects a pattern (a plurality of different types of patterns) formed on a reticle (mask) onto a substrate such as a wafer via a projection optical system and transfers the pattern.
近年では、半導体デバイスの高集積度化が進んでおり、高集積度化されたパターンを高精度に基板に転写するために、投影光学系の収差やディストーションを低減させることが不可欠となっている。ここで、投影光学系の収差とは、設計値における収差だけではなく、製造段階における製造誤差等によって変化する収差や、露光装置の配置された環境(気圧及び温度)、経時変化及び露光熱によって変化する収差を含む。 In recent years, semiconductor devices have been highly integrated, and in order to transfer highly integrated patterns to a substrate with high accuracy, it is indispensable to reduce aberrations and distortion of the projection optical system. . Here, the aberration of the projection optical system is not only due to the aberration in the design value, but also due to an aberration that changes due to a manufacturing error in the manufacturing stage, an environment (atmospheric pressure and temperature) where the exposure apparatus is arranged, a change with time, and an exposure heat. Includes changing aberrations.
そこで、投影光学系の収差やディストーションを低減(補正)するための技術が幾つか提案されている(特許文献1及び2参照)。例えば、特許文献1は、投影光学系を構成する光学素子を駆動して、倍率、ディストーション、球面収差、非点収差、コマ収差を補正する技術を開示している。特許文献2は、光源からの光(露光光)の波長を制御して、球面収差等を補正する技術を開示している。
Accordingly, several techniques for reducing (correcting) aberrations and distortion of the projection optical system have been proposed (see
しかしながら、従来技術では、高次の収差を独立して調整(補正)することができないため、半導体デバイスの高集積度化に伴って、投影光学系の収差やディストーションを十分に低減(補正)することができなくなってきている。 However, in the prior art, higher-order aberrations cannot be adjusted (corrected) independently. Therefore, as the degree of integration of semiconductor devices increases, the aberration and distortion of the projection optical system are sufficiently reduced (corrected). It is becoming impossible.
本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、投影光学系の高次の収差を独立して調整することを可能とし、優れた結像性能を実現する露光装置を提供することを例示的目的とする。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and provides an exposure apparatus that can independently adjust higher-order aberrations of a projection optical system and realizes excellent imaging performance. For illustrative purposes.
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての露光装置は、レチクルのパターンを基板に投影する投影光学系を備える露光装置であって、前記投影光学系は、単位量駆動されたときの前記投影光学系の第1の成分の収差変化量と第2の成分の収差変化量との比が第1の値である第1の光学素子と、前記単位量駆動されたときの前記投影光学系の前記第1の成分の収差変化量と前記第2の成分の収差変化量との比が前記第1の値と異なる第2の光学素子と、前記単位量駆動されたときの前記投影光学系の前記第1の成分の収差変化量と前記第2の成分の収差変化量との比が前記第1の値と異なる少なくとも1つの第3の光学素子と、を含み、前記露光装置は、前記第1の光学素子及び前記第2の光学素子のそれぞれを駆動する駆動部と、前記投影光学系の前記第1の成分の収差及び前記第2の成分の収差のそれぞれが低減されるように、前記第1の光学素子及び前記第2の光学素子を前記駆動部で駆動する制御部と、を含み、前記第2の光学素子として、前記単位量駆動されたときの前記投影光学系の前記第1の成分の収差変化量と前記第2の成分の収差変化量との比が、前記第3の光学素子よりも前記第1の値から離れている第2の値を有する光学素子が選択されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an exposure apparatus according to one aspect of the present invention is an exposure apparatus including a projection optical system that projects a reticle pattern onto a substrate, and the projection optical system is driven by a unit amount. A first optical element having a first value of a ratio of an aberration change amount of the first component and an aberration change amount of the second component of the projection optical system, and the projection when the unit amount is driven. A second optical element having a ratio of an aberration change amount of the first component and an aberration change amount of the second component of the optical system different from the first value; and the projection when the unit amount is driven. An exposure apparatus comprising: at least one third optical element having a ratio of an aberration change amount of the first component and an aberration change amount of the second component of the optical system different from the first value; A driving unit for driving each of the first optical element and the second optical element; Control for driving the first optical element and the second optical element by the drive unit so that each of the aberration of the first component and the aberration of the second component of the projection optical system is reduced. A ratio of an aberration change amount of the first component and an aberration change amount of the second component when the unit optical system is driven as the second optical element. The optical element having a second value that is farther from the first value than the third optical element is selected.
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。 Further objects and other aspects of the present invention will become apparent from the preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings.
本発明によれば、例えば、投影光学系の高次の収差を独立して調整することを可能とし、優れた結像性能を実現する露光装置を提供することができる。 According to the present invention, for example, it is possible to provide an exposure apparatus that can independently adjust higher-order aberrations of the projection optical system and realizes excellent imaging performance.
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in each figure, the same reference number is attached | subjected about the same member and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図1を参照して、本発明の一側面としての露光装置1を説明する。露光装置1は、本実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式でレチクル20のパターンをウエハ40に露光する投影露光装置である。但し、露光装置1は、ステップ・アンド・リピート方式やその他の露光方式も適用することができる。
With reference to FIG. 1, an
露光装置1は、照明装置10と、レチクル20を載置するレチクルステージ25と、投影光学系30と、ウエハ40を載置するウエハステージ45と、駆動部50と、制御部60とを備える。
The
照明装置10は、転写用のパターンが形成されたレチクル20を照明し、光源12と、照明光学系14とを有する。
The
光源12は、例えば、波長約193nmのArFエキシマレーザーや波長約248nmのKrFエキシマレーザーなどを使用する。但し、光源12は、エキシマレーザーに限定するものではなく、F2レーザーや超高圧水銀ランプなどを使用してもよい。また、光源12は、射出する光(即ち、露光光)の波長を変化させる波長可変部12aを備えている。
As the
照明光学系14は、光源12からの光を用いてレチクル20を均一な照度分布、且つ、所定の照明条件で照明する光学系であって、例えば、レンズ、ミラー、オプティカルインテグレータ、絞り等を含む。
The illumination
レチクル20は、転写用のパターンを有し、レチクルステージ25に支持及び駆動される。レチクル20から発せられた回折光は、投影光学系30を介して、ウエハ40に投影される。レチクル20とウエハ40とは、光学的に共役の関係に配置される。露光装置1は、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置であるため、レチクル20とウエハ40を走査することによって、レチクル20のパターンをウエハ40に転写する。
The
レチクルステージ25は、レチクル20を支持し、例えば、リニアモータなどを利用してレチクル20を駆動する。具体的には、レチクルステージ25は、投影光学系30の光軸方向、投影光学系30の光軸に垂直な方向及びその回転方向にレチクル20を駆動する。また、レチクルステージ25は、制御部60に制御され、投影光学系30を通過する光の結像状態(偏芯ディストーション、軸上コマ収差、片ボケアス収差等)が調整されるようにレチクル20を駆動することもできる。具体的には、レチクルステージ25は、レチクル20を投影光学系30の光軸方向に駆動したり、レチクル20を投影光学系30の光軸に垂直な平面に対して傾斜させたりする。これにより、投影光学系30を通過する光の結像状態が調整され、投影光学系30は所望の結像特性を実現することができる。
The
投影光学系30は、複数の光学素子30a乃至30gを含み、レチクル20のパターンをウエハ40に投影する光学系である。複数の光学素子30a乃至30gは、本実施形態では、レンズであるが、ミラーなどであってもよい。
The projection
ウエハ40は、レチクル20のパターンが投影(転写)される基板であり、ウエハステージ45に支持及び駆動される。但し、ウエハ40の代わりにガラスプレートやその他の基板を用いることもできる。ウエハ40には、レジストが塗布されている。
The
ウエハステージ45は、レチクルステージ25と同様に、リニアモータなどを利用して、投影光学系30の光軸方向、投影光学系30の光軸に垂直な方向及びその回転方向にウエハ40を駆動する。
The
駆動部50は、制御部60に制御され、複数の光学素子30a乃至30gのうちの一部の光学素子、本実施形態では、光学素子30a、30c、30e及び30gのそれぞれを駆動する。具体的には、駆動部50は、図2(a)に示すように、光学素子30a、30c、30e及び30gのそれぞれを投影光学系30の光軸方向に駆動して、ディストーション、球面収差、像面湾曲等の光軸に関して軸対称な収差成分を調整する。また、駆動部50は、光学素子30a、30c、30e及び30gのそれぞれを投影光学系30の光軸に対して偏芯する方向に駆動して、偏芯ディストーション、軸上コマ収差、片ボケアス収差等の光軸に関して非対称な収差成分を調整する。なお、投影光学系30の光軸に対して偏芯する方向への駆動とは、図2(b)及び図2(c)に示すように、投影光学系30の光軸に垂直な方向への駆動や投影光学系30の光軸に垂直な平面に対して傾斜させることを含む。
The
制御部60は、CPUやメモリを有し、露光装置1の動作を制御する。特に、制御部60は、本実施形態では、投影光学系30の収差を調整(低減)して目標値にするための光学素子30a、30c、30e及び30gの駆動方向及び駆動量を算出し、かかる駆動方向及び駆動量に従って駆動部50を制御する。また、制御部60は、投影光学系30を通過した光の結像状態を補正(調整)するために、波長可変部12aやレチクルステージ25を制御する。
The
ここで、駆動部50によって駆動される光学素子30a、30c、30e及び30gについて説明する。光学素子30a、30c、30e及び30gは、単位量駆動されたときの投影光学系30の第1の成分の収差変化量と第2の成分の収差変化量との比が、第1の値である第1の光学素子と、第1の値と異なる第2の光学素子とを含む。また、光学素子30a、30c、30e及び30gは、単位量駆動されたときの投影光学系30の第1の成分の収差変化量と第2の収差変化量との比が第1の値と異なる少なくとも1つの第3の光学素子とを含む。第2の光学素子としては、単位量駆動されたときの投影光学系30の第1の成分の収差変化量と第2の成分の収差変化量との比が、第3の光学素子よりも第1の値から離れている第2の値を有する光学素子が選択されている。一方、第3の光学素子としては、上述したように、単位量駆動されたときの投影光学系30の第1の成分の収差変化量と第2の収差変化量との比が、厳密には第1の値と異なるが、実質的には、第1の値と同一と見なせる範囲の値を有する光学素子が選択されている。なお、光学素子を単位量駆動させたときの投影光学系30の収差変化量(敏感度)は、例えば、投影光学系30を構成する各光学素子の設計値に基づいてシミュレーションを行うことで取得することができる。また、光学素子を単位量駆動させたときの投影光学系30の収差変化量は、投影光学系30を構成する各光学素子を実際に駆動して収差変化量を測定することでも取得することができる。
Here, the
投影光学系30の収差をZernike多項式で表した場合に、高次の球面収差に相当するZernike係数の16項を第1の成分の収差(C16)、低次の球面収差に相当するZernike係数の9項を第2の成分の収差(C9)として具体的に説明する。
When the aberration of the projection
図3は、投影光学系30の複数の光学素子30a乃至30gのそれぞれを光軸方向に単位量駆動させたときの高次の球面収差(C16)の変化量(敏感度)と低次の球面収差(C9)の変化量(敏感度)との比を示すグラフである。図3では、縦軸に高次の球面収差(C16)の敏感度を採用し、横軸に低次の球面収差(C9)の敏感度を採用し、1つのプロットが1つの光学素子に相当する。図3において、円で囲った光学素子群αは、高次の球面収差(C16)の敏感度と低次の球面収差(C9)の敏感度との比が実質的に同一と見なせる光学素子である。一方、光学素子βは、高次の球面収差(C16)の敏感度と低次の球面収差(C9)の敏感度との比が光学素子群αの高次の球面収差(C16)の敏感度と低次の球面収差(C9)の敏感度との比から著しく異なっている(即ち、最も離れている)。そこで、高次の球面収差(C16)の敏感度と低次の球面収差(C9)の敏感度との比が光学素子群α(他の光学素子群)と異なる光学素子βを駆動部50によって駆動される光学素子30a、30c、30e及び30gのうちの少なくとも1つとして選択する。これにより、光学素子30a、30c、30e及び30gのそれぞれを投影光学系30の光軸方向に適切に駆動することで、高次の球面収差(C16)及び低次の球面収差(C9)を独立して調整(低減)することが可能となる。ここで、駆動部50による単位量駆動のストロークをL、投影光学系30の高次の球面収差(C16)の調整量をa、光学素子βを光軸方向に単位量駆動させたときの低次の球面収差(C9)の敏感度をx、高次の球面収差(C16)の敏感度をyとする。また、光学素子群αを光軸方向に単位量駆動させたときの低次の球面収差(C9)の敏感度と高次の球面収差(C16)の敏感度との比をmとする。この場合、光学素子βは、y×L−x×L×m>aの関係を満たすことが好ましい。
FIG. 3 shows a change amount (sensitivity) of high-order spherical aberration (C16) and a low-order spherical surface when each of the plurality of
但し、投影光学系30の第1の成分の収差及び第2の成分の収差のそれぞれは、高次の球面収差(C16)及び低次の球面収差(C9)に限定されるものではない。例えば、投影光学系30の第1の成分の収差及び第2の成分の収差のそれぞれを5次のディストーション及び3次のディストーションとしてもよい。この場合、5次のディストーションの敏感度と3次のディストーションの敏感度との比が他の光学素子群と異なる光学素子を駆動部50によって駆動される光学素子30a、30c、30e及び30gのうちの少なくとも1つとして選択する。これにより、光学素子30a、30c、30e及び30gのそれぞれを投影光学系30の光軸方向に適切に駆動することで、3次のディストーション及び5次のディストーションを独立して調整(低減)することが可能となる。
However, the aberration of the first component and the aberration of the second component of the projection
また、Zernike係数の14項及びZernike係数の7項のそれぞれを投影光学系30の第1の成分の収差(高次の軸上コマ収差(C14))及び第2の成分の収差(低次の軸上コマ収差(C7))としてもよい。この場合、高次の軸上コマ収差(C14)の敏感度と低次の軸上コマ収差(C7)の敏感度との比が他の光学素子群と異なる光学素子を駆動部50によって駆動される光学素子30a、30c、30e及び30gのうちの少なくとも1つとして選択する。これにより、光学素子30a、30c、30e及び30gのそれぞれを投影光学系30の光軸に対して偏芯する方向に適切に駆動することで、高次の軸上コマ収差(C14)及び低次の軸上コマ収差(C7)を独立して調整(低減)することが可能となる。
Further, the 14th term of the Zernike coefficient and the 7th term of the Zernike coefficient are respectively expressed as the first component aberration (high-order axial coma aberration (C14)) and the second component aberration (low-order aberration) of the projection
また、Zernike係数の12項及びZernike係数の5項のそれぞれを投影光学系30の第1の成分の収差(高次の片ボケアス(C12))及び第2の成分の収差(低次の片ボケアス(C5))としてもよい。この場合、高次の片ボケアス(C12)の敏感度と低次の片ボケアス(C5)の敏感度との比が他の光学素子群と異なる光学素子を駆動部50によって駆動される光学素子30a、30c、30e及び30gのうちの少なくとも1つとして選択する。これにより、光学素子30a、30c、30e及び30gのそれぞれを投影光学系30の光軸に対して偏芯する方向に適切に駆動することで、高次の片ボケアス(C12)及び低次の片ボケアス(C5)を独立して調整(低減)することが可能となる。
Further, the 12 terms of the Zernike coefficient and the 5 terms of the Zernike coefficient are respectively expressed as the first component aberration (high-order one-sided Bokeh (C12)) and the second component aberration (low-order one-sided Bakeasus) of the projection
また、Zernike係数の13項及びZernike係数の6項のそれぞれを投影光学系30の第1の成分の収差(高次の収差(C13))及び第2の成分の収差(低次の収差(C6))としてもよい。この場合、高次の収差(C13)の敏感度と低次の収差(C6)の敏感度との比が他の光学素子群と異なる光学素子を駆動部50によって駆動される光学素子30a、30c、30e及び30gのうちの少なくとも1つとして選択する。これにより、光学素子30a、30c、30e及び30gのそれぞれを投影光学系30の光軸に対して偏芯する方向に適切に駆動することで、高次の収差(C13)及び低次の収差(C6)を独立して調整(低減)することが可能となる。
Further, the 13th term of the Zernike coefficient and the 6th term of the Zernike coefficient are respectively expressed as the first component aberration (high-order aberration (C13)) and the second component aberration (low-order aberration (C6) of the projection
また、偏心ディストーションの台形成分及び偏心ディストーションの扇形成分のそれぞれを投影光学系30の第1の成分の収差及び第2の成分の収差としてもよい。この場合、偏心ディストーションの台形成分の敏感度と偏心ディストーションの扇形成分の敏感度との比が他の光学素子群と異なる光学素子を駆動部50によって駆動される光学素子30a、30c、30e及び30gのうちの少なくとも1つとして選択する。これにより、光学素子30a、30c、30e及び30gのそれぞれを投影光学系30の光軸に対して偏芯する方向に適切に駆動することで、偏心ディストーションの台形成分及び扇形成分を独立して調整(低減)することが可能となる。なお、偏心ディストーションの台形成分及び扇形成分のそれぞれは、図4(a)及び図4(b)に示すように定義される。
Further, the decentered portion of the decentering distortion and the decentered distortion of the fan forming portion may be the aberration of the first component and the aberration of the second component of the projection
図4(a)及び図4(b)において、水平方向をx軸、垂直方向をy軸、像高の座標を(x、y)、x軸方向のディストーションをdx、y軸方向のディストーションをdy、比例定数をa乃至dとする。この場合、台形成分は、以下の式1又は式2で表現され、扇形成分は、以下の式3又は式4で表現される。
4 (a) and 4 (b), the horizontal direction is the x-axis, the vertical direction is the y-axis, the image height coordinates are (x, y), the x-axis direction distortion is dx, and the y-axis direction distortion is dy and the proportionality constant are a to d. In this case, the base formation portion is expressed by the following
dx=a*x*y、 dy=a*y2 ・・・(式1)
dx=b*x2、 dy=b*x*y ・・・(式2)
dx=−c*x*y、 dy=c*x2 ・・・(式3)
dx=d*y2、 dy=−d*x*y ・・・(式4)
なお、式1及び式2のそれぞれは台形成分を表現しているが、台形成分の向きが互いに直交している。一般的に、台形成分は、これらの線形和で表現される。同様に、式3及び式4のそれぞれは扇形成分を表現しているが、扇形成分の向きが互いに直交している。一般的に、扇形成分は、これらの線形和で表現される。
dx = a * x * y, dy = a * y 2 (Formula 1)
dx = b * x 2 , dy = b * x * y (Formula 2)
dx = −c * x * y, dy = c * x 2 (Formula 3)
dx = d * y 2 , dy = −d * x * y (Formula 4)
In addition, although each of
また、単位量駆動されたときの投影光学系30を通過した光によって形成されるサジタル像面とメリディオナル像面とに着目することもできる。この場合、単位量駆動されたときのサジタル像面変化量とメリディオナル像面変化量との比が他の光学素子群と異なる光学素子を駆動部50によって駆動される光学素子30a、30c、30e及び30gのうちの少なくとも1つとして選択する。これにより、光学素子30a、30c、30e及び30gのそれぞれを投影光学系30の光軸方向に適切に駆動することで、サジタル像面とメリディオナル像面とが一致するように、それぞれを独立して調整(補正)することが可能となる。
It is also possible to focus on the sagittal image surface and the meridional image surface formed by the light that has passed through the projection
以下、図5を参照して、投影光学系30の調整方法について説明する。図5は、投影光学系30の調整方法を説明するためのフローチャートである。
Hereinafter, a method for adjusting the projection
S502では、投影光学系30を構成する複数の光学素子30a乃至30gのそれぞれについて、単位量駆動したときの投影光学系30の第1の成分の収差変化量と第2の成分の収差変化量との比を取得する。具体的には、上述したように、シミュレーションや実測定によって、図3に示したようなグラフを取得する。以下では、単位量駆動したときの投影光学系30の第1の成分の収差変化量と第2の成分の収差変化量との比を、収差変化量比と称する。
In S502, the amount of change in aberration of the first component and the amount of change in aberration of the second component of the projection
S504では、S502で取得した収差変化量比に基づいて、収差変化量比が他の光学素子群(例えば、図3に示す光学素子群α)と異なる光学素子(例えば、図3に示す光学素子β)を選択する。 In S504, based on the aberration change amount ratio acquired in S502, an optical element (for example, the optical element shown in FIG. 3) having an aberration change amount ratio different from that of the other optical element group (for example, the optical element group α shown in FIG. 3). Select β).
S506では、S504で選択した収差変化量比が他の光学素子群と異なる光学素子を含むように、投影光学系30を構成する複数の光学素子30a乃至30gのうちの一部の光学素子を駆動可能にする。
In S506, some of the
S508では、S506で駆動可能とした光学素子のそれぞれについて、投影光学系30の第1の成分の収差及び第2の成分の収差のそれぞれを低減させるための駆動方向及び駆動量を算出する。かかる算出には、最適化の手法を用いることが好ましく、最適化の変数、制約条件、目標関数は、例えば、以下のように設定する。
In S508, for each of the optical elements that can be driven in S506, a driving direction and a driving amount for reducing each of the aberration of the first component and the aberration of the second component of the projection
最適化の変数:ステップS506で駆動可能とした光学素子の駆動量
最適化の制約条件:ステップS506で駆動可能とした光学素子の駆動量の上限及び下限
最適化の目標関数:第1の成分の収差を調整した際に発生する第2の成分(即ち、他の成分)の収差(例えば、高次の球面収差を調整した際に発生するZernike多項式の他項の収差、ディストーション、像面湾曲に所定の重みを乗じた和)
そして、制約条件を満たす範囲内で目標関数を最小化する変数解を最適化の手法から求める。最適化のアルゴリズムとしては、線形計画法、二次計画法、二次錐計画法、シンプレックス法などがある。なお、最適化の手法を用いた光学素子の駆動量の算出については、例えば、特開2005−268451号公報に詳しく開示されている。
Optimization variable: Drive amount of optical element that can be driven in step S506 Optimization constraint condition: Upper limit and lower limit of drive amount of optical element that can be driven in step S506 Optimization target function: First component Aberration of second component (ie, other component) that occurs when adjusting aberration (for example, aberration of other terms of Zernike polynomial, distortion, and field curvature generated when adjusting higher-order spherical aberration) Sum multiplied by a predetermined weight)
Then, a variable solution that minimizes the objective function within a range that satisfies the constraint conditions is obtained from the optimization method. Optimization algorithms include linear programming, quadratic programming, quadratic cone programming, and simplex method. The calculation of the driving amount of the optical element using the optimization method is disclosed in detail in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-268451.
S510では、S508で算出した駆動方向及び駆動量に従ってS506で駆動可能とした光学素子を駆動して、投影光学系30の第1の成分の収差及び第2の成分の収差のそれぞれを調整する。
In S510, the optical element that can be driven in S506 is driven according to the driving direction and driving amount calculated in S508, and the first component aberration and the second component aberration of the projection
このように、本実施形態の調整方法によれば、第1の収差及び第2の収差のそれぞれを独立して調整することができる。従って、投影光学系30は、例えば、高次の収差及び低次の収差のそれぞれが独立して調整され、優れた結像性能を実現する。
Thus, according to the adjustment method of the present embodiment, each of the first aberration and the second aberration can be adjusted independently. Accordingly, for example, the projection
露光において、光源12から発せられた光は、照明光学系14によってレチクル20を照明する。レチクル20のパターンを反映する光は、投影光学系30によってウエハ40上に結像する。露光装置1が使用する投影光学系30は、上述したように、高次の収差及び低次の収差のそれぞれが独立して調整され、優れた結像性能を実現する。従って、露光装置1は、高いスループットで経済性よく高品位なデバイス(半導体素子、LCD素子、撮像素子(CCDなど)、薄膜磁気ヘッドなど)を提供することができる。かかるデバイスは、露光装置1を用いてフォトレジスト(感光剤)が塗布された基板(ウエハ、ガラスプレート等)を露光する工程と、露光された基板を現像する工程と、その他の周知の工程と、を経ることによって製造される。
In the exposure, light emitted from the
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.
Claims (12)
前記投影光学系は、
単位量駆動されたときの前記投影光学系の第1の成分の収差変化量と第2の成分の収差変化量との比が第1の値である第1の光学素子と、
前記単位量駆動されたときの前記投影光学系の前記第1の成分の収差変化量と前記第2の成分の収差変化量との比が前記第1の値と異なる第2の光学素子と、
前記単位量駆動されたときの前記投影光学系の前記第1の成分の収差変化量と前記第2の成分の収差変化量との比が前記第1の値と異なる少なくとも1つの第3の光学素子と、
を含み、
前記露光装置は、
前記第1の光学素子及び前記第2の光学素子のそれぞれを駆動する駆動部と、
前記投影光学系の前記第1の成分の収差及び前記第2の成分の収差のそれぞれが低減されるように、前記第1の光学素子及び前記第2の光学素子を前記駆動部で駆動する制御部と、
を含み、
前記第2の光学素子として、前記単位量駆動されたときの前記投影光学系の前記第1の成分の収差変化量と前記第2の成分の収差変化量との比が、前記第3の光学素子よりも前記第1の値から離れている第2の値を有する光学素子が選択されていることを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus including a projection optical system that projects a reticle pattern onto a substrate,
The projection optical system is
A first optical element having a first value as a ratio of an aberration change amount of the first component and an aberration change amount of the second component of the projection optical system when driven by a unit amount;
A second optical element in which a ratio of an aberration change amount of the first component and an aberration change amount of the second component of the projection optical system when driven by the unit amount is different from the first value;
At least one third optical device in which the ratio of the aberration change amount of the first component and the aberration change amount of the second component of the projection optical system when driven by the unit amount is different from the first value. Elements,
Including
The exposure apparatus includes:
A drive unit for driving each of the first optical element and the second optical element;
Control for driving the first optical element and the second optical element by the driving unit so that each of the aberration of the first component and the aberration of the second component of the projection optical system is reduced. And
Including
As the second optical element, the ratio of the aberration change amount of the first component and the aberration change amount of the second component of the projection optical system when driven by the unit amount is the third optical element. An exposure apparatus, wherein an optical element having a second value that is farther from the first value than an element is selected.
前記制御部は、前記Zernike係数の16項に相当する収差及び前記Zernike係数の9項に相当する収差のそれぞれが低減するように、前記第1の光学素子及び前記第2の光学素子を前記投影光学系の光軸方向に前記駆動部で駆動することを特徴とする請求項1に記載の露光装置。 When the aberration of the projection optical system is expressed by a Zernike polynomial, the aberration of the first component of the projection optical system is the 16th term of the Zernike coefficient, and the aberration of the second component of the projection optical system is the Zernike coefficient. Corresponds to item 9,
The control unit projects the first optical element and the second optical element so that an aberration corresponding to the 16th term of the Zernike coefficient and an aberration corresponding to the 9th term of the Zernike coefficient are reduced. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the exposure unit is driven in the optical axis direction of the optical system by the driving unit.
前記制御部は、前記5次のディストーション及び前記3次のディストーションのそれぞれが低減するように、前記第1の光学素子及び前記第2の光学素子を前記投影光学系の光軸方向に前記駆動部で駆動することを特徴とする請求項1に記載の露光装置。 The aberration of the first component of the projection optical system corresponds to fifth-order distortion, and the aberration of the second component of the projection optical system corresponds to third-order distortion,
The control unit moves the first optical element and the second optical element in the optical axis direction of the projection optical system so that each of the fifth-order distortion and the third-order distortion is reduced. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the exposure apparatus is driven by:
前記制御部は、前記Zernike係数の14項に相当する収差及び前記Zernike係数の7項に相当する収差のそれぞれが低減するように、前記第1の光学素子及び前記第2の光学素子を前記駆動部で前記投影光学系の光軸に対して偏芯する方向に駆動することを特徴とする請求項1に記載の露光装置。 When the aberration of the projection optical system is expressed by a Zernike polynomial, the aberration of the first component of the projection optical system is the 14th term of the Zernike coefficient, and the aberration of the second component of the projection optical system is the Zernike coefficient. Corresponds to item 7,
The controller drives the first optical element and the second optical element so that an aberration corresponding to the 14th term of the Zernike coefficient and an aberration corresponding to the 7th term of the Zernike coefficient are reduced. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the exposure unit is driven in a direction decentered with respect to the optical axis of the projection optical system.
前記制御部は、前記Zernike係数の12項に相当する収差及び前記Zernike係数の5項に相当する収差のそれぞれが低減するように、前記第1の光学素子及び前記第2の光学素子を前記駆動部で前記投影光学系の光軸に対して偏芯する方向に駆動することを特徴とする請求項1に記載の露光装置。 When the aberration of the projection optical system is expressed by a Zernike polynomial, the aberration of the first component of the projection optical system is the 12th term of the Zernike coefficient, and the aberration of the second component of the projection optical system is the Zernike coefficient. Corresponds to item 5,
The controller drives the first optical element and the second optical element so that an aberration corresponding to the 12th term of the Zernike coefficient and an aberration corresponding to the 5th term of the Zernike coefficient are reduced. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the exposure unit is driven in a direction decentered with respect to the optical axis of the projection optical system.
前記制御部は、前記Zernike係数の13項に相当する収差及び前記Zernike係数の6項に相当する収差のそれぞれが低減するように、前記第1の光学素子及び前記第2の光学素子を前記駆動部で前記投影光学系の光軸に対して偏芯する方向に駆動することを特徴とする請求項1に記載の露光装置。 When the aberration of the projection optical system is expressed by a Zernike polynomial, the aberration of the first component of the projection optical system is the 13th term of the Zernike coefficient, and the aberration of the second component of the projection optical system is the Zernike coefficient. Corresponds to item 6,
The controller drives the first optical element and the second optical element so that an aberration corresponding to the 13th term of the Zernike coefficient and an aberration corresponding to the 6th term of the Zernike coefficient are reduced. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the exposure unit is driven in a direction decentered with respect to the optical axis of the projection optical system.
前記制御部は、前記偏心ディストーションの台形成分及び扇形成分のそれぞれが低減するように、前記第1の光学素子及び前記第2の光学素子を前記駆動部で前記投影光学系の光軸に対して偏芯する方向に駆動することを特徴とする請求項1に記載の露光装置。 The aberration of the first component of the projection optical system corresponds to a stage formation of eccentric distortion, and the aberration of the second component of the projection optical system corresponds to a fan formation of eccentric distortion,
The control unit causes the drive unit to move the first optical element and the second optical element with respect to the optical axis of the projection optical system so that the platform formation and the fan formation of the eccentric distortion are reduced. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the exposure apparatus is driven in an eccentric direction.
前記投影光学系は、
単位量駆動されたときの前記投影光学系を通過した光によって形成されるサジタル像面変化量とメリディオナル像面変化量との比が第1の値である第1の光学素子と、
前記単位量駆動されたときの前記投影光学系を通過した光によって形成されるサジタル像面変化量とメリディオナル像面変化量との比が前記第1の値と異なる第2の光学素子と、
前記単位量駆動されたときの前記投影光学系を通過した光によって形成されるサジタル像面変化量とメリディオナル像面変化量との比が前記第1の値と異なる少なくとも1つの第3の光学素子と、
を含み、
前記露光装置は、
前記第1の光学素子及び前記第2の光学素子のそれぞれを駆動する駆動部と、
前記投影光学系を通過した光によって形成されるサジタル像面とメリディオナル像面とが一致するように、前記第1の光学素子及び前記第2の光学素子を前記駆動部で駆動する制御部と、
を含み、
前記第2の光学素子として、前記単位量駆動されたときの前記投影光学系を通過した光によって形成されるサジタル像面変化量とメリディオナル像面変化量との比が、前記第3の光学素子よりも前記第1の値から離れている第2の値を有する光学素子が選択されていることを特徴とする露光装置。 An exposure apparatus including a projection optical system that projects a reticle pattern onto a substrate,
The projection optical system is
A first optical element whose ratio between a sagittal image plane change amount and a meridional image plane change amount formed by light that has passed through the projection optical system when driven by a unit amount is a first value;
A second optical element having a ratio of a sagittal image plane change amount and a meridional image plane change amount formed by light that has passed through the projection optical system when driven by the unit amount is different from the first value;
At least one third optical element having a ratio of a sagittal image plane change amount and a meridional image plane change amount formed by light that has passed through the projection optical system when driven by the unit amount is different from the first value. When,
Including
The exposure apparatus includes:
A drive unit for driving each of the first optical element and the second optical element;
A controller that drives the first optical element and the second optical element by the driving unit so that a sagittal image plane and a meridional image plane formed by light that has passed through the projection optical system coincide;
Including
As the second optical element, a ratio of a sagittal image plane change amount and a meridional image plane change amount formed by light that has passed through the projection optical system when driven by the unit amount is the third optical element. An optical device having a second value that is farther from the first value than the first value is selected.
前記投影光学系を構成する複数の光学素子のそれぞれについて、当該光学素子を単位量駆動したときの前記投影光学系の第1の成分の収差変化量と第2の成分の収差変化量との比を取得する取得ステップと、
前記取得ステップで取得した前記投影光学系の前記第1の成分の収差変化量と前記第2の成分の収差変化量との比に基づいて、前記投影光学系の前記第1の成分の収差変化量と前記第2の成分の収差変化量との比が第1の値である第1の光学素子と、前記投影光学系の前記第1の成分の収差変化量と前記第2の成分の収差変化量との比が前記第1の値と異なる第2の光学素子と、前記投影光学系の前記第1の成分の収差変化量と前記第2の成分の収差変化量との比が前記第1の値と異なる少なくとも1つの第3の光学素子とを選択する選択ステップと、
前記選択ステップで選択した前記第1の光学素子及び前記第2の光学素子のそれぞれを駆動して、前記投影光学系の前記第1の成分の収差及び前記第2の成分の収差のそれぞれを調整する調整ステップと、
を有し、
前記選択ステップでは、前記第2の光学素子として、前記単位量駆動されたときの前記投影光学系の前記第1の成分の収差変化量と前記第2の成分の収差変化量との比が、前記第3の光学素子よりも前記第1の値から離れている第2の値を有する光学素子を選択することを特徴とする調整方法。 An adjustment method for adjusting a projection optical system for projecting a reticle pattern onto a substrate,
For each of the plurality of optical elements constituting the projection optical system, the ratio between the aberration change amount of the first component and the aberration change amount of the second component of the projection optical system when the optical element is driven by a unit amount. An acquisition step to acquire,
Based on the ratio of the aberration change amount of the first component and the aberration change amount of the second component of the projection optical system acquired in the acquisition step, the aberration change of the first component of the projection optical system A first optical element having a first value of the ratio of the amount and the amount of aberration change of the second component, and the amount of aberration change of the first component and the aberration of the second component of the projection optical system A second optical element having a ratio with a change amount different from the first value; and a ratio between the aberration change amount of the first component and the aberration change amount of the second component of the projection optical system is A selection step of selecting at least one third optical element different from the value of 1;
Each of the first optical element and the second optical element selected in the selection step is driven to adjust the aberration of the first component and the aberration of the second component of the projection optical system. Adjustment steps to
Have
In the selection step, as the second optical element, a ratio between an aberration change amount of the first component and an aberration change amount of the second component of the projection optical system when driven by the unit amount is: An adjustment method comprising: selecting an optical element having a second value farther from the first value than the third optical element.
露光された前記基板を現像するステップと、
を有することを特徴とするデバイスの製造方法。 Exposing the substrate using the exposure apparatus according to any one of claims 1 to 10,
Developing the exposed substrate;
A device manufacturing method characterized by comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009049712A JP2010205925A (en) | 2009-03-03 | 2009-03-03 | Aligner, adjustment method, and method of manufacturing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009049712A JP2010205925A (en) | 2009-03-03 | 2009-03-03 | Aligner, adjustment method, and method of manufacturing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010205925A true JP2010205925A (en) | 2010-09-16 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009049712A Withdrawn JP2010205925A (en) | 2009-03-03 | 2009-03-03 | Aligner, adjustment method, and method of manufacturing device |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2010205925A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103744269A (en) * | 2014-01-03 | 2014-04-23 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | Detection method of wave aberration and optical imaging focal plane of photoetching projection objective |
-
2009
- 2009-03-03 JP JP2009049712A patent/JP2010205925A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103744269A (en) * | 2014-01-03 | 2014-04-23 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | Detection method of wave aberration and optical imaging focal plane of photoetching projection objective |
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