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JPH11111583A - Projection optical system distortion measuring method, projection exposure apparatus using the same, and device manufacturing method using the same - Google Patents

Projection optical system distortion measuring method, projection exposure apparatus using the same, and device manufacturing method using the same

Info

Publication number
JPH11111583A
JPH11111583A JP9283000A JP28300097A JPH11111583A JP H11111583 A JPH11111583 A JP H11111583A JP 9283000 A JP9283000 A JP 9283000A JP 28300097 A JP28300097 A JP 28300097A JP H11111583 A JPH11111583 A JP H11111583A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
distortion
optical system
projection optical
reticle
pattern
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP9283000A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirohiko Shinonaga
浩彦 篠永
Izumi Tsukamoto
泉 塚本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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 Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP9283000A priority Critical patent/JPH11111583A/en
Publication of JPH11111583A publication Critical patent/JPH11111583A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マスク面上のパターンを基板面上に高い重ね
合わせ精度で繰り返し投影することができる投影光学系
のディストーション計測方法及びそれを用いた投影露光
装置並びにそれらを用いたデバイスの製造方法を得るこ
と。 【解決手段】 基板上に単一の遮光層でパターンを形成
したディストーションレチクルを投影光学系で基板上に
投影し、該基板上に形成した該パターンの座標情報を求
め、これを利用して該投影光学系のディストーションを
計測するようにしたこと。
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a distortion measuring method for a projection optical system capable of repeatedly projecting a pattern on a mask surface onto a substrate surface with high overlay accuracy, a projection exposure apparatus using the same, and a projection exposure apparatus using the same. Obtain a device manufacturing method. SOLUTION: A distortion reticle having a pattern formed on a substrate with a single light-shielding layer is projected on the substrate by a projection optical system, and coordinate information of the pattern formed on the substrate is obtained. Measurement of distortion of the projection optical system.

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】本発明は投影光学系のディス
トーション計測方法及びそれを利用した投影露光装置並
びにそれらを用いたデバイスの製造方法に関し、例えば
IC,LSI等の半導体デバイスやCCD等の撮像デバ
イス、そして液晶パネル等の表示デバイス等のデバイス
を製造する投影露光装置において、該投影露光装置にお
ける投影光学系のディストーションを正しく計測し、該
投影光学系を調整することにより第1物体面上のパター
ンを第2物体面上に高精度に繰り返し投影露光ができる
ようにしたものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for measuring distortion of a projection optical system, a projection exposure apparatus using the same, and a method for manufacturing a device using the same, for example, a semiconductor device such as an IC or LSI, or an imaging device such as a CCD. And a projection exposure apparatus for manufacturing a device such as a display device such as a liquid crystal panel. In the projection exposure apparatus, a distortion on a projection optical system in the projection exposure apparatus is correctly measured, and a pattern on a first object plane is adjusted by adjusting the projection optical system. Can be repeatedly projected and exposed on the second object plane with high precision.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、IC,LSI等の半導体デバイス
の高集積化に対する要求が高まっている。マスク(レチ
クル)の回路パターンを投影光学系により感光基板(ウ
エハ)上に形成し、感光基板をステップアンドリピート
方式で露光する縮小型の投影露光装置(ステッパー)、
あるいはマスク(レチクル)の回路パターンと感光基板
をスキャン方式で露光する縮小型の投影露光装置(スキ
ャナー)においても、高集積化に対応するため、パター
ン像の解像度の向上と、繰り返し投影露光するときの各
パターンの重ね合わせ精度の向上がなされている。
2. Description of the Related Art In recent years, there has been an increasing demand for higher integration of semiconductor devices such as ICs and LSIs. A reduction type projection exposure apparatus (stepper) for forming a circuit pattern of a mask (reticle) on a photosensitive substrate (wafer) by a projection optical system and exposing the photosensitive substrate in a step-and-repeat manner;
Alternatively, in a reduced projection exposure apparatus (scanner) that exposes a circuit pattern of a mask (reticle) and a photosensitive substrate by a scanning method, in order to cope with high integration, it is necessary to improve the resolution of a pattern image and perform repeated projection exposure. The overlay accuracy of each pattern has been improved.

【0003】投影露光装置において投影パターンを繰り
返し投影するときの各パターンの重ね合わせ精度は、ス
テージ精度、アライメント精度等々、多くの要素から成
り立っている。その重ね合わせ精度に関わる重要な要素
の一つとして、投影光学系のディストーション(歪曲)
がある。
[0003] When a projection pattern is repeatedly projected by a projection exposure apparatus, the overlay accuracy of each pattern is made up of many factors such as stage accuracy and alignment accuracy. One of the important factors related to the overlay accuracy is the distortion of the projection optical system.
There is.

【0004】投影光学系のディストーションは、これが
装置間で大きく異なると、それぞれの装置でマスク(レ
チクル)の回路パターンを、投影光学系により感光基板
上に投影露光し重ね合わせた際、投影パターン像が正確
に重ならなくなる。その結果、必要なデバイスの特性が
得られなくなってしまうという問題を起こす。そのた
め、たとえば、64MDRAMクラスのデバイスにおい
ては、投影光学系のディストーションを例えば50nm
以下となることが要求されている。
[0004] If the distortion of the projection optical system differs greatly between apparatuses, when a circuit pattern of a mask (reticle) is projected and exposed on a photosensitive substrate by a projection optical system and superimposed on each apparatus, a projection pattern image is formed. Will not overlap exactly. As a result, there arises a problem that required device characteristics cannot be obtained. Therefore, for example, in a 64MDRAM class device, the distortion of the projection optical system is reduced to, for example, 50 nm.
It is required that:

【0005】投影光学系のディストーションが数十nm
程度となるように設定するためには、高精度のディスト
ーション計測と、高精度の加工組立調整技術が必要とな
る。
[0005] The distortion of the projection optical system is several tens of nm.
In order to set it to the degree, high-precision distortion measurement and high-precision machining / assembly adjustment technology are required.

【0006】従来より、投影光学系のディストーション
を計測する方法としては、ディストーション計測用のパ
ターンを形成したレチクル(以下、ディストーションレ
チクル)用い、投影光学系により感光基板(ウエハ)上
に投影露光し、現像して形成されたパターンの座標位置
を、座標測定器(例えば、ライカ社製LMS2020、
ニコン社製ランパス3i、など)で計測する方法が良く
行われている。この時、ディストーションレチクル上の
パターンの座標位置を、別途、座標測定器で計測してお
き、これをディストーションレチクルの製造誤差(座標
誤差)として、前記、感光基板上に形成されたパターン
の座標位置計測結果から減算するようにして、投影光学
系のディストーションを抽出するようにするのが一般的
であった。
Conventionally, as a method of measuring distortion of a projection optical system, a reticle having a pattern for distortion measurement (hereinafter referred to as a distortion reticle) is used, and a projection optical system is used to project and expose a photosensitive substrate (wafer). The coordinate position of the pattern formed by development is measured using a coordinate measuring instrument (for example, LMS2020 manufactured by Leica, Inc.).
A measurement method using a Nikon's Rampass 3i) is often used. At this time, the coordinate position of the pattern on the distortion reticle is separately measured by a coordinate measuring instrument, and this is regarded as the manufacturing error (coordinate error) of the distortion reticle, and the coordinate position of the pattern formed on the photosensitive substrate is determined. In general, the distortion of the projection optical system is extracted by subtracting it from the measurement result.

【0007】また、従来、投影露光装置で用いる回路パ
ターンの描かれたマスク(レチクル)としては、ガラス
基盤の上に、クロム層と酸化クロム層で構成した、いわ
ゆる二層クロムレチクルと、ガラス基盤の上に、酸化ク
ロム層とクロム層と酸化クロム層で構成した、いわゆる
三層クロムレチクルが一般に使用されている。これら酸
化クロム層をクロム層の片側あるいは両側に配している
のは、クロム層の反射率を低下させる反射防止膜として
機能させることで、不要なフレアやゴーストの発生を押
さえることを目的としたものである。同様に、投影光学
系のディストーションを計測するディストーションレチ
クルも、一般に二層クロムレチクルまたは、三層クロム
レチクルを使用していた。
Conventionally, as a mask (reticle) on which a circuit pattern used in a projection exposure apparatus is drawn, a so-called double-layer chrome reticle composed of a chromium layer and a chromium oxide layer on a glass substrate, and a glass substrate On top of that, a so-called three-layer chrome reticle composed of a chromium oxide layer, a chromium layer, and a chromium oxide layer is generally used. The purpose of arranging these chromium oxide layers on one side or both sides of the chromium layer is to suppress the occurrence of unnecessary flare and ghost by functioning as an antireflection film that lowers the reflectance of the chromium layer. Things. Similarly, a distortion reticle for measuring the distortion of the projection optical system generally uses a two-layer chrome reticle or a three-layer chrome reticle.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】投影光学系のディスト
ーションを計測する為に用いるディストーションレチク
ルとして、二層クロムレチクルまたは、三層クロムレチ
クルを使用すると、感光基板上に形成されたパターン
(ディストーションレチクルのパターン)の座標位置計
測結果から、投影光学系のディストーションを抽出する
ために計測する、ディストーションレチクル上のパター
ンの座標位置を、正しく計測することができないという
問題があった。その結果、投影光学系のディストーショ
ンの計測に誤差が生じ、高精度な投影光学系のディスト
ーション性能を達成することができないという問題があ
った。
When a two-layer chrome reticle or a three-layer chrome reticle is used as a distortion reticle for measuring the distortion of a projection optical system, a pattern (distortion reticle of a distortion reticle) formed on a photosensitive substrate is used. There is a problem that the coordinate position of the pattern on the distortion reticle, which is measured to extract the distortion of the projection optical system from the coordinate position measurement result of the pattern, cannot be correctly measured. As a result, an error occurs in the measurement of the distortion of the projection optical system, and there has been a problem that it is not possible to achieve highly accurate distortion performance of the projection optical system.

【0009】このときの、ディストーションレチクル上
のパターンの座標位置を、正しく計測することができな
い原因の1つとして、二層クロムレチクルまたは、三層
クロムレチクルのパターンエッジの構造がある。
At this time, one of the reasons why the coordinate position of the pattern on the distortion reticle cannot be measured correctly is the pattern edge structure of the two-layer chrome reticle or the three-layer chrome reticle.

【0010】即ち、パターンエッジに非対称な形状の製
造誤差があると、それより得られる検出信号に歪が生じ
てくる為に、計測誤差が生じてくるという問題があっ
た。
That is, if there is a manufacturing error of an asymmetric shape at a pattern edge, a distortion occurs in a detection signal obtained therefrom, which causes a problem that a measurement error occurs.

【0011】本発明は、第一物体面(マスク,レチク
ル)上の電子回路パターンを第二物体面(ウエハ)上に
投影露光する投影光学系のディストーションを高精度に
計測することができ、これより高精度な投影光学系のデ
ィストーション性能を達成し、高集積度のデバイスを容
易に製造することができる投影光学系のディストーショ
ン計測方法及びそれを利用した投影露光装置並びにそれ
らを用いたデバイスの製造方法の提供を目的とする。
According to the present invention, a distortion of a projection optical system for projecting and exposing an electronic circuit pattern on a first object plane (mask, reticle) onto a second object plane (wafer) can be measured with high accuracy. A projection optical system distortion measurement method capable of achieving a more accurate projection optical system distortion performance and easily manufacturing a highly integrated device, a projection exposure apparatus using the same, and a device manufacturing using the same The purpose is to provide a method.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の投影光学系のデ
ィストーション計測方法は、 (1−1)基板上に単一の遮光層でパターンを形成した
ディストーションレチクルを投影光学系で基板上に投影
し、該基板上に形成した該パターンの座標情報を求め、
これを利用して該投影光学系のディストーションを計測
するようにしたことを特徴としている。
According to the present invention, there is provided a method for measuring distortion of a projection optical system, comprising the steps of: (1-1) projecting a distortion reticle having a pattern formed on a substrate with a single light-shielding layer onto the substrate by a projection optical system. Obtaining coordinate information of the pattern formed on the substrate,
By utilizing this, the distortion of the projection optical system is measured.

【0013】特に、 (1−1−1)前記単一の遮光層をクロムより形成した
ことを特徴としている。
In particular, (1-1-1) the single light-shielding layer is formed of chromium.

【0014】本発明の投影露光装置は、 (2−1)構成(1−1)の投影光学系のディストーシ
ョン計測方法を用いて得たデータを利用して、投影光学
系のディストーションの調整を行ったことを特徴として
いる。
In the projection exposure apparatus of the present invention, (2-1) the distortion of the projection optical system is adjusted using the data obtained by using the distortion measuring method for the projection optical system having the configuration (1-1). It is characterized by that.

【0015】本発明のデバイスの製造方法は、 (3−1)構成(2−1)の投影露光装置を用いてマス
ク面上のパターンを基板面上にプリントする段階を含む
ことを特徴としている。
The method of manufacturing a device according to the present invention is characterized in that it includes a step of (3-1) printing a pattern on a mask surface on a substrate surface using the projection exposure apparatus having the configuration (2-1). .

【0016】本発明のディストーションレチクルは、 (4−1)基板上にクロムより成る単一の遮光層でパタ
ーンを形成し、投影光学系のディストーションを計測す
るようにしたことを特徴としている。
The distortion reticle of the present invention is characterized in that (4-1) a pattern is formed on a substrate with a single light-shielding layer made of chromium, and the distortion of the projection optical system is measured.

【0017】本発明の投影光学系のディストーション計
測方法は、 (5−1)構成(4−1)のディストーションレチクル
を用いて投影光学系のディストーションを計測すること
を特徴としている。
The distortion measuring method for a projection optical system according to the present invention is characterized in that (5-1) the distortion of the projection optical system is measured using the distortion reticle having the configuration (4-1).

【0018】本発明の投影露光装置は、 (6−1)構成(5−1)の投影光学系のディストーシ
ョン計測方法を用いて得たデータを利用して、投影光学
系のディストーションの調整を行ったことを特徴として
いる。
According to the projection exposure apparatus of the present invention, (6-1) the distortion of the projection optical system is adjusted using the data obtained by using the distortion measuring method of the projection optical system having the configuration (5-1). It is characterized by that.

【0019】本発明のデバイスの製造方法は、 (4−1)構成(6−1)の投影露光装置を用いてマス
ク面上のパターンを基板面上にプリントする段階を含む
ことを特徴としている。
The method of manufacturing a device according to the present invention is characterized in that it includes the step of (4-1) printing a pattern on a mask surface on a substrate surface using the projection exposure apparatus having the configuration (6-1). .

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】図1は本発明の投影露光装置の実
施形態1の要部概略図である。同図において1は光源手
段であり、例えば高圧水銀ランプや、エキシマレーザか
ら成っている。2は照明光学系(照明系)であり、光源
手段1からの光束でレチクルステージ3に載置した被照
射面としてのレチクル(第1物体)R面上を均一に照明
している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a schematic view of a main part of a projection exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes light source means, which is composed of, for example, a high-pressure mercury lamp or an excimer laser. Reference numeral 2 denotes an illumination optical system (illumination system) that uniformly illuminates a reticle (first object) R surface as a surface to be illuminated mounted on the reticle stage 3 with a light beam from the light source means 1.

【0021】8は照明絞りであり、開口形状が異なる複
数の絞り、又は開口形状が可変の絞りより成り、被照射
面(レチクルR)の照明条件を種々と変えて、複数の照
明モードの切換えができるようになっている。
Reference numeral 8 denotes an illumination stop, which comprises a plurality of stops having different aperture shapes or a stop having a variable aperture shape. The illumination condition of a surface to be irradiated (reticle R) is changed in various ways to switch a plurality of illumination modes. Is available.

【0022】4は投影光学系(投影レンズ)であり、レ
チクルR面上の回路パターンをウエハステージ5に載置
したウエハW面上に縮小投影している。
Reference numeral 4 denotes a projection optical system (projection lens) for reducing and projecting a circuit pattern on the reticle R surface onto the wafer W placed on the wafer stage 5.

【0023】ウエハステージ5はXYZ駆動及びθ駆
動,チルト駆動等を行っている。7はミラー(干渉用ミ
ラー)であり、ウエハステージ5上に載置しており、ウ
エハステージ5の位置をレーザ測長器6でモニタし、レ
ーザ測長器6で得られる信号を用いて駆動手段(不図
示)によりウエハステージ5を駆動させてウエハWを所
定の位置に位置決めしている。
The wafer stage 5 performs XYZ drive, θ drive, tilt drive, and the like. Reference numeral 7 denotes a mirror (interference mirror) which is mounted on the wafer stage 5, monitors the position of the wafer stage 5 with a laser length measuring device 6, and drives using a signal obtained by the laser length measuring device 6. The wafer stage 5 is driven by means (not shown) to position the wafer W at a predetermined position.

【0024】9は投光手段であり、ウエハWの光軸La
方向の面位置を検出するためにウエハWに塗布したフォ
トレジストを感光させない光束でウエハW面を斜方向か
ら照射している。10は検出手段(ギャップセンサー)
であり、ウエハW面からの反射光を検出して投影レンズ
4を介さずに投影レンズ4とウエハWとの間の光軸方向
の距離を計測している。
Reference numeral 9 denotes a light projecting means, which is an optical axis La of the wafer W.
In order to detect the surface position in the direction, the surface of the wafer W is irradiated obliquely with a light beam that does not expose the photoresist applied to the wafer W. 10 is a detecting means (gap sensor)
That is, the reflected light from the surface of the wafer W is detected, and the distance in the optical axis direction between the projection lens 4 and the wafer W is measured without passing through the projection lens 4.

【0025】図2(A)は本発明によるクロムより成る
単一の遮光層でパターンを構成したディストーションレ
チクルの断面図であり、図2(B)はこのレチクルの透
過光強度分布、図2(C)はこのレチクルの反射光強度
分布を示している。
FIG. 2A is a cross-sectional view of a distortion reticle having a pattern formed of a single light-shielding layer made of chromium according to the present invention, and FIG. 2B is a transmission light intensity distribution of the reticle, and FIG. C) shows the reflected light intensity distribution of this reticle.

【0026】図3(A)は従来の二層クロムでパターン
を構成したディストーションレチクルの断面図、図3
(B)はこのディストーションレチクルの透過光強度分
布、図3(C)はこのディストーションレチクルの反射
光強度分布の概念図である。図4はディストーション計
測用のパターンを配置したディストーションレチクルの
例を示す説明図、図5は投影光学系のディストーション
を計測する方法の例を示す流れ図である。
FIG. 3A is a sectional view of a conventional distortion reticle having a pattern formed of two-layer chromium.
FIG. 3B is a conceptual diagram of a transmitted light intensity distribution of the distortion reticle, and FIG. 3C is a conceptual diagram of a reflected light intensity distribution of the distortion reticle. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a distortion reticle on which a pattern for distortion measurement is arranged, and FIG. 5 is a flowchart showing an example of a method for measuring distortion of a projection optical system.

【0027】図5に示すように、投影光学系のディスト
ーションを計測する方法では (a1)ディストーションレチクル上のパターンの座標
位置を、座標測定器で計測する。レチクルの座標誤差:
Dreticle (a2)ディストーションレチクル上のパターンを投影
光学系により感光基板上に投影露光する。
As shown in FIG. 5, in the method of measuring the distortion of the projection optical system, (a1) the coordinate position of the pattern on the distortion reticle is measured by a coordinate measuring device. Reticle coordinate error:
Dreticle (a2) A pattern on the distortion reticle is projected and exposed on a photosensitive substrate by a projection optical system.

【0028】(a3)感光基板を現像し、形成されたパ
ターンの座標位置を、座標測定器で計測する。ウエハの
座標誤差:Dwafer (a4)投影光学系のディストーションDlensの算
出を行う。
(A3) The photosensitive substrate is developed, and the coordinate position of the formed pattern is measured by a coordinate measuring device. Wafer coordinate error: Dwafer (a4) Calculation of distortion Dlens of the projection optical system.

【0029】Dlens=Dwafer−Dretic
le/m(mは投影光学系の倍率) の順が良く行われている。
Dlens = Dwafer-Dretic
The order of le / m (m is the magnification of the projection optical system) is good.

【0030】また、従来よりディストーションレチクル
は、一般に図3(A)に示すような二層クロムレチクル
または、三層クロムレチクル(不図示)を使用してい
た。
Conventionally, as a distortion reticle, a two-layer chrome reticle or a three-layer chrome reticle (not shown) as shown in FIG.

【0031】しかしながら、投影光学系のディストーシ
ョンを計測する為に用いるディストーションレチクルと
して、二層クロムレチクルまたは、三層クロムレチクル
を使用すると、パターンエッジに、図3(A)に示すよ
うな非対称な形状の製造誤差がある場合、それに基づく
検出信号の検出波形に歪が生じてくる。その結果、パタ
ーンの座標位置計測に誤差が生じ、正しい計測ができな
いという問題が発生していた。
However, when a two-layer chrome reticle or a three-layer chrome reticle is used as a distortion reticle for measuring the distortion of the projection optical system, an asymmetrical shape as shown in FIG. If there is a manufacturing error, distortion occurs in the detection waveform of the detection signal based on the manufacturing error. As a result, an error occurs in the coordinate position measurement of the pattern, and there has been a problem that correct measurement cannot be performed.

【0032】特に、実際の投影露光に際しては、図3
(B)に示すような、ディストーションレチクルの透過
光の光強度分布に基づいて像形成が行われるのに対し
て、ディストーションレチクルの座標位置計測では、一
般に図3(C)に示すような、ディストーションレチク
ルの反射光の光強度分布に基づいて座標位置計測を行う
ことが多い。この場合には特に、反射防止膜の干渉条件
が透過光と反射光でことなること、投影露光と座標位置
計測でそれぞれ用いる光源の波長の差、さらに、投影露
光光学系と座標位置計測光学系のNA(開口数)でも反
射防止膜の干渉条件がことなることが計測誤差の原因と
なっている。
Particularly, in actual projection exposure, FIG.
While image formation is performed based on the light intensity distribution of the transmitted light of the distortion reticle as shown in FIG. 3B, measurement of the coordinate position of the distortion reticle generally involves distortion as shown in FIG. In many cases, coordinate position measurement is performed based on the light intensity distribution of the reflected light of the reticle. In this case, in particular, the interference condition of the anti-reflection film is different between the transmitted light and the reflected light, the difference between the wavelengths of the light sources used in the projection exposure and the coordinate position measurement, and the projection exposure optical system and the coordinate position measurement optical system. The interference condition of the anti-reflection film varies with the NA (numerical aperture), which causes measurement errors.

【0033】そこで本発明では、図2(A)に示すよう
な、ガラス基板にクロムより成る単一の遮光層でパター
ンを構成したディストーションレチクルを用いている。
これによればパターンエッジに、図3(A)に示すよう
な非対称な製造誤差の問題が発生しないので、反射防止
膜の干渉条件の違いによるパターンエッジの問題の発生
による座標位置計測誤差が生じることはなく、従来から
用いてきたような座標位置計測器でディストーションレ
チクル上のパターンの座標位置をより正しく計測するこ
とができる。
Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 2A, a distortion reticle having a pattern formed of a single light-shielding layer made of chromium on a glass substrate is used.
According to this, since the problem of the asymmetric manufacturing error as shown in FIG. 3A does not occur at the pattern edge, the coordinate position measurement error occurs due to the problem of the pattern edge due to the difference in the interference condition of the antireflection film. In other words, the coordinate position of the pattern on the distortion reticle can be measured more correctly by using a coordinate position measuring device as conventionally used.

【0034】その結果、投影光学系のディストーション
をより正しく抽出し、これにより高精度な投影光学系の
ディストーション性能を達成している。
As a result, the distortion of the projection optical system is more correctly extracted, thereby achieving a highly accurate distortion performance of the projection optical system.

【0035】このより正しく分離、抽出された投影光学
系のディストーションの結果を、投影光学系の組立や、
ディストーションの調整に反映させることによって、投
影光学系のディストーション性能をバランス良く維持し
ている。これによってパターン像の重ね合わせ性能を向
上させた投影露光装置を達成している。
The result of the distortion of the projection optical system, which is more correctly separated and extracted, is used for assembling the projection optical system,
By reflecting the distortion in the adjustment of the distortion, the distortion performance of the projection optical system is maintained in a well-balanced manner. As a result, a projection exposure apparatus with improved pattern image overlay performance is achieved.

【0036】又、本実施形態の投影露光装置を用いれ
ば、IC,LSI,CCD,撮像デバイス,液晶パネ
ル,磁気ヘッド等の各種高集積度のデバイスを容易に、
効率よく、かつ正確に製造することができる。
Further, by using the projection exposure apparatus of the present embodiment, various highly integrated devices such as IC, LSI, CCD, image pickup device, liquid crystal panel, and magnetic head can be easily manufactured.
It can be manufactured efficiently and accurately.

【0037】図6は本発明のデバイス(ICやLSI等
の半導体チップ、或いは液晶パネルやCCD等)の製造
のフローを示す。
FIG. 6 shows a flow of manufacturing a device (a semiconductor chip such as an IC or an LSI, or a liquid crystal panel or a CCD) according to the present invention.

【0038】ステップ1(回路設計)では半導体デバイ
スの回路設計を行なう。ステップ2(マスク製作)では
設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。
In step 1 (circuit design), a circuit of a semiconductor device is designed. Step 2 is a process for making a mask on the basis of the circuit pattern design.

【0039】一方、ステップ3(ウエハ製造)ではシリ
コン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ4
(ウエハプロセス)は前工程と呼ばれ、前記用意したマ
スクとウエハを用いてリソグラフィ技術によってウエハ
上に実際の回路を形成する。
On the other hand, in step 3 (wafer manufacturing), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 4
The (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by lithography using the prepared mask and wafer.

【0040】次のステップ5(組立)は後工程と呼ば
れ、ステップ4によって作製されたウエハを用いて半導
体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程(ダイシ
ング、ボンディング)、パッケージング工程(チップ封
入)等の工程を含む。
The next step 5 (assembly) is called a post-process, and is a process of forming a semiconductor chip using the wafer prepared in step 4, and includes an assembly process (dicing and bonding) and a packaging process (chip encapsulation). And the like.

【0041】ステップ6(検査)ではステップ5で作製
された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト
等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイス
が完成し、これが出荷(ステップ7)される。
In step 6 (inspection), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device manufactured in step 5 are performed. Through these steps, a semiconductor device is completed and shipped (step 7).

【0042】図7は上記ウエハプロセスの詳細なフロー
を示す。ステップ11(酸化)ではウエハの表面を酸化
させる。ステップ12(CVD)ではウエハ表面に絶縁
膜を形成する。
FIG. 7 shows a detailed flow of the wafer process. Step 11 (oxidation) oxidizes the wafer's surface. Step 12 (CVD) forms an insulating film on the wafer surface.

【0043】ステップ13(電極形成)ではウエハ上に
電極を蒸着によって形成する。ステップ14(イオン打
込み)ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ15
(レジスト処理)ではウエハに感光剤を塗布する。ステ
ップ16(露光)では前記説明した露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。
In step 13 (electrode formation), electrodes are formed on the wafer by vapor deposition. In step 14 (ion implantation), ions are implanted into the wafer. Step 15
In (resist processing), a photosensitive agent is applied to the wafer. Step 16 (exposure) uses the above-described exposure apparatus to print and expose the circuit pattern of the mask onto the wafer.

【0044】ステップ17(現像)では露光したウエハ
を現像する。ステップ18(エッチング)では現像した
レジスト以外の部分を削り取る。ステップ19(レジス
ト剥離)ではエッチングがすんで不要となったレジスト
を取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことに
よってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
In step 17 (development), the exposed wafer is developed. In step 18 (etching), portions other than the developed resist are removed. In step 19 (resist stripping), the resist that has become unnecessary after the etching is removed. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.

【0045】本実施形態の製造方法を用いれば、従来は
製造が難しかった高集積度のデバイスを容易に製造する
ことができる。
By using the manufacturing method of this embodiment, it is possible to easily manufacture a highly integrated device which has conventionally been difficult to manufacture.

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明によれば以上のような方法をとる
ことによって、第一物体面(マスク,レチクル)上の電
子回路パターンを第二物体面(ウエハ)上に投影露光す
る投影光学系のディストーションを高精度に計測するこ
とができ、これより高精度な投影光学系のディストーシ
ョン性能を達成し、高集積度のデバイスを容易に製造す
ることができる投影光学系のディストーション計測方法
及びそれを利用した投影露光装置並びにそれらを用いた
デバイスの製造方法を達成することができる。
According to the present invention, a projection optical system for projecting and exposing an electronic circuit pattern on a first object plane (mask, reticle) onto a second object plane (wafer) by employing the above method. And a distortion measuring method for a projection optical system capable of easily achieving a high-precision distortion performance of a projection optical system and easily manufacturing a highly integrated device. It is possible to achieve a projection exposure apparatus and a device manufacturing method using the same.

【0047】特に本発明によればクロムより成る単一の
遮光層より成るディストーションレチクルを用いて投影
光学系のディストーションを計測するようにすること
で、ディストーションレチクル上のパターンの座標位置
をより正しく計測し、その結果、投影光学系のディスト
ーションをより正しく分離、抽出することができる。
In particular, according to the present invention, by using a distortion reticle composed of a single light-shielding layer made of chromium to measure the distortion of the projection optical system, the coordinate position of the pattern on the distortion reticle can be more accurately measured. As a result, the distortion of the projection optical system can be more correctly separated and extracted.

【0048】このより正しく分離、抽出された投影光学
系のディストーションの結果を、投影光学系の組立や、
ディストーションの調整に反映させることで、高精度な
投影光学系のディストーション性能を達成することがで
きる。その結果、繰り返し投影するパターン像の重ね合
わせ性能が向上した投影露光装置を達成することができ
る。
The result of the distortion of the projection optical system, which has been correctly separated and extracted, is used for assembling the projection optical system,
By reflecting the result in the adjustment of distortion, highly accurate distortion performance of the projection optical system can be achieved. As a result, it is possible to achieve a projection exposure apparatus in which the superposition performance of a pattern image repeatedly projected is improved.

【0049】又、本発明の投影露光装置を用いれば、I
C,LSI,CCD,撮像デバイス,液晶パネル,磁気
ヘッド等の各種高集積度のデバイスを容易に、効率よ
く、かつ正確に製造することができる。
When the projection exposure apparatus of the present invention is used,
Various highly integrated devices such as C, LSI, CCD, imaging device, liquid crystal panel, and magnetic head can be easily, efficiently, and accurately manufactured.

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

【図1】本発明の投影露光装置の要部概略図FIG. 1 is a schematic view of a main part of a projection exposure apparatus according to the present invention.

【図2】本発明に係るディストーションレチクルの断面
FIG. 2 is a sectional view of a distortion reticle according to the present invention.

【図3】従来の二層クロム構造でパターンを構成したデ
ィストーションレチクルの断面図
FIG. 3 is a cross-sectional view of a conventional distortion reticle having a pattern formed of a two-layer chromium structure.

【図4】ディストーション計測用のパターンを配置した
ディストーションレチクルの全体図
FIG. 4 is an overall view of a distortion reticle on which a pattern for distortion measurement is arranged.

【図5】投影光学系のディストーションを計測する方法
の例を示すフローチャート
FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a method for measuring distortion of a projection optical system.

【図6】本発明のデバイスの製造方法のフローチャートFIG. 6 is a flowchart of a device manufacturing method according to the present invention.

【図7】本発明のデバイスの製造方法のフローチャートFIG. 7 is a flowchart of a device manufacturing method according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源手段 2 照明光学系 3 レチクルステージ 4 投影光学系 5 ウエハステージ 6 レーザ測長器 7 ミラー 8 照明絞り 9 投光手段 10 受光手段 W ウエハ R レチクル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source means 2 Illumination optical system 3 Reticle stage 4 Projection optical system 5 Wafer stage 6 Laser length measuring device 7 Mirror 8 Illumination stop 9 Light emitting means 10 Light receiving means W Wafer R Reticle

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に単一の遮光層でパターンを形成
したディストーションレチクルを投影光学系で基板上に
投影し、該基板上に形成した該パターンの座標情報を求
め、これを利用して該投影光学系のディストーションを
計測するようにしたことを特徴とする投影光学系のディ
ストーション計測方法。
1. A distortion reticle having a pattern formed on a substrate with a single light-shielding layer is projected onto the substrate by a projection optical system, and coordinate information of the pattern formed on the substrate is obtained. A distortion measuring method for a projection optical system, wherein the distortion of the projection optical system is measured.
【請求項2】 前記単一の遮光層をクロムより形成した
ことを特徴とする請求項1の投影光学系のディストーシ
ョン計測方法。
2. The distortion measuring method for a projection optical system according to claim 1, wherein said single light shielding layer is formed of chromium.
【請求項3】 請求項1又は2の投影光学系のディスト
ーション計測方法を用いて得たデータを利用して、投影
光学系のディストーションの調整を行ったことを特徴と
する投影露光装置。
3. A projection exposure apparatus, wherein the distortion of the projection optical system is adjusted using data obtained by using the distortion measurement method for the projection optical system according to claim 1.
【請求項4】 請求項2の投影露光装置を用いてマスク
面上のパターンを基板面上にプリントする段階を含むこ
とを特徴とするデバイスの製造方法。
4. A method of manufacturing a device, comprising printing a pattern on a mask surface on a substrate surface using the projection exposure apparatus of claim 2.
【請求項5】 基板上にクロムより成る単一の遮光層で
パターンを形成し、投影光学系のディストーションを計
測するようにしたことを特徴とするディストーションレ
チクル。
5. A distortion reticle, wherein a pattern is formed on a substrate with a single light-shielding layer made of chromium, and distortion of a projection optical system is measured.
【請求項6】 請求項5のディストーションレチクルを
用いて投影光学系のディストーションを計測することを
特徴とする投影光学系のディストーション計測方法。
6. A distortion measuring method for a projection optical system, comprising: measuring a distortion of a projection optical system using the distortion reticle according to claim 5.
【請求項7】 請求項6記載の投影光学系のディストー
ション計測方法を用いて得たデータを利用して、投影光
学系のディストーションの調整を行ったことを特徴とす
る投影露光装置。
7. A projection exposure apparatus, wherein the distortion of a projection optical system is adjusted using data obtained by using the distortion measurement method for a projection optical system according to claim 6.
【請求項8】 請求項7の投影露光装置を用いてマスク
面上のパターンを基板面上にプリントする段階を含むこ
とを特徴とするデバイスの製造方法。
8. A method for manufacturing a device, comprising printing a pattern on a mask surface on a substrate surface using the projection exposure apparatus according to claim 7.
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