波像差测定装置,波像差测定方法,曝光装置及微型器件的制造方法制造方法及图纸

在测定投影光学系统（ＰＬ）的波像差之前，利用ＡＦ传感器（３０）检测出在规定面上成像的测试中间掩模Ｒｔ的图样的像的位置。基于该检测结果，调整波像差测定单元（３５）的入射面（３６ａ）的位置，调整图样的像相对于入射面（３６ａ）的位置。在这种调整之后，利用波像差测定单元（３５）检测出经由投影光学系统（ＰＬ）成像的图样的像，基于该检测结果，利用波像差检测部（４１）求出投影光学系统（ＰＬ）的波像差。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在例如半导体元件，液晶显示元件，摄像元件，薄膜磁头等微型器件的制造工程中的光刻图像工艺中所使用的曝光装置中，测定投影光学系统等的被检测光学系统的波像差的波像差测定装置，波像差测定方法，配置有该波像差测定装置的曝光装置，以及前述微型器件的制造方法。
技术介绍
在现有技术中，将形成于中间掩模、光刻掩模等掩模上的图样，用曝光光线照明，中间经由投影光学系统将前述图样的像复制到涂布有光致抗蚀剂等感光性材料的晶片，玻璃基板等基板上的曝光装置是公知的。近年来，半导体元件越来越高集成化，要求在其电路图样上进一步微细化。为了符合这种微细化的要求，开发了采用波长更短的远紫外线，例如KrF受激准分子激光(λ＝248nm)，AFr受激准分子激光(λ＝193nm)，F2激光(λ＝147nm)等脉冲光的曝光装置。此外，为了满足微细化的要求，以投影光学系统的成像性能最佳化为目的，进行投影光学系统像差的测定。投影光学系统的像差测定，例如按如下方式进行。即，将像差测定用掩模配置在物体面上，将形成于掩模上的规定的图样的像成像在配置于投影光学系统的象面上的前述基板上，将所成的像进行显影。然后，利用扫描电子显微镜(SEM)对已显影的像进行前述像的放大率，非对称性的程度等的测定，根据该测定结果，求出前述投影光学系统的像差。但是，在前述现有技术的方法中，存在着由于像差测定用掩模的图样的制造误差，前述光致抗蚀剂的涂布不均匀，显影不均匀等处理工艺的误差，使得不能充分保证前述像差的测定精度的问题。而且，在进行前SEM观察时，需要对基板进行规定的前处理，例如基板的显影工艺等，对于像差的测定需要很长的时间。为了避免这种问题，例如提出了利用Shack-Hartmann方式，将前述投影光学系统的像差作为波像差进行测定的方法。利用这种方式，准直透镜把在投影光学系统的成像面上成像的点光源变换成平行光。然后，由多个透镜使该平行光入射到二维地配置的微型透镜阵列上。借此，前述平行光对于各个的每一个，成像在配置在规定位置上的摄像元件上。这里，当前述投影光学系统不存在像差时，由于入射到前述微型透镜阵列上的平行光具有平行的波阵面，所以，微型透镜阵列的各个透镜将入射的光束成像在各透镜的光轴上。另一方面，当在前述投影光学系统中存在像差时，由于入射到前述微型透镜阵列上的平行光随着前述像差具有发生畸变的波阵面，所以，该平行光，对于各个透镜的每一个具有各不相同的波阵面的倾斜度。然后，入射到微型透镜阵列的各个透镜上的光束，对于各透镜的每一个，按照前述波阵面的倾斜量，成像在从其光轴上偏离开的位置上。从各个透镜的每一个的成像位置可以求出波阵面的倾斜度。然而，在前述现有技术的方法中，将配备有前述准直透镜，微型透镜阵列及摄像元件的波像差测定单元、例如在配置在支承前述基板的基板座上的规定位置上的状态下，利用该波像差测定单元测定投影光学系统的波像差。这是，必须把波像差测定单元的检测面配置在投影光学系统的成像面内。假如，在检测面未被配置在投影光学系统的成像面内的情况下，在对用波像差测定单元测定的波像差信息例如利用ツェルニケ多项式展开成各种像差成分时，不仅散焦成分加大，而且其它像差成分的精度也会下降。专利技术的综述本专利技术着眼于现有技术中存在的问题，其目的是提供可以正确地测定投影光学系统等被检测光学系统的波像差的波像差测定装置及波像差测定方法。此外，本专利技术的另一个目的是提供一种可以正确地测定投影光学系统的波像差、可提高曝光精度的曝光装置，以及可以高精度地制造微型器件的微型器件的制造方法。为达到前述目的，在本专利技术的一种形式中，提供一种波像差测定装置，它配备有检测经由被检测光学系统在规定面成像的图样的像的图样像检测机构，以及根据所检测出的前述图样像求出前述被检测光学系统的波像差信息的波像差运算机构。波像差测定装置，其特征为，它配备有检测前述图样像相对于前述规定面的成像状态检测机构，以及根据所检测出来的前述成像状态调整前述规定面与前述图样像的相对位置的调整机构。在本专利技术的一种实施形式中，提供一种波像差测定装置，它配备有检测出经由被检测光学系统成像的图样的像的图样像检测机构，以及基于所检测出来的图样的像求出前述被检测光学系统的波像差的波像差运算机构。波像差测定装置的特征为它配备有利用ツェルニケ多项式将前述波像差信息展开、计算出散焦成分的运算器，以及根据用前述运算器计算出的前述散焦成分调整前述规定面及前述图样的像的相对位置的调整机构。在本专利技术的另一种形式中，提供一种检测经由被检测光学系统在规定面上成像的图样的像，基于检测出的前述图样的像求出前述被检测光学系统的波像差信息的波像差测定方法。该测定方法的特征为，检测出前述图样的像相对于前述规定面的成像状态，根据所检测出的前述成像状态，调整前述规定面与前述图样像的相对位置，在调整前述规定面与前述图样的像的相对位置之后，求出前述被检测光学系统的波像差的信息。本专利技术的一种实施形式的波像差的测定方法，通过利用ツェルニケ多项式将波像差信息展开，计算散焦成分，根据前述散焦成分调整前述规定面与前述图样的像的相对位置。附图的简单说明附图说明图1、是表示本专利技术的曝光装置的第一种实施形式的简略结构图。图2、是表示图1的波像差测定单元的内部结构的剖视图。图3、是关于利用图1的波像差测定单元的测定方法的说明图。图4(a)、是投影光学系统中不存在像差时的波像差测定单元中，波像差测定状态的说明图。图4(b)、是投影光学系统中存在像差时的波像差测定单元中，波像差测定状态的说明图。图5、是利用ツェルニケ多项式对像差成分进行展开的说明图。图6、是微型器件的制造例的流程图。图7、是对于在半导体元件的情况下有关图6的基板处理的详细的流程图。实施专利技术的最佳形式(第一种实施形式)下面基于图1～图4说明把本专利技术具体化为半导体元件制造用的扫描曝光装置的第一种实施形式。首先对曝光装置的大致结构进行说明。如图1所示，曝光光源11，作为曝光光线EL，例如出射KrF受激准分子激光，ArF受激准分子激光，F2激光等脉冲光。前述曝光光线EL入射到作为光学积分器例如由多个透镜元件组成的蝇眼透镜12上，在该蝇眼透镜12的出射面上，形成对应于各个透镜元件的多个二次光源像。此外，作为光学积分器，也可以是柱形棱镜。从前述蝇眼透镜12出射的曝光光线EL，中间经由中继透镜13a，13b，中间掩模挡板14，反射镜15，聚光透镜16，入射到载置于掩模台RST上的作为掩模的中间掩模R上。在中间掩模R的图样面上画有半导体元件等的电路图样。这里，前述蝇眼透镜12，中继透镜13a，13b，反射镜15，聚光透镜16的合成系统构成使前述二次光源像重叠到中间掩模R上，用均匀的照度照明中间掩模R的照明光学系统17。前述中间掩模挡板14，其遮光面以与中间掩模R的图样区域构成共轭关系的方式配置。该中间掩模挡板14由可利用中间掩模挡板驱动部18进行开闭的多个可动遮光部(例如两个L形的可动遮光部)构成。同时，通过调整由这些可动遮光部形成的开口部的大小(狭缝宽度等)，可以任意设定照明中间掩模R的照明区域。前述掩模台RST可以利用线性马达等构成的掩模台驱动部19沿规定方向(扫描方向(Y方向))移动。掩模台RST具有可以使中间掩模R的整个面至少本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波像差测定装置，在配备有检测出经由被检测光学系统在规定面上成像的图样的像的图样像检测机构，以及基于被检测出来的前述图样的像求出前述被检测光学系统的波像差信息的波像差运算机构的波像差测定装置中，其特征为，配备有检测前述图样的像相对于前 述规定面的成像状态的成像状态检测机构，以及，根据所检测出来的前述成像状态调整前述规定面及前述图样像的相对位置的调整机构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2000-12-22 390551/001.一种波像差测定装置，在配备有检测出经由被检测光学系统在规定面上成像的图样的像的图样像检测机构，以及基于被检测出来的前述图样的像求出前述被检测光学系统的波像差信息的波像差运算机构的波像差测定装置中，其特征为，配备有检测前述图样的像相对于前述规定面的成像状态的成像状态检测机构，以及，根据所检测出来的前述成像状态调整前述规定面及前述图样像的相对位置的调整机构。2.如权利要求1所述的波像差测定装置，其特征为，前述规定面为前述图样像检测机构的检测面，前述调整机构调整前述被检测光学系统的成像面的位置与前述图样像检测机构的检测面的位置的至少其中之一。3.如权利要求2所述的波像差测定装置，前述图样像检测机构具有物镜光学系统，前述检测面为构成前述物镜光学系统的光学元件的表面。4.如权利要求3所述的波像差测定装置，前述检测面为形成平面的面。5.如权利要求1或2所述的波像差测定装置，其特征为，前述成像状态检测机构配备在把形成于掩模上的电路图样的像投影到基板的光学系统搭载的曝光装置上，并且由检测出前述图样检测机构的检测面相对于前述投影光学系统的成像面的最佳聚焦位置的自动聚焦机构构成。6.如权利要求1或2所述的波像差测定装置，其特征为，前述成像状态对应于从利用前述波像差运算机构求出的波像差信息计算出来的散焦成分。7.如权利要求6所述的波像差测定装置，其特征为，前述波像差运送机构基于从前述波像差信息计算出来的散焦成分调整前述调整机构中前述规定面与前述图样的像的相对位置，并且在进行这种调整之后，再次使前述图样像检测机构检测前述图样的像，根据该检测结果重新求出波像差信息。8.如权利要求5或7所述的波像差测定装置，其特征为，前述散焦成分由利用ツェルニケ多项式将前述波像差信息展开成各种像差成分时的一个成分构成。9.如权利要求1～8中任何一个所述的波像差测定装置，其特征为，前述图样像检测机构配备有把通过前述被检测光学系统的光束变换成平行光的光学系统，把前述平行光分割成多个光束的光学系统，接收前述被分割的光束的光接收机构。10.如权利要求9所述的波像差测定装置，其特征为，变换成前述平行光的光学系统构成与前述被检测光学系统对向的物镜光学系统，该物镜光学系统的第一面形成为平面。11.如权利要求10所述的波像差测定装置，其特征为，将前述物镜光学系统在前述被检测光学系统侧的焦点位置设定在该物镜光学系统的第一面上。12.如权利要求10或11所述的波像差测定装置，其特征为，前述被检测光学系统构成将前述掩模上的图样投影到...

【专利技术属性】
技术研发人员：水野恭志，
申请(专利权)人：株式会社尼康，
类型：发明
国别省市：JP[日本]