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JP2005327769A - Calculation method, adjustment method, exposure method, exposure apparatus, image forming state adjustment system, program, and information recording medium - Google Patents

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JP2005327769A
JP2005327769A JP2004141924A JP2004141924A JP2005327769A JP 2005327769 A JP2005327769 A JP 2005327769A JP 2004141924 A JP2004141924 A JP 2004141924A JP 2004141924 A JP2004141924 A JP 2004141924A JP 2005327769 A JP2005327769 A JP 2005327769A
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Japan
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optical system
projection optical
adjustment
predetermined
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JP2004141924A
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Taro Ogata
太郎 尾形
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Nikon Corp
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Nikon Corp
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Abstract

【課題】線幅などの所定の結像性能が最適となるような投影光学系による像形成状態の調整を行う。
【解決手段】目標露光条件と、投影光学系の波面収差とに基づいて、目標露光条件下における調整装置で用いられる複数の調整量と投影光学系の所定の結像性能との関係を表す特定関数を、ツェルニケ多項式の各項の係数でそれぞれ偏微分した偏微分係数(ツェルニケ感度)が算出される(ステップ296)。次いで、前記複数の調整量と、現在の所定の結像性能の目標値に対する差と、算出されたツェルニケ感度と、波面収差変化表との関係を示す結像性能計算関数に基づいて目標露光条件下における複数の調整量の最適値が算出される(ステップ302)。そして、その算出結果に基づいて調整装置を調整することで、線幅などの所定の結像性能が最適な状態となるような投影光学系による像形成状態の調整が行われる(ステップ320)。
【選択図】図10
An image forming state is adjusted by a projection optical system so that predetermined imaging performance such as line width is optimized.
A specification representing a relationship between a plurality of adjustment amounts used in an adjustment device under a target exposure condition and a predetermined imaging performance of the projection optical system based on the target exposure condition and the wavefront aberration of the projection optical system. A partial differential coefficient (Zernike sensitivity) obtained by partially differentiating the function by the coefficient of each term of the Zernike polynomial is calculated (step 296). Next, a target exposure condition based on an imaging performance calculation function indicating a relationship between the plurality of adjustment amounts, a difference with respect to a target value of a current predetermined imaging performance, a calculated Zernike sensitivity, and a wavefront aberration change table The optimum values of the plurality of adjustment amounts below are calculated (step 302). Then, by adjusting the adjustment device based on the calculation result, the image forming state is adjusted by the projection optical system so that the predetermined imaging performance such as the line width is optimal (step 320).
[Selection] Figure 10

Description

本発明は、算出方法、調整方法、露光方法及び露光装置、像形成状態調整システム、並びにプログラム及び情報記録媒体に係り、更に詳しくは、投影光学系によって物体上に投影されるパターンの像の物体上での形成状態を調整する調整装置で用いられる調整量の最適値を算出する算出方法、該算出方法を利用して前記像の形成状態を調整する調整方法、パターンの投影像の形成状態を調整する調整装置を備えた投影光学系を用いる露光方法及び露光装置、露光装置で用いられる投影光学系によるパターンの結像状態を最適化する像形成状態調整システム、並びに露光装置の制御系用のコンピュータにパターンの結像状態の最適化を実現させるプログラム及び該プログラムが記録された情報記録媒体に関する。   The present invention relates to a calculation method, an adjustment method, an exposure method and an exposure apparatus, an image formation state adjustment system, a program, and an information recording medium, and more particularly, an object of a pattern image projected onto an object by a projection optical system. The calculation method for calculating the optimum value of the adjustment amount used in the adjustment device for adjusting the formation state above, the adjustment method for adjusting the image formation state using the calculation method, and the formation state of the projected image of the pattern An exposure method and an exposure apparatus using a projection optical system provided with an adjusting apparatus for adjusting, an image forming state adjusting system for optimizing an image forming state of a pattern by the projection optical system used in the exposure apparatus, and a control system for the exposure apparatus The present invention relates to a program for causing a computer to optimize the imaging state of a pattern, and an information recording medium on which the program is recorded.

従来より、半導体素子又は液晶表示素子等をフォトリソグラフィ工程で製造する際に、フォトマスク又はレチクル(以下、「レチクル」と総称する)のパターンを、投影光学系を介して表面にフォトレジスト等の感光剤が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の基板上に転写する投影露光装置、例えばステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置(いわゆるステッパ)や、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置(いわゆるスキャニング・ステッパ)等が用いられている。   Conventionally, when a semiconductor element or a liquid crystal display element or the like is manufactured by a photolithography process, a pattern of a photomask or a reticle (hereinafter, collectively referred to as “reticle”) is formed on the surface of a photoresist or the like via a projection optical system. A projection exposure apparatus that transfers onto a substrate such as a wafer or glass plate coated with a photosensitive agent, such as a step-and-repeat type reduction projection exposure apparatus (so-called stepper), or a step-and-scan type scanning projection exposure. An apparatus (so-called scanning stepper) or the like is used.

ところで、半導体素子等を製造する場合には、異なる回路パターンを基板上に幾層にも積み重ねて形成する必要があるため、回路パターンが形成されたレチクルと、基板上の各ショット領域に既に形成されたパターンとを正確に重ね合わせることが重要である。かかる重ね合せを精度良く行うためには、投影光学系の結像性能が所望の状態(例えば、基板上のショット領域(パターン)に対するレチクルパターンの転写像の倍率誤差などを補正するよう)に調整されることが必要不可欠である。なお、基板上の各ショット領域に第1層目のレチクルパターンを転写する場合にも、第2層目以降のレチクルパターンを精度良く各ショット領域に転写するために、投影光学系の結像性能を調整しておくことが望ましい。   By the way, when manufacturing semiconductor devices, etc., it is necessary to form different circuit patterns by stacking them on the substrate, so that they are already formed on the reticle on which the circuit pattern is formed and each shot region on the substrate. It is important to accurately overlay the formed pattern. In order to perform such superposition accurately, the imaging performance of the projection optical system is adjusted to a desired state (for example, to correct a magnification error of a transfer image of a reticle pattern with respect to a shot area (pattern) on a substrate). It is indispensable to be done. Even when the first layer reticle pattern is transferred to each shot area on the substrate, the imaging performance of the projection optical system is used to accurately transfer the second and subsequent reticle patterns to each shot area. It is desirable to adjust.

この投影光学系の結像性能(光学特性の一種)を調整するためには、結像性能を正確に計測(又は検出)する必要があり、従来は、所定の計測用パターンが形成された計測用レチクルを用いて露光を行い、計測用パターンの投影像が転写形成された基板を現像して得られる転写像、例えばレジスト像を計測した計測結果に基づいて結像性能、具体的にはザイデルの5収差(ディストーション(歪曲収差)、球面収差、非点収差、像面湾曲、コマ収差)を算出する焼き付け法や、計測用レチクルを照明光により照明し投影光学系によって形成された計測用パターンの空間像(投影像)を計測し、この計測結果に基づいて上記5収差を算出する空間像計測法が、主として用いられていた。   In order to adjust the imaging performance (a kind of optical characteristics) of this projection optical system, it is necessary to accurately measure (or detect) the imaging performance, and conventionally, measurement in which a predetermined measurement pattern is formed. Image formation performance, specifically Seidel based on measurement results obtained by measuring a transfer image obtained by developing a substrate on which a projection image of a measurement pattern is transferred and developed, for example, a resist image. A printing method for calculating the five aberrations (distortion, distortion, astigmatism, curvature of field, coma), and a measurement pattern formed by a projection optical system that illuminates a measurement reticle with illumination light The aerial image measurement method of measuring the aerial image (projected image) and calculating the five aberrations based on the measurement result has been mainly used.

しかるに、近時においては、半導体素子等の高集積化に伴い、回路パターンがますます微細化しており、ザイデルの5収差(低次収差)を補正するのみでは、不十分であり、より高次の収差を含めた投影光学系の総合的な結像性能の調整が要求されるに至っていた。   Recently, however, circuit patterns are becoming increasingly finer as semiconductor devices are highly integrated, and it is not sufficient to correct Seidel's five aberrations (lower order aberrations). Therefore, it has been required to adjust the overall imaging performance of the projection optical system including this aberration.

また、投影光学系によるパターンの結像性能ないしは結像状態の調整には、例えば投影光学系を構成するレンズエレメントなどの光学素子の位置や傾きなどを調整する結像性能調整機構などが用いられるが、結像性能は、露光条件、例えば照明条件(照明σなど)、投影光学系のN.A.(開口数)、使用するパターンなどにより変化する。従って、ある露光条件で最適な結像性能調整機構による各光学素子の調整位置等が、他の露光条件の下では、必ずしも最適な調整位置等になるとは限らない。   For the adjustment of the pattern imaging performance or imaging state of the projection optical system, for example, an imaging performance adjustment mechanism for adjusting the position and inclination of an optical element such as a lens element constituting the projection optical system is used. However, the imaging performance depends on exposure conditions such as illumination conditions (such as illumination σ) and N. A. (Numerical aperture), and changes depending on the pattern used. Therefore, the adjustment position or the like of each optical element by the optimum imaging performance adjustment mechanism under a certain exposure condition is not always the optimum adjustment position or the like under other exposure conditions.

このような背景の下、任意の露光条件、例えば投影光学系のN.A.、照明σ,及び対象パターンの組み合わせに対し、最適な結像性能を引き出す結像性能調整機構による各光学素子の調整位置等を迅速に算出する像形成状態調整システム等に関する発明が、最近になって提案されている(下記特許文献1参照)。この特許文献1に記載の発明では、調整装置の調整量(各光学素子の調整位置等)と結像性能との関係を表す線形関数(線形結合されたマトリクス)に、自乗平均最適化法(最小自乗法)などの最適化法を適用することで、各光学素子の調整位置等を算出するものである。   Under such a background, arbitrary exposure conditions, for example, N.I. A. Recently, an invention related to an image formation state adjustment system for quickly calculating an adjustment position of each optical element by an image formation performance adjustment mechanism that draws out an optimum image formation performance for a combination of illumination σ and a target pattern has recently been developed. (See Patent Document 1 below). In the invention described in Patent Document 1, the root mean square optimization method (linearly combined matrix) representing the relationship between the adjustment amount (adjustment position and the like of each optical element) of the adjustment device and the imaging performance is used. By applying an optimization method such as the method of least squares, the adjustment position of each optical element is calculated.

しかしながら、結像性能の中には、調整装置の調整量(各光学素子の調整位置等)と結像性能との関係が、線形関数で表現できないものもある。例えば、露光対象のパターンの像の線幅は、一般に、調整装置の調整量とは、線形関係に無いことが知られている(例えば特許文献2参照)。このため、上記特許文献1に開示される像形成状態調整システム等にあっては、上記の線幅に代表されるような、調整装置の調整量と線形関係に無い結像性能の調整のために、調整装置の最適な調整量等を算出することは困難であった。また、当然、上記特許文献1に開示される像形成状態調整システム等では、任意の露光条件下において、調整装置の調整量に基づいて上記線幅等の調整装置の調整量と線形関係に無い結像性能を算出することはできなかった。   However, in some imaging performance, the relationship between the adjustment amount (adjustment position of each optical element, etc.) of the adjusting device and the imaging performance cannot be expressed by a linear function. For example, it is known that the line width of the pattern image to be exposed is generally not in a linear relationship with the adjustment amount of the adjustment device (see, for example, Patent Document 2). For this reason, in the image forming state adjustment system disclosed in the above-mentioned Patent Document 1, for the purpose of adjusting the imaging performance which is not linearly related to the adjustment amount of the adjustment device, as represented by the above line width. In addition, it is difficult to calculate the optimum adjustment amount of the adjustment device. Naturally, the image forming state adjustment system disclosed in the above-mentioned Patent Document 1 does not have a linear relationship with the adjustment amount of the adjustment device such as the line width based on the adjustment amount of the adjustment device under an arbitrary exposure condition. The imaging performance could not be calculated.

国際公開03/065428号パンフレットInternational Publication No. 03/065428 Pamphlet 国際公開03/075328号パンフレットInternational Publication No. 03/075328 Pamphlet

本発明は、上記事情の下でなされたもので、その第1の観点からすると、投影光学系によって物体上に投影されるパターンの像の前記物体上での形成状態を調整する調整装置で用いられる調整量の最適値を算出する算出方法であって、複数の調整量と前記投影光学系の所定の結像性能との関係を表す非線形関数を線形近似した結像性能計算近似関数を作成する近似関数作成工程と;前記結像性能計算近似関数に基づいて前記複数の調整量の最適値を算出する算出工程と;を含む算出方法である。   The present invention has been made under the above circumstances. From the first viewpoint, the present invention is used in an adjustment device that adjusts the formation state of an image of a pattern projected onto an object by the projection optical system on the object. A calculation method for calculating an optimum value of an adjustment amount to be generated, and an imaging performance calculation approximation function in which a nonlinear function representing a relationship between a plurality of adjustment amounts and a predetermined imaging performance of the projection optical system is linearly approximated is created A calculation method including: an approximate function creating step; and a calculation step of calculating optimum values of the plurality of adjustment amounts based on the imaging performance calculation approximate function.

これによれば、複数の調整量と投影光学系の所定の結像性能との関係を表す非線形関数を線形近似した結像性能計算近似関数を作成する工程を経て、その作成された結像性能計算近似関数に基づいて調整量の最適値を、適宜な最適化計算手法により算出するという手法が採用されている。従って、前述したパターンの像の線幅などの調整装置の調整量と線形関係に無い結像性能の調整に用いることができる、調整量の最適値(最適な調整量)を容易に算出することが可能になる。   According to this, through the step of creating an imaging performance calculation approximation function that linearly approximates a nonlinear function representing the relationship between a plurality of adjustment amounts and the predetermined imaging performance of the projection optical system, the created imaging performance A method of calculating an optimum value of the adjustment amount based on a calculation approximation function by an appropriate optimization calculation method is employed. Therefore, it is possible to easily calculate the optimum value of the adjustment amount (optimum adjustment amount) that can be used to adjust the imaging performance that is not linearly related to the adjustment amount of the adjustment device such as the line width of the pattern image described above. Is possible.

この場合において、算出された最新の複数の調整量の最適値に対応する、前記非線形関数を線形近似する新たな結像性能計算近次関数を作成する第1副工程と、前記新たな結像性能計算近次関数に基づいて前記複数の調整量の最適値を算出する第2副工程との一連の処理を、少なくとも1回行う処理工程を、更に含むこととすることができる。この場合において、処理工程では、前記一連の処理を1回だけ行うこととすることもできるし、あるいは前記一連の処理を複数回繰り返して、前記調整量の最適解を導くこととすることもできる。特に後者では、その繰り返しにより、漸近的に調整量の最適解が導かれる。   In this case, a first sub-step of creating a new imaging performance calculation near-order function that linearly approximates the nonlinear function corresponding to the calculated optimum values of the latest plurality of adjustment amounts, and the new imaging The method may further include a processing step of performing a series of processing with the second sub-step of calculating the optimum values of the plurality of adjustment amounts based on a performance calculation approximate function at least once. In this case, in the processing step, the series of processes may be performed only once, or the series of processes may be repeated a plurality of times to derive an optimum solution of the adjustment amount. . Particularly in the latter case, the optimum solution of the adjustment amount is asymptotically derived by repeating the process.

本発明は、第2の観点からすると、投影光学系によって物体上に投影されるパターンの像の前記物体上での形成状態を、調整装置を用いて調整する調整方法であって、本発明の算出方法を用いて複数の調整量の最適値を算出する工程と;算出された複数の調整量の最適値に基づいて前記調整装置を調整する工程と;を含む調整方法である。   According to a second aspect of the present invention, there is provided an adjustment method for adjusting a formation state of an image of a pattern projected on an object by a projection optical system on the object using an adjustment device. An adjustment method comprising: calculating an optimum value of a plurality of adjustment amounts using a calculation method; and adjusting the adjustment device based on the calculated optimum values of the plurality of adjustment amounts.

これによれば、本発明の算出方法により、前述したパターンの像の線幅などの調整装置の調整量と線形関係に無い結像性能の調整に用いることができる、調整装置の複数の調整量の最適値が容易に算出され、その算出された複数の調整量の最適値に基づいて調整装置が調整される。これにより、投影光学系により物体上に投影されるパターンの像の線幅などの投影光学系の結像性能が最適な状態となるように、前記像の形成状態を調整することが可能となる。   According to this, by the calculation method of the present invention, a plurality of adjustment amounts of the adjustment device that can be used to adjust the imaging performance that is not linearly related to the adjustment amount of the adjustment device such as the line width of the pattern image described above. The optimum value is easily calculated, and the adjustment device is adjusted based on the calculated optimum values of the plurality of adjustment amounts. As a result, the image formation state can be adjusted so that the imaging performance of the projection optical system, such as the line width of the pattern image projected onto the object by the projection optical system, is in an optimal state. .

本発明は、第3の観点からすると、本発明の調整方法により、前記パターンの像の前記物体上での形成状態を調整する工程と;前記像の形成状態の調整が行われた後、前記パターンを前記投影光学系を用いて前記物体上に転写する工程と;を含む第1の露光方法である。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a step of adjusting a formation state of the image of the pattern on the object by the adjustment method of the invention; and after the adjustment of the formation state of the image is performed, Transferring a pattern onto the object using the projection optical system.

これによれば、本発明の調整方法により、投影光学系により物体上に投影されるパターンの像の線幅などの投影光学系の結像性能が最適な状態となるような調整(像形成状態の調整)が行われた後、その調整後の投影光学系を用いてパターンが物体上に転写される。この結果、パターンの像(転写像)を精度良く物体上に形成することができる。   According to this, the adjustment method according to the present invention can be adjusted so that the imaging performance of the projection optical system such as the line width of the image of the pattern projected onto the object by the projection optical system is in an optimal state (image forming state). After the adjustment is performed, the pattern is transferred onto the object using the adjusted projection optical system. As a result, a pattern image (transfer image) can be accurately formed on the object.

本発明は、第4の観点からすると、パターンの投影像の形成状態を調整する調整装置を備えた投影光学系を用いて、所定のパターンを物体上に転写する露光方法であって、与えられた目標露光条件と、前記投影光学系の波面に関する情報とに基づいて、目標露光条件下における前記調整装置で用いられる複数の調整量と前記投影光学系の所定の結像性能との関係を表す特定関数を、前記波面を展開したツェルニケ多項式の各項の係数でそれぞれ偏微分した偏微分係数である前記所定の結像性能のツェルニケ感度を算出するツェルニケ感度算出工程と;前記複数の調整量と、所定の露光条件下における前記投影光学系の前記所定の結像性能と該結像性能の所定の目標値との差と、算出された前記所定の結像性能のツェルニケ感度と、前記複数の調整量のそれぞれと前記投影光学系の波面収差の変化との関係を示すパラメータ群から成る波面収差変化表との関係を示す結像性能計算関数に基づいて前記目標露光条件下における前記複数の調整量の最適値を算出する調整量算出工程と;前記目標露光条件下で、前記複数の調整量の最適値の算出結果に基づいて前記調整装置を調整した状態で、前記パターンを前記投影光学系を用いて前記物体上に転写する転写工程と;を含む第2の露光方法である。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an exposure method for transferring a predetermined pattern onto an object using a projection optical system provided with an adjusting device for adjusting a formation state of a projected image of the pattern. Represents a relationship between a plurality of adjustment amounts used in the adjustment device under the target exposure condition and a predetermined imaging performance of the projection optical system based on the target exposure condition and information on the wavefront of the projection optical system. A Zernike sensitivity calculation step of calculating a Zernike sensitivity of the predetermined imaging performance, which is a partial differential coefficient obtained by partially differentiating a specific function by a coefficient of each term of the Zernike polynomial that expands the wavefront; and the plurality of adjustment amounts; A difference between the predetermined imaging performance of the projection optical system under a predetermined exposure condition and a predetermined target value of the imaging performance; a Zernike sensitivity of the calculated predetermined imaging performance; The plurality of adjustments under the target exposure condition based on an imaging performance calculation function showing a relationship between a wavefront aberration change table composed of a parameter group indicating a relationship between each of the adjustment amount and a change in the wavefront aberration of the projection optical system An adjustment amount calculating step for calculating an optimum value of the amount; and the projection optical system in a state where the adjustment device is adjusted based on the calculation result of the optimum values of the plurality of adjustment amounts under the target exposure condition. And a transfer step of transferring onto the object using a second exposure method.

これによれば、与えられた目標露光条件と、前記投影光学系の波面に関する情報とに基づいて、目標露光条件下における調整装置で用いられる複数の調整量と投影光学系の所定の結像性能との関係を表す特定関数を、前記波面を展開したツェルニケ多項式の各項の係数でそれぞれ偏微分した偏微分係数、すなわち所定の結像性能のツェルニケ感度が算出される(ツェルニケ感度算出工程)。ここで、前記ツェルニケ感度の算出は、特定関数が線形関数であるか非線形関数であるかを問わず、行うことができる。   According to this, based on given target exposure conditions and information on the wavefront of the projection optical system, a plurality of adjustment amounts used in the adjustment device under the target exposure conditions and predetermined imaging performance of the projection optical system The partial differential coefficient obtained by partial differentiation of the specific function representing the relationship with the coefficient of each term of the Zernike polynomial that expands the wavefront, that is, the Zernike sensitivity of a predetermined imaging performance is calculated (Zernike sensitivity calculating step). Here, the Zernike sensitivity can be calculated regardless of whether the specific function is a linear function or a nonlinear function.

次いで、前記複数の調整量と、所定の露光条件下における投影光学系の前記所定の結像性能と該結像性能の所定の目標値との差と、算出されたツェルニケ感度と、波面収差変化表(前記複数の調整量のそれぞれと投影光学系の波面収差の変化との関係を示すパラメータ群を要素とするテーブルデータ)との関係を示す結像性能計算関数に基づいて目標露光条件下における複数の調整量の最適値が算出される(調整量算出工程)。ここで、特定関数が線形関数である場合には、結像性能計算関数は、その特定関数と実質的に同一の関数(固定のオフセット値(零を含む)を加算した関数を含む)となり、特定関数が非線形関数である場合には、結像性能計算関数は、その非線形関数の線形近似関数となる。   Next, the plurality of adjustment amounts, the difference between the predetermined imaging performance of the projection optical system under a predetermined exposure condition and a predetermined target value of the imaging performance, the calculated Zernike sensitivity, and the wavefront aberration change Under a target exposure condition based on an imaging performance calculation function showing a relationship between a table (table data including a parameter group indicating a relationship between each of the plurality of adjustment amounts and a change in wavefront aberration of the projection optical system) An optimum value of a plurality of adjustment amounts is calculated (adjustment amount calculation step). Here, when the specific function is a linear function, the imaging performance calculation function is substantially the same function (including a function obtained by adding a fixed offset value (including zero)), and When the specific function is a nonlinear function, the imaging performance calculation function is a linear approximation function of the nonlinear function.

いずれにしても、複数の調整量の最適値の算出結果に基づいて前記調整装置を調整した状態で、前記パターンが投影光学系を用いて物体上に転写される(転写工程)。これにより、パターンの像の線幅などの所定の結像性能が最適な状態となるような投影光学系による像形成状態の調整が行われた状態で、その投影光学系を用いてパターンが物体上に転写される。従って、パターンの像(転写像)を精度良く物体上に形成することができる。   In any case, the pattern is transferred onto the object using the projection optical system in a state where the adjustment device is adjusted based on the calculation results of the optimum values of the plurality of adjustment amounts (transfer process). As a result, in the state in which the image formation state is adjusted by the projection optical system so that the predetermined imaging performance such as the line width of the image of the pattern is in an optimal state, the pattern is formed using the projection optical system. Transcribed above. Therefore, a pattern image (transfer image) can be accurately formed on the object.

この場合において、特定関数が非線形関数である場合には、結像性能計算関数がその非線形関数の線形近似関数となることから、複数の調整量の最適値の算出結果に従って調整装置を調整しても、所定の結像性能が不十分な場合があり得る。   In this case, when the specific function is a nonlinear function, the imaging performance calculation function is a linear approximation function of the nonlinear function, so the adjustment device is adjusted according to the calculation result of the optimum value of the plurality of adjustment amounts. However, the predetermined imaging performance may be insufficient.

そこで、前記転写工程に先立って、前記複数の調整量の最適値の算出結果と前記結像性能計算関数とに基づいて最適化の結果を評価する評価工程と;評価の結果、更なる最適化が必要な場合に、前記複数の調整量の最適値の算出結果と前記波面収差変化表とに基づいて算出される新たな波面に関する情報と前記目標露光条件とに基づいて、前記目標露光条件下における前記所定の結像性能のツェルニケ感度を新たに算出するツェルニケ感度再算出工程と;前記複数の調整量と、所定の露光条件下における前記投影光学系の前記所定の結像性能と該結像性能の所定の目標値との差と、前記新たに算出された前記所定の結像性能のツェルニケ感度と、前記波面収差変化表との関係を示す結像性能計算関数に基づいて前記目標露光条件下における前記複数の調整量の最適値を新たに算出する調整量再算出工程と;を更に含むこととすることができる。かかる場合には、新たに算出された複数の調整量の最適値に基づいて前記調整装置を調整した状態で、前記パターンが投影光学系を用いて物体上に転写されることとなる。   Therefore, prior to the transfer step, an evaluation step for evaluating the optimization result based on the calculation result of the optimum value of the plurality of adjustment amounts and the imaging performance calculation function; and as a result of the evaluation, further optimization Is necessary based on the calculation result of the optimum value of the plurality of adjustment amounts and the information on the new wavefront calculated based on the wavefront aberration change table and the target exposure condition. A Zernike sensitivity recalculation step for newly calculating the Zernike sensitivity of the predetermined imaging performance in the system; the plurality of adjustment amounts; the predetermined imaging performance of the projection optical system under a predetermined exposure condition; and the imaging The target exposure condition based on an imaging performance calculation function indicating a relationship between a difference from a predetermined target value of performance, a Zernike sensitivity of the newly calculated predetermined imaging performance, and the wavefront aberration change table Before And adjustment amount recalculation process for newly calculating an optimum value of a plurality of adjustment amounts; can be further comprise. In such a case, the pattern is transferred onto the object using the projection optical system in a state where the adjustment device is adjusted based on the optimum values of the plurality of newly calculated adjustment amounts.

この場合において、前記評価工程、前記ツェルニケ感度再算出工程及び調整量再算出工程の一連の処理を、複数回繰り返すこととすることができる。かかる場合には、その複数回の繰り返しにより、漸近的に調整量の最適解が導かれる。   In this case, a series of processes of the evaluation process, the Zernike sensitivity recalculation process, and the adjustment amount recalculation process can be repeated a plurality of times. In such a case, the optimum solution of the adjustment amount is asymptotically derived by repeating the plurality of times.

本発明は、第5の観点からすると、パターンの投影像を物体上に形成する投影光学系の所定の結像性能を算出する結像性能算出方法であって、少なくとも1つの基準となる露光条件下における、前記投影像の形成状態を調整する調整装置で用いられる複数の調整量の情報及び前記投影光学系の波面に関する情報に基づいて、任意の露光条件下における、前記複数の調整量と前記投影光学系の所定の結像性能との関係を表す特定関数を、前記波面を展開したツェルニケ多項式の各項の係数でそれぞれ偏微分した偏微分係数である前記所定の結像性能のツェルニケ感度を算出するツェルニケ感度算出工程と;前記投影光学系の波面収差と前記所定の結像性能のツェルニケ感度とに基づいて、前記任意の露光条件下における前記投影光学系の前記所定の結像性能を算出する結像性能算出工程と;を含む結像性能算出方法である。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an imaging performance calculation method for calculating a predetermined imaging performance of a projection optical system that forms a projected image of a pattern on an object, wherein the exposure condition is at least one reference. Based on information on a plurality of adjustment amounts used in an adjustment device that adjusts the formation state of the projection image below and information on the wavefront of the projection optical system, the plurality of adjustment amounts under the arbitrary exposure conditions The Zernike sensitivity of the predetermined imaging performance, which is a partial differential coefficient obtained by partially differentiating the specific function representing the relationship with the predetermined imaging performance of the projection optical system by the coefficient of each term of the Zernike polynomial that expands the wavefront. Calculating the Zernike sensitivity to be calculated; and based on the wavefront aberration of the projection optical system and the Zernike sensitivity of the predetermined imaging performance, the location of the projection optical system under the arbitrary exposure conditions And imaging performance calculating step of calculating the imaging performance of; a imaging performance calculation method comprising.

これによれば、少なくとも1つの基準となる露光条件下における、投影像の形成状態を調整する調整装置で用いられる複数の調整量の情報及び前記投影光学系の波面に関する情報に基づいて、任意の露光条件下における所定の結像性能のツェルニケ感度が算出される(ツェルニケ感度算出工程)。そして、投影光学系の波面収差と算出された所定の結像性能のツェルニケ感度とに基づいて、前記任意の露光条件下における投影光学系の前記所定の結像性能が算出される(結像性能算出工程)。従って、例えば、その結像性能の算出結果に基づいて、誰でも容易に投影光学系の所定の結像性能が満足すべきものかどうかなどを評価することが可能となる。   According to this, based on the information on the plurality of adjustment amounts used in the adjustment device for adjusting the formation state of the projected image under the exposure condition serving as at least one reference and the information on the wavefront of the projection optical system, any arbitrary The Zernike sensitivity of predetermined imaging performance under the exposure conditions is calculated (Zernike sensitivity calculating step). Then, based on the wavefront aberration of the projection optical system and the calculated Zernike sensitivity of the predetermined imaging performance, the predetermined imaging performance of the projection optical system under the arbitrary exposure conditions is calculated (imaging performance) Calculation step). Therefore, for example, it is possible for anyone to easily evaluate whether or not the predetermined imaging performance of the projection optical system should be satisfied based on the calculation result of the imaging performance.

本発明は、第6の観点からすると、投影光学系を介して物体上にパターンを転写する露光方法であって、本発明の結像性能算出方法を用いて、前記転写における複数の設定情報のうち着目する設定情報に関して設定値が異なる複数の露光条件でそれぞれ前記投影光学系の結像性能を算出する工程を含む第3の露光方法である。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an exposure method for transferring a pattern onto an object via a projection optical system, wherein a plurality of setting information in the transfer is obtained using the imaging performance calculation method of the present invention. The third exposure method includes a step of calculating the imaging performance of the projection optical system under a plurality of exposure conditions having different setting values with respect to the setting information to be noticed.

これによれば、露光条件毎に算出される結像性能に基づいて前記着目する設定情報に関する設定値が最適となる露光条件、すなわち最良露光条件を容易に決定することが可能となる。   According to this, it becomes possible to easily determine the exposure condition in which the setting value relating to the setting information to be focused on, that is, the best exposure condition, is optimal based on the imaging performance calculated for each exposure condition.

本発明は、第7の観点からすると、エネルギビームによりマスクを照明して前記マスクに形成されたパターンを投影光学系を介して物体上に転写する露光装置であって、前記パターンの投影像の物体上での形成状態を調整する調整装置と;与えられた目標露光条件と、前記投影光学系の波面に関する情報とに基づいて、目標露光条件下における前記調整装置の複数の調整量と前記投影光学系の所定の結像性能との関係を表す特定関数を、前記波面を展開したツェルニケ多項式の各項の係数でそれぞれ偏微分した偏微分係数である前記所定の結像性能のツェルニケ感度を算出する第1算出装置と;前記複数の調整量と、所定の露光条件下における前記投影光学系の前記所定の結像性能と該結像性能の所定の目標値との差と、前記第1算出装置により算出された前記所定の結像性能のツェルニケ感度と、前記複数の調整量のそれぞれと前記投影光学系の波面収差の変化との関係を示すパラメータ群から成る波面収差変化表との関係を示す結像性能計算関数に基づいて前記目標露光条件下における前記複数の調整量の最適値を算出する第2算出装置と;前記パターンの転写を行うに当たり、前記複数の調整量の最適値の算出結果に基づいて前記調整装置を調整する処理装置と;を備える第1の露光装置である。   From a seventh aspect, the present invention is an exposure apparatus that illuminates a mask with an energy beam and transfers a pattern formed on the mask onto an object via a projection optical system, An adjustment device that adjusts the formation state on the object; and a plurality of adjustment amounts of the adjustment device and the projection under a target exposure condition based on a given target exposure condition and information on a wavefront of the projection optical system Calculates the Zernike sensitivity of the predetermined imaging performance, which is a partial differential coefficient obtained by partially differentiating the specific function representing the relationship with the predetermined imaging performance of the optical system by the coefficient of each term of the Zernike polynomial that expands the wavefront. A first calculation device that performs the plurality of adjustment amounts, a difference between the predetermined imaging performance of the projection optical system under a predetermined exposure condition and a predetermined target value of the imaging performance, and the first calculation. Equipment FIG. 5 shows a relationship between the Zernike sensitivity of the predetermined imaging performance calculated by the calculation and a wavefront aberration change table including a parameter group indicating a relationship between each of the plurality of adjustment amounts and a change in the wavefront aberration of the projection optical system. A second calculation device that calculates an optimum value of the plurality of adjustment amounts under the target exposure condition based on an imaging performance calculation function; and a calculation result of the optimum values of the plurality of adjustment amounts in transferring the pattern And a processing device for adjusting the adjustment device based on the first exposure apparatus.

これによれば、第1算出装置により、与えられた目標露光条件と、前記投影光学系の波面に関する情報とに基づいて、目標露光条件下における所定の結像性能のツェルニケ感度が算出される。ここで、所定の結像性能のツェルニケ感度の算出は、上記の特定関数が線形関数であるか非線形関数であるかを問わず、行うことができる。   According to this, the Zernike sensitivity of the predetermined imaging performance under the target exposure condition is calculated by the first calculation device based on the given target exposure condition and information on the wavefront of the projection optical system. Here, the Zernike sensitivity of the predetermined imaging performance can be calculated regardless of whether the specific function is a linear function or a nonlinear function.

また、第2算出装置により、前記複数の調整量と、所定の露光条件下における投影光学系の前記所定の結像性能と該結像性能の所定の目標値との差と、算出されたツェルニケ感度と、波面収差変化表との関係を示す結像性能計算関数に基づいて目標露光条件下における複数の調整量の最適値が算出される。そして、処理装置により、前記パターンの転写を行うに当たり、複数の調整量の最適値の算出結果に基づいてパターンの像の線幅などの所定の結像性能が最適な状態となるように調整装置が調整される。   In addition, the second calculating device may calculate the plurality of adjustment amounts, a difference between the predetermined imaging performance of the projection optical system under a predetermined exposure condition and a predetermined target value of the imaging performance, and the calculated Zernike. Based on the imaging performance calculation function indicating the relationship between the sensitivity and the wavefront aberration change table, optimum values of a plurality of adjustment amounts under the target exposure conditions are calculated. Then, when the pattern is transferred by the processing device, the adjustment device so that a predetermined imaging performance such as the line width of the image of the pattern is in an optimum state based on the calculation result of the optimum value of the plurality of adjustment amounts. Is adjusted.

従って、この調整後の状態で、前記パターンが投影光学系を用いて物体上に転写されることにより、パターンの像(転写像)が精度良く物体上に形成されることとなる。   Therefore, in the state after this adjustment, the pattern is transferred onto the object using the projection optical system, so that an image of the pattern (transfer image) is formed on the object with high accuracy.

本発明は、第8の観点からすると、エネルギビームによりマスクを照明して前記マスクに形成されたパターンを投影光学系を介して物体上に転写する露光装置であって、前記投影像の物体上での形成状態を調整する調整装置と;少なくとも1つの基準となる露光条件下における、前記調整装置で用いられる複数の調整量の情報及び前記投影光学系の波面に関する情報に基づいて、任意の露光条件下における、前記複数の調整量と前記投影光学系の所定の結像性能との関係を表す特定関数を、前記波面を展開したツェルニケ多項式の各項の係数でそれぞれ偏微分した偏微分係数である前記所定の結像性能のツェルニケ感度を算出する第1算出装置と;前記投影光学系の波面収差と前記第1算出装置で算出された前記所定の結像性能のツェルニケ感度とに基づいて、前記任意の露光条件下における前記投影光学系の前記所定の結像性能を算出する第2算出装置と;を備える第2の露光装置である。   According to an eighth aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus that illuminates a mask with an energy beam and transfers a pattern formed on the mask onto an object via a projection optical system. An adjustment device that adjusts the formation state of the projection optical system; arbitrary exposure based on information on a plurality of adjustment amounts used in the adjustment device and information on the wavefront of the projection optical system under at least one reference exposure condition The specific function representing the relationship between the plurality of adjustment amounts and the predetermined imaging performance of the projection optical system under the condition is a partial differential coefficient obtained by partial differential with the coefficient of each term of the Zernike polynomial that expands the wavefront. A first calculation device for calculating Zernike sensitivity of the predetermined imaging performance; a wavefront aberration of the projection optical system and the Zernike of the predetermined imaging performance calculated by the first calculation device; A second exposure apparatus comprising a; based on the degree, the arbitrary second calculation device for calculating a predetermined imaging performance of the projection optical system in the exposure conditions.

これによれば、例えば、その結像性能の算出結果に基づいて、誰でも容易に投影光学系の所定の結像性能が満足すべきものかどうかなどを評価することが可能となる。   According to this, for example, based on the calculation result of the imaging performance, anyone can easily evaluate whether or not the predetermined imaging performance of the projection optical system should be satisfied.

本発明は、第9の観点からすると、所定のパターンの投影像を投影光学系を用いて物体上に形成する露光装置で用いられる前記投影像の物体上での形成状態を最適化するための像形成状態調整システムであって、前記投影像の物体上での形成状態を調整する調整装置と;前記露光装置に通信路を介して接続されたコンピュータと;を備え、前記コンピュータは、与えられた目標露光条件と、前記投影光学系の波面に関する情報とに基づいて、目標露光条件下における前記調整装置の複数の調整量と前記投影光学系の所定の結像性能との関係を表す特定関数を、前記波面を展開したツェルニケ多項式の各項の係数でそれぞれ偏微分した偏微分係数である前記所定の結像性能のツェルニケ感度を算出する第1の機能と;前記複数の調整量と、所定の露光条件下における前記投影光学系の前記所定の結像性能と該結像性能の所定の目標値との差と、算出された前記所定の結像性能のツェルニケ感度と、前記複数の調整量のそれぞれと前記投影光学系の波面収差の変化との関係を示すパラメータ群から成る波面収差変化表との関係を示す結像性能計算関数に基づいて前記目標露光条件下における前記複数の調整量の最適値を算出する第2の機能と;を有することを特徴とする第1の像形成状態調整システムである。   According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a method for optimizing a formation state of the projection image on an object used in an exposure apparatus that forms a projection image of a predetermined pattern on the object using a projection optical system. An image formation state adjustment system, comprising: an adjustment device that adjusts a formation state of the projection image on an object; and a computer connected to the exposure apparatus via a communication path, the computer being provided Specific function representing a relationship between a plurality of adjustment amounts of the adjusting device and a predetermined imaging performance of the projection optical system under the target exposure condition based on the target exposure condition and information on the wavefront of the projection optical system A first function for calculating Zernike sensitivity of the predetermined imaging performance, which is a partial differential coefficient obtained by partial differentiation with respect to a coefficient of each term of the Zernike polynomial that expands the wavefront; and the plurality of adjustment amounts; A difference between the predetermined imaging performance of the projection optical system under exposure conditions and a predetermined target value of the imaging performance, a Zernike sensitivity of the calculated predetermined imaging performance, and the plurality of adjustment amounts. Optimum of the plurality of adjustment amounts under the target exposure condition based on an imaging performance calculation function indicating a relationship between a wavefront aberration change table including a parameter group indicating a relationship between each and a change in wavefront aberration of the projection optical system And a second function for calculating a value; and a first image forming state adjusting system.

これによれば、コンピュータにより、与えられた目標露光条件と、前記投影光学系の波面に関する情報とに基づいて、目標露光条件下における所定の結像性能のツェルニケ感度が算出されるとともに、複数の調整量と、所定の露光条件下における投影光学系の前記所定の結像性能と該結像性能の所定の目標値との差と、算出された前記所定の結像性能のツェルニケ感度と、波面収差変化表との関係を示す結像性能計算関数に基づいて前記目標露光条件下における前記複数の調整量の最適値が算出される。そして、複数の調整量の最適値の算出結果に基づいて前記調整装置を調整した状態(パターンの像の線幅などの所定の結像性能が最適な状態となるような投影光学系による像形成状態の調整が行われた状態)で、前記パターンが投影光学系を用いて物体上に転写されることで、その投影光学系を用いてパターンの像(転写像)が精度良く物体上に形成されることとなる。   According to this, the computer calculates the Zernike sensitivity of the predetermined imaging performance under the target exposure condition based on the given target exposure condition and information on the wavefront of the projection optical system, and a plurality of An adjustment amount, a difference between the predetermined imaging performance of the projection optical system under a predetermined exposure condition and a predetermined target value of the imaging performance, a calculated Zernike sensitivity of the predetermined imaging performance, and a wavefront Based on the imaging performance calculation function indicating the relationship with the aberration change table, the optimum values of the plurality of adjustment amounts under the target exposure condition are calculated. Then, the adjustment device is adjusted based on the calculation results of the optimum values of a plurality of adjustment amounts (image formation by a projection optical system in which a predetermined imaging performance such as the line width of the pattern image is optimal) When the state is adjusted), the pattern is transferred onto the object using the projection optical system, and a pattern image (transfer image) is accurately formed on the object using the projection optical system. Will be.

本発明は、第10の観点からすると、所定のパターンの投影像を投影光学系を用いて物体上に形成する露光装置で用いられる前記投影像の物体上での形成状態を最適化するための像形成状態調整システムであって、前記投影像の物体上での形成状態を調整する調整装置と;前記露光装置に通信路を介して接続され、少なくとも1つの基準となる露光条件下における、前記調整装置で用いられる複数の調整量の情報及び前記投影光学系の波面に関する情報に基づいて、任意の露光条件下における、前記複数の調整量と前記投影光学系の所定の結像性能との関係を表す特定関数を、前記波面を展開したツェルニケ多項式の各項の係数でそれぞれ偏微分した偏微分係数である前記所定の結像性能のツェルニケ感度を算出するとともに、前記投影光学系の波面収差と算出された前記所定の結像性能のツェルニケ感度とに基づいて、前記任意の露光条件下における前記投影光学系の前記所定の結像性能を算出するコンピュータと;を備える第2の像形成状態調整システムである。   According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a method for optimizing the formation state of the projection image on an object used in an exposure apparatus that forms a projection image of a predetermined pattern on the object using a projection optical system. An image forming state adjusting system, comprising: an adjusting device that adjusts a forming state of the projected image on an object; and the exposure device that is connected to the exposure device via a communication path and that is at least one reference exposure condition. A relationship between the plurality of adjustment amounts and a predetermined imaging performance of the projection optical system under an arbitrary exposure condition based on information on a plurality of adjustment amounts used in the adjustment apparatus and information on the wavefront of the projection optical system Calculating the Zernike sensitivity of the predetermined imaging performance, which is a partial differential coefficient obtained by partially differentiating a specific function representing the Zernike polynomial by a coefficient of each term of the Zernike polynomial that expands the wavefront, and the projection optics A computer that calculates the predetermined imaging performance of the projection optical system under the arbitrary exposure conditions based on the wavefront aberration of the projection and the calculated Zernike sensitivity of the predetermined imaging performance. An image forming state adjusting system.

これによれば、コンピュータにより、少なくとも1つの基準となる露光条件下における、調整装置で用いられる複数の調整量の情報及び投影光学系の波面に関する情報に基づいて、任意の露光条件下における所定の結像性能のツェルニケ感度が算出されるとともに、投影光学系の波面収差と算出された所定の結像性能のツェルニケ感度とに基づいて、前記任意の露光条件下における投影光学系の前記所定の結像性能が算出される。従って、例えば、その結像性能の算出結果を画面上に表示させるなどすることにより、誰でも容易に投影光学系の所定の結像性能が満足すべきものかどうかなどを評価することが可能となる。   According to this, on the basis of information on a plurality of adjustment amounts used in the adjustment apparatus and information on the wavefront of the projection optical system under the exposure condition serving as at least one reference, a predetermined predetermined condition under the exposure condition can be obtained. The Zernike sensitivity of the imaging performance is calculated, and based on the wavefront aberration of the projection optical system and the calculated Zernike sensitivity of the predetermined imaging performance, the predetermined result of the projection optical system under the arbitrary exposure condition is calculated. Image performance is calculated. Therefore, for example, by displaying the calculation result of the imaging performance on the screen, anyone can easily evaluate whether or not the predetermined imaging performance of the projection optical system should be satisfied. .

この場合において、前記コンピュータは、前記投影光学系による投影対象となるパターンの投影条件に関する複数の設定情報のうち着目する設定情報に関して設定値が異なる複数の露光条件について前記所定の結像性能の算出をそれぞれ実行し、前記露光条件毎に算出される前記結像性能に基づいて前記着目する設定情報に関する設定値が最適となる露光条件を決定することとすることができる。   In this case, the computer calculates the predetermined imaging performance for a plurality of exposure conditions having different setting values with respect to setting information of interest among a plurality of setting information related to a projection condition of a pattern to be projected by the projection optical system. , And the exposure condition that optimizes the setting value related to the focused setting information can be determined based on the imaging performance calculated for each exposure condition.

本発明は、第11の観点からすると、所定のパターンの投影像を投影光学系を用いて物体上に形成するとともに、前記投影像の前記物体上での形成状態を調整する調整装置を備えた露光装置の制御系の一部を構成するコンピュータに所定の処理を実行させるプログラムであって、与えられた目標露光条件と、前記投影光学系の波面に関する情報とに基づいて、目標露光条件下における前記調整装置で用いられる複数の調整量と前記投影光学系の所定の結像性能との関係を表す特定形関数を、前記波面を展開したツェルニケ多項式の各項の係数でそれぞれ偏微分した偏微分係数である前記所定の結像性能のツェルニケ感度を算出する手順と;前記複数の調整量と、所定の露光条件下における前記投影光学系の前記所定の結像性能と該結像性能の所定の目標値との差と、算出された前記所定の結像性能のツェルニケ感度と、前記複数の調整量のそれぞれと前記投影光学系の波面収差の変化との関係を示すパラメータ群から成る波面収差変化表との関係を示す結像性能計算関数に基づいて前記目標露光条件下における前記複数の調整量の最適値を算出する手順と;を、前記コンピュータに実行させる第1のプログラムである。   According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided an adjustment device that forms a projection image of a predetermined pattern on an object using a projection optical system and adjusts the formation state of the projection image on the object. A program for causing a computer constituting a part of a control system of an exposure apparatus to execute predetermined processing, based on given target exposure conditions and information on the wavefront of the projection optical system, under target exposure conditions Partial differentiation obtained by partially differentiating a specific function representing a relationship between a plurality of adjustment amounts used in the adjustment device and a predetermined imaging performance of the projection optical system by a coefficient of each term of a Zernike polynomial in which the wavefront is expanded Calculating a Zernike sensitivity of the predetermined imaging performance that is a coefficient; the plurality of adjustment amounts; the predetermined imaging performance of the projection optical system under a predetermined exposure condition; and the imaging performance A wavefront comprising a parameter group indicating a relationship between a difference from a predetermined target value, a calculated Zernike sensitivity of the predetermined imaging performance, each of the plurality of adjustment amounts, and a change in wavefront aberration of the projection optical system And a procedure for calculating an optimum value of the plurality of adjustment amounts under the target exposure condition based on an imaging performance calculation function indicating a relationship with an aberration change table.

このプログラムがインストールされたコンピュータに、目標露光条件、投影光学系の波面に関する情報が入力されると、これに応答して、コンピュータでは、これらの入力情報に基づいて、目標露光条件下における所定の結像性能のツェルニケ感度を算出するとともに、複数の調整量と、所定の露光条件下における投影光学系の前記所定の結像性能と該結像性能の所定の目標値との差と、算出された前記所定の結像性能のツェルニケ感度と、波面収差変化表との関係を示す結像性能計算関数に基づいて前記目標露光条件下における前記複数の調整量の最適値を算出する。そこで、この調整量に基づいて調整装置を調整することにより、任意の目標露光条件下における投影光学系の所定の結像性能(パターン像の線幅などの調整量との関係が非線形な結像性能を含む)を、迅速に最適化することが可能となる。   When information about the target exposure condition and the wavefront of the projection optical system is input to the computer in which this program is installed, in response to this, the computer performs a predetermined process under the target exposure condition based on the input information. The Zernike sensitivity of the imaging performance is calculated, and a plurality of adjustment amounts and a difference between the predetermined imaging performance of the projection optical system under a predetermined exposure condition and a predetermined target value of the imaging performance are calculated. An optimum value of the plurality of adjustment amounts under the target exposure condition is calculated based on an imaging performance calculation function indicating a relationship between the Zernike sensitivity of the predetermined imaging performance and a wavefront aberration change table. Therefore, by adjusting the adjustment device based on this adjustment amount, the image formation with a nonlinear relationship with the predetermined imaging performance of the projection optical system under any target exposure condition (the adjustment amount such as the line width of the pattern image) (Including performance) can be quickly optimized.

本発明は、第12の観点からすると、所定のパターンの投影像を投影光学系を用いて物体上に形成するとともに、前記投影像の前記物体上での形成状態を調整する調整装置を備えた露光装置の制御系の一部を構成するコンピュータに所定の処理を実行させるプログラムであって、少なくとも1つの基準となる露光条件下における、前記調整装置で用いられる複数の調整量の情報及び前記投影光学系の波面に関する情報に基づいて、任意の露光条件下における、前記複数の調整量と前記投影光学系の所定の結像性能との関係を表す特定関数を、前記波面を展開したツェルニケ多項式の各項の係数でそれぞれ偏微分した偏微分係数である前記所定の結像性能のツェルニケ感度を算出する手順と;前記投影光学系の波面収差と算出された前記所定の結像性能のツェルニケ感度とに基づいて、前記任意の露光条件下における前記投影光学系の前記所定の結像性能を算出する手順と;を前記コンピュータに実行させる第2のプログラムである。   From a twelfth aspect, the present invention includes an adjustment device that forms a projection image of a predetermined pattern on an object using a projection optical system and adjusts the formation state of the projection image on the object. A program for causing a computer constituting a part of a control system of an exposure apparatus to execute a predetermined process, information on a plurality of adjustment amounts used in the adjustment apparatus and the projection under at least one reference exposure condition Based on information on the wavefront of the optical system, a specific function representing the relationship between the plurality of adjustment amounts and the predetermined imaging performance of the projection optical system under an arbitrary exposure condition is expressed by a Zernike polynomial that expands the wavefront. A procedure for calculating the Zernike sensitivity of the predetermined imaging performance, which is a partial differential coefficient obtained by partial differentiation with the coefficient of each term; and the predetermined wavefront aberration calculated for the projection optical system A second program for executing the computer; based on the Zernike sensitivity of image performance, procedures and for calculating the predetermined imaging performance of the projection optical system in the arbitrary exposure conditions.

このプログラムがインストールされたコンピュータに、少なくとも1つの基準となる露光条件下における複数の調整量の情報及び前記投影光学系の波面に関する情報が入力されると、これに応答して、コンピュータでは、これらの情報に基づいて、任意の露光条件下における所定の結像性能のツェルニケ感度を算出するとともに、投影光学系の波面収差と算出された所定の結像性能のツェルニケ感度とに基づいて、前記任意の露光条件下における投影光学系の前記所定の結像性能が算出される。従って、例えば、その結像性能の算出結果を画面上に表示させるなどすることにより、誰でも容易に投影光学系の所定の結像性能が満足すべきものかどうかなどを評価することが可能となる。また、本第2のプログラムでは、種々の露光条件を目的露光条件として入力して結像性能の算出結果を出力させることにより、最良露光条件を容易に決定することが可能となる。   When information on a plurality of adjustment amounts and information on the wavefront of the projection optical system are input to a computer in which this program is installed, at least one reference exposure condition, in response, the computer The Zernike sensitivity of a predetermined imaging performance under an arbitrary exposure condition is calculated on the basis of the information of the above, and the arbitrary value is calculated based on the wavefront aberration of the projection optical system and the calculated Zernike sensitivity of the predetermined imaging performance. The predetermined imaging performance of the projection optical system under the exposure conditions is calculated. Therefore, for example, by displaying the calculation result of the imaging performance on the screen, anyone can easily evaluate whether or not the predetermined imaging performance of the projection optical system should be satisfied. . In the second program, the best exposure condition can be easily determined by inputting various exposure conditions as the target exposure condition and outputting the calculation result of the imaging performance.

本発明の第1、第2のプログラムは、情報記録媒体に記録した状態で、販売等の対象とすることができる。従って、本発明は、第13の観点からすると、本発明の第1、第2のプログラムのいずれかが記録されたコンピュータによる読み取りが可能な情報記録媒体であるとも言える。   The first and second programs of the present invention can be targeted for sale in a state of being recorded on an information recording medium. Therefore, from the thirteenth viewpoint, the present invention can be said to be an information recording medium that can be read by a computer on which either the first or second program of the present invention is recorded.

以下、本発明の一実施形態を図1〜図21に基づいて説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1には、本発明の一実施形態に係る像形成状態調整システム10の全体構成が示されている。この図1に示される像形成状態調整システム10は、露光装置等のデバイス製造装置のユーザであるデバイスメーカ(以下、適宜「メーカA」と呼ぶ)の半導体工場内に構築された社内LANシステムである。この像形成状態調整システム10は、第1通信サーバ920を含みクリーンルーム内に設置されたリソグラフィシステム912と、該リソグラフィシステム912を構成する第1通信サーバ920に通信路としてのローカルエリアネットワーク(LAN)926を介して接続されたコンピュータとしての第2通信サーバ930とを備えている。   FIG. 1 shows an overall configuration of an image forming state adjustment system 10 according to an embodiment of the present invention. The image formation state adjustment system 10 shown in FIG. 1 is an in-house LAN system built in a semiconductor factory of a device manufacturer (hereinafter referred to as “maker A” as appropriate), who is a user of a device manufacturing apparatus such as an exposure apparatus. is there. The image forming state adjustment system 10 includes a first communication server 920 and a lithography system 912 installed in a clean room, and a local area network (LAN) as a communication path to the first communication server 920 constituting the lithography system 912. And a second communication server 930 as a computer connected via 926.

前記リソグラフィシステム912は、LAN918を介して相互に接続された第1通信サーバ920、第1露光装置9221,第2露光装置9222,及び第3露光装置9223(以下においては、適宜「露光装置922」と総称する)を含んで構成されている。 The lithography system 912 includes a first communication server 920, a first exposure apparatus 922 1 , a second exposure apparatus 922 2 , and a third exposure apparatus 922 3 (hereinafter referred to as “exposure” as appropriate). Device 922 ").

図2には、前記第1露光装置(以下、適宜「露光装置」とも記述する)9221の概略構成が示されている。この露光装置9221は、露光用光源(以下「光源」という)にパルスレーザ光源を用いたステップ・アンド・スキャン方式の縮小投影露光装置(いわゆるスキャナ)である。 FIG. 2 shows a schematic configuration of the first exposure apparatus (hereinafter, also referred to as “exposure apparatus” as appropriate) 922 1 . The exposure apparatus 922 1 is a step-and-scan reduction projection exposure apparatus (so-called scanner) using a pulse laser light source as an exposure light source (hereinafter referred to as “light source”).

露光装置9221は、光源16及び照明光学系12から成る照明系、この照明系からのエネルギビームとしての露光用照明光ELにより照明されるマスクとしてのレチクルRを保持するマスクステージとしてのレチクルステージRST、レチクルRから射出された露光用照明光ELを物体としてのウエハW上(像面上)に投射する投影光学系PL、ウエハWを保持する物体ステージとしてのZチルトステージ58が搭載されたウエハステージWST、及びこれらの制御系等を備えている。 The exposure apparatus 922 1 is a reticle stage as a mask stage for holding an illumination system including a light source 16 and an illumination optical system 12 and a reticle R as a mask illuminated by exposure illumination light EL as an energy beam from the illumination system. RST, projection optical system PL that projects exposure illumination light EL emitted from reticle R onto wafer W (image plane) as an object, and Z tilt stage 58 as an object stage that holds wafer W are mounted. Wafer stage WST and control system thereof are provided.

前記光源16としては、ここでは、ArFエキシマレーザ(出力波長193nm)あるいはF2レーザ(出力波長157nm)等の真空紫外域のパルス光を出力するパルス紫外光源が用いられている。なお、光源16として、KrFエキシマレーザ(出力波長248nm)などの遠紫外域あるいは紫外域のパルス光を出力する光源を用いても良い。 As the light source 16, a pulsed ultraviolet light source that outputs pulsed light in the vacuum ultraviolet region, such as an ArF excimer laser (output wavelength 193 nm) or an F 2 laser (output wavelength 157 nm), is used here. The light source 16 may be a light source that outputs pulsed light in the far ultraviolet region or ultraviolet region, such as a KrF excimer laser (output wavelength 248 nm).

前記光源16は、実際には、照明光学系12の各構成要素及びレチクルステージRST、投影光学系PL、及びウエハステージWST等から成る露光装置本体が収納されたチャンバ11が設置されたクリーンルームとは別のクリーン度の低いサービスルームに設置されており、チャンバ11にビームマッチングユニットと呼ばれる光軸調整用光学系を少なくとも一部に含む不図示の送光光学系を介して接続されている。この光源16では、主制御装置50からの制御情報TSに基づいて、内部のコントローラにより、レーザビームLBの出力のオン・オフ、レーザビームLBの1パルスあたりのエネルギ、発振周波数(繰り返し周波数)、中心波長及びスペクトル半値幅(波長幅)などが制御されるようになっている。   The light source 16 is actually a clean room in which a chamber 11 in which an exposure apparatus main body including the constituent elements of the illumination optical system 12 and the reticle stage RST, the projection optical system PL, the wafer stage WST, and the like is housed is installed. It is installed in another low clean room, and is connected to the chamber 11 via a light transmission optical system (not shown) including at least a part of an optical axis adjusting optical system called a beam matching unit. In this light source 16, based on the control information TS from the main controller 50, an internal controller turns on / off the output of the laser beam LB, energy per pulse of the laser beam LB, oscillation frequency (repetition frequency), The center wavelength, the spectrum half width (wavelength width), and the like are controlled.

前記照明光学系12は、シリンダレンズ、ビームエキスパンダ(いずれも不図示)及びオプティカルインテグレータ(ホモジナイザ)22等を含むビーム整形・照度均一化光学系20、照明系開口絞り板24、第1リレーレンズ28A、第2リレーレンズ28B、固定レチクルブラインド30A、可動レチクルブラインド30B、光路折り曲げ用のミラーM及びコンデンサレンズ32等を備えている。なお、オプティカルインテグレータとしては、フライアイレンズ、ロッドインテグレータ(内面反射型インテグレータ)、あるいは回折光学素子などを用いることができる。本実施形態では、オプティカルインテグレータ22としてフライアイレンズが用いられているので、以下ではフライアイレンズ22とも呼ぶものとする。   The illumination optical system 12 includes a beam shaping / illuminance uniformizing optical system 20 including a cylinder lens, a beam expander (all not shown), an optical integrator (homogenizer) 22, and the like, an illumination system aperture stop plate 24, a first relay lens. 28A, a second relay lens 28B, a fixed reticle blind 30A, a movable reticle blind 30B, an optical path bending mirror M, a condenser lens 32, and the like. As the optical integrator, a fly-eye lens, a rod integrator (an internal reflection type integrator), a diffractive optical element, or the like can be used. In the present embodiment, since a fly-eye lens is used as the optical integrator 22, it is also referred to as a fly-eye lens 22 below.

前記ビーム整形・照度均一化光学系20は、チャンバ11に設けられた光透過窓17を介して不図示の送光光学系に接続されている。このビーム整形・照度均一化光学系20は、光源16でパルス発光され光透過窓17を介して入射したレーザビームLBの断面形状を、例えばシリンダレンズやビームエキスパンダを用いて整形する。そして、ビーム整形・照度均一化光学系20内部の射出端側に位置するフライアイレンズ22は、レチクルRを均一な照度分布で照明するために、前記断面形状が整形されたレーザビームの入射により、照明光学系12の瞳面とほぼ一致するように配置されるその射出側焦点面に多数の点光源(光源像)から成る面光源(2次光源)を形成する。この2次光源から射出されるレーザビームを以下においては、「照明光EL」と呼ぶものとする。   The beam shaping / illuminance uniformity optical system 20 is connected to a light transmission optical system (not shown) through a light transmission window 17 provided in the chamber 11. The beam shaping / illuminance equalizing optical system 20 shapes the cross-sectional shape of the laser beam LB that is pulsed by the light source 16 and incident through the light transmission window 17 using, for example, a cylinder lens or a beam expander. The fly-eye lens 22 located on the exit end side in the beam shaping / illumination uniformity optical system 20 is irradiated with a laser beam whose cross-sectional shape is shaped in order to illuminate the reticle R with a uniform illumination distribution. A surface light source (secondary light source) composed of a large number of point light sources (light source images) is formed on the exit-side focal plane arranged so as to substantially coincide with the pupil plane of the illumination optical system 12. Hereinafter, the laser beam emitted from the secondary light source is referred to as “illumination light EL”.

フライアイレンズ22の射出側焦点面の近傍に、円板状部材から成る照明系開口絞り板24が配置されている。この照明系開口絞り板24には、ほぼ等角度間隔で、例えば通常の円形開口より成る開口絞り(通常絞り)、小さな円形開口より成りコヒーレンスファクタであるσ値を小さくするための開口絞り(小σ絞り)、輪帯照明用の輪帯状の開口絞り(輪帯絞り)、及び変形光源法用に複数の開口を偏心させて配置して成る変形開口絞り(図2ではこのうちの2種類の開口絞りのみが図示されている)等が配置されている。この照明系開口絞り板24は、主制御装置50により制御されるモータ等の駆動装置40により回転されるようになっており、これによりいずれかの開口絞りが照明光ELの光路上に選択的に設定され、後述するケーラー照明における光源面形状が、輪帯、小円形、大円形、あるいは四つ目等に制限される。   An illumination system aperture stop plate 24 made of a disk-like member is disposed in the vicinity of the exit-side focal plane of the fly-eye lens 22. The illumination system aperture stop plate 24 is provided with an aperture stop (small aperture) made up of, for example, a normal circular aperture, and an aperture stop (small size) for reducing the σ value that is a coherence factor made up of a small circular aperture at substantially equal angular intervals. σ stop), an annular aperture stop for annular illumination (annular stop), and a modified aperture stop (two types of which are shown in FIG. Only the aperture stop is shown). The illumination system aperture stop plate 24 is rotated by a drive device 40 such as a motor controlled by the main control device 50, whereby any aperture stop is selectively placed on the optical path of the illumination light EL. The light source surface shape in Koehler illumination, which will be described later, is limited to an annular zone, a small circle, a large circle, or the fourth.

なお、開口絞り板24の代わりに、あるいはそれと組み合わせて、例えば照明光学系の瞳面上で異なる領域に照明光を分布させる、照明光学系内に交換して配置される複数の回折光学素子、照明光学系の光軸IXに沿って少なくとも1つが可動、すなわち照明光学系の光軸方向に関する間隔が可変である複数のプリズム(円錐プリズム、多面体プリズムなど)、及びズーム光学系の少なくとも1つを含む光学ユニットを、光源16とオプティカルインテグレータ22との間に配置し、オプティカルインテグレータ22がフライアイレンズであるときはその入射面上での照明光の強度分布、オプティカルインテグレータ22が内面反射型インテグレータであるときはその入射面に対する照明光の入射角度範囲などを可変とすることで、照明光学系の瞳面上での照明光の光量分布(2次光源の大きさや形状)、すなわちレチクルRの照明条件の変更に伴う光量損失を抑えることが望ましい。なお、本実施形態では内面反射型インテグレータによって形成される複数の光源像(虚像)をも2次光源と呼ぶものとする。   In place of or in combination with the aperture stop plate 24, for example, a plurality of diffractive optical elements that are exchanged and disposed in the illumination optical system that distributes illumination light to different regions on the pupil plane of the illumination optical system, A plurality of prisms (conical prisms, polyhedral prisms, etc.) having at least one movable along the optical axis IX of the illumination optical system, that is, a variable interval in the optical axis direction of the illumination optical system, and at least one of the zoom optical system; An optical unit including the optical unit 22 is disposed between the light source 16 and the optical integrator 22. When the optical integrator 22 is a fly-eye lens, the intensity distribution of illumination light on the incident surface, and the optical integrator 22 is an internal reflection type integrator. In some cases, illumination optics can be changed by changing the incident angle range of the illumination light to the incident surface. Light amount distribution of the illumination light on the pupil plane of the (size and shape of the secondary light source), i.e. it is desirable to suppress the loss of light due to a change of the illumination condition of the reticle R. In the present embodiment, a plurality of light source images (virtual images) formed by the internal reflection type integrator are also called secondary light sources.

照明系開口絞り板24から出た照明光ELの光路上に、固定レチクルブラインド30A、可動レチクルブラインド30Bを介在させて第1リレーレンズ28A及び第2リレーレンズ28Bから成るリレー光学系が配置されている。固定レチクルブラインド30Aは、レチクルRのパターン面に対する共役面から僅かにデフォーカスして配置され、レチクルR上の矩形の照明領域IARを規定する矩形開口が形成されている。また、この固定レチクルブラインド30Aの近傍に走査方向(図2における紙面内左右方向であるY軸方向)に対応する方向の位置及び幅が可変の開口部を有する可動レチクルブラインド30Bが配置され、走査露光の開始時及び終了時にその可動レチクルブラインド30Bを介して照明領域を更に制限することによって、不要な部分の露光が防止されるようになっている。さらに、可動レチクルブラインド30Bは走査方向と直交する非走査方向(図2における紙面直交方向であるX軸方向)に対応する方向に関しても開口部の幅が可変であり、ウエハW上に転写すべきレチクルRのパターンに応じて照明領域の非走査方向の幅を調整できるようになっている。   A relay optical system including the first relay lens 28A and the second relay lens 28B is disposed on the optical path of the illumination light EL emitted from the illumination system aperture stop plate 24 with the fixed reticle blind 30A and the movable reticle blind 30B interposed therebetween. Yes. The fixed reticle blind 30A is arranged slightly defocused from the conjugate plane with respect to the pattern surface of the reticle R, and a rectangular opening that defines a rectangular illumination area IAR on the reticle R is formed. Further, a movable reticle blind 30B having an opening whose position and width are variable in the direction corresponding to the scanning direction (the Y-axis direction which is the left-right direction in the drawing in FIG. 2) is disposed in the vicinity of the fixed reticle blind 30A. By further limiting the illumination area via the movable reticle blind 30B at the start and end of exposure, exposure of unnecessary portions is prevented. Further, the movable reticle blind 30B has a variable opening width in a direction corresponding to a non-scanning direction (X-axis direction which is a direction perpendicular to the paper surface in FIG. 2) orthogonal to the scanning direction, and should be transferred onto the wafer W. The width of the illumination area in the non-scanning direction can be adjusted according to the pattern of the reticle R.

リレー光学系を構成する第2リレーレンズ28B後方の照明光ELの光路上には、当該第2リレーレンズ28Bを通過した照明光ELをレチクルRに向けて反射する折り曲げミラーMが配置され、このミラーM後方の照明光ELの光路上にコンデンサレンズ32が配置されている。   On the optical path of the illumination light EL behind the second relay lens 28B constituting the relay optical system, a bending mirror M that reflects the illumination light EL that has passed through the second relay lens 28B toward the reticle R is disposed. A condenser lens 32 is disposed on the optical path of the illumination light EL behind the mirror M.

以上の構成において、フライアイレンズ22の入射面、可動レチクルブラインド30Bの配置面、及びレチクルRのパターン面は、光学的に互いに共役に設定され、フライアイレンズ22の射出側焦点面に形成される光源面(照明光学系の瞳面)、投影光学系PLのフーリエ変換面(射出瞳面)は光学的に互いに共役に設定され、ケーラー照明系となっている。   In the above configuration, the entrance surface of the fly-eye lens 22, the placement surface of the movable reticle blind 30B, and the pattern surface of the reticle R are optically conjugate with each other and formed on the exit-side focal plane of the fly-eye lens 22. The light source plane (pupil plane of the illumination optical system) and the Fourier transform plane (exit pupil plane) of the projection optical system PL are optically conjugate with each other to form a Kohler illumination system.

このようにして構成された照明系の作用を簡単に説明すると、光源16からパルス発光されたレーザビームLBは、ビーム整形・照度均一化光学系20に入射して断面形状が整形されるなどした後、フライアイレンズ22に入射する。これにより、フライアイレンズ22の射出側焦点面に前述した2次光源が形成される。   The operation of the illumination system configured in this way will be briefly described. The laser beam LB pulsed from the light source 16 is incident on the beam shaping / illuminance equalizing optical system 20 and its cross-sectional shape is shaped. Thereafter, the light enters the fly-eye lens 22. Thereby, the secondary light source described above is formed on the exit-side focal plane of the fly-eye lens 22.

上記の2次光源から射出された照明光ELは、照明系開口絞り板24上のいずれかの開口絞りを通過した後、第1リレーレンズ28Aを経て固定レチクルブラインド30Aに至り、該固定レチクルブラインド30Aの開口及び可動レチクルブラインド30B、さらに第2リレーレンズ28Bを通過してミラーMによって光路が垂直下方に折り曲げられた後、コンデンサレンズ32を経て、レチクルステージRST上に保持されたレチクルR上の矩形の照明領域IARを均一な照度分布で照明する。   The illumination light EL emitted from the secondary light source passes through one of the aperture stops on the illumination system aperture stop plate 24, then reaches the fixed reticle blind 30A through the first relay lens 28A, and the fixed reticle blind. After passing through the aperture 30A and the movable reticle blind 30B and the second relay lens 28B, the optical path is bent vertically downward by the mirror M, then passes through the condenser lens 32, and on the reticle R held on the reticle stage RST. Illuminate the rectangular illumination area IAR with a uniform illuminance distribution.

前記レチクルステージRST上にはレチクルRが装填され、不図示の静電チャック(又はバキュームチャック)等を介して吸着保持されている。レチクルステージRSTは、例えばリニアモータ等を含む不図示のレチクルステージ駆動部によって、照明系の光軸IX(後述する投影光学系PLの光軸AXに一致)に垂直なXY平面内で微少駆動可能(Z軸回りの回転を含む)であるとともに、所定の走査方向(ここではY軸方向とする)に指定された走査速度で駆動可能となっている。   A reticle R is loaded on the reticle stage RST, and is held by suction via an electrostatic chuck (or vacuum chuck) (not shown). Reticle stage RST can be finely driven in an XY plane perpendicular to an optical axis IX of an illumination system (corresponding to optical axis AX of projection optical system PL described later) by a reticle stage driving unit (not shown) including, for example, a linear motor. (Including rotation around the Z axis) and can be driven at a scanning speed designated in a predetermined scanning direction (here, the Y axis direction).

レチクルステージRSTのXY平面内の位置は、レチクルステージRSTに設けられた又は形成された反射面を介してレチクルレーザ干渉計(以下、「レチクル干渉計」という)54Rによって、例えば0.5〜1nm程度の分解能で常時検出される。レチクル干渉計54RからのレチクルステージRSTの位置情報は、本体チャンバ11の外部に設置された主制御装置50に供給される。主制御装置50は、レチクルステージRSTの位置情報に基づいてレチクルステージ駆動部(不図示)を介してレチクルステージRSTを駆動制御する。   The position of the reticle stage RST in the XY plane is set to, for example, 0.5 to 1 nm by a reticle laser interferometer (hereinafter referred to as “reticle interferometer”) 54R through a reflective surface provided or formed on the reticle stage RST. It is always detected with a resolution of the order. Position information of reticle stage RST from reticle interferometer 54R is supplied to main controller 50 installed outside main body chamber 11. Main controller 50 drives and controls reticle stage RST via a reticle stage drive unit (not shown) based on position information of reticle stage RST.

前記投影光学系PLは、例えば両側テレセントリックな縮小系が用いられている。この投影光学系PLの投影倍率は例えば1/4、1/5あるいは1/6等である。このため、前記の如くして、照明光ELによりレチクルR上の照明領域IARが照明されると、投影光学系PLを介してその照明領域IAR内のレチクルRの回路パターン等の縮小像がその照明領域IARと共役なウエハW上の照明光ELの照射領域(露光領域)IAに形成される。   As the projection optical system PL, for example, a double telecentric reduction system is used. The projection magnification of the projection optical system PL is, for example, 1/4, 1/5, or 1/6. Therefore, as described above, when the illumination area IAR on the reticle R is illuminated by the illumination light EL, a reduced image of the circuit pattern or the like of the reticle R in the illumination area IAR is projected via the projection optical system PL. It is formed in the irradiation area (exposure area) IA of the illumination light EL on the wafer W conjugate with the illumination area IAR.

投影光学系PLとしては、図2に示されるように、複数枚、例えば10〜20枚程度の屈折光学素子(レンズ素子)13のみから成る屈折系が用いられている。この投影光学系PLを構成する複数枚のレンズ素子13のうち、物体面側(レチクルR側)の複数枚(ここでは、説明を簡略化するために5枚とする)のレンズ素子131,132,133,134,135は、結像性能補正コントローラ48によって外部から駆動可能な可動レンズとなっている。レンズ素子131〜135は、不図示の二重構造のレンズホルダをそれぞれ介して鏡筒に保持されている。これらレンズ素子131〜135は、内側レンズホルダにそれぞれ保持され、これらの内側レンズホルダが不図示の駆動素子、例えばピエゾ素子などにより重力方向に3点で外側レンズホルダに対して支持されている。そして、これらの駆動素子に対する印加電圧を独立して調整することにより、レンズ素子131〜135のそれぞれを投影光学系PLの光軸方向であるZ軸方向にシフト駆動、及びXY面に対する傾斜方向(すなわちX軸回りの回転方向(θx)及びY軸回りの回転方向(θy))に駆動可能(チルト可能)な構成となっている。 As the projection optical system PL, as shown in FIG. 2, a refraction system including only a plurality of, for example, about 10 to 20 refractive optical elements (lens elements) 13 is used. Of a plurality of lens elements 13 that constitute the projection optical system PL, a plurality of the object plane side (reticle R side) (here, five in order to simplify the description) lens elements 13 1, Reference numerals 13 2 , 13 3 , 13 4 , and 13 5 are movable lenses that can be driven from the outside by the imaging performance correction controller 48. The lens elements 13 1 to 13 5 are held by the lens barrel via respective double structure lens holders (not shown). These lens elements 13 1 to 13 5 are respectively held by the inner lens holder, and these inner lens holders are supported by the driving element (not shown) such as a piezo element with respect to the outer lens holder at three points in the gravitational direction. Yes. By independently adjusting the voltages applied to these drive elements, shift driving each of the lens elements 131-134 5 in the Z axis direction is the optical axis direction of the projection optical system PL, and the inclination with respect to the XY plane It can be driven (tilted) in a direction (that is, a rotation direction (θx) around the X axis and a rotation direction (θy) around the Y axis).

その他のレンズ素子13は、通常のレンズホルダを介して鏡筒に保持されている。なお、レンズ素子131〜135に限らず、投影光学系PLの瞳面近傍、又は像面側に配置されるレンズ、あるいは投影光学系PLの収差、特にその非回転対称成分を補正する収差補正板(光学プレート)などを駆動可能に構成しても良い。更に、それらの駆動可能な光学素子の自由度(移動可能な方向)は3つに限られるものではなく1つ、2つあるいは4つ以上でも良い。 The other lens elements 13 are held by the lens barrel via a normal lens holder. Not only the lens elements 13 1 to 13 5, but also aberrations that correct aberrations of the lens disposed in the vicinity of the pupil plane of the projection optical system PL or near the image plane, or the projection optical system PL, in particular, non-rotationally symmetric components. A correction plate (optical plate) or the like may be driven. Furthermore, the degrees of freedom (movable directions) of these drivable optical elements are not limited to three, but may be one, two, or four or more.

また、投影光学系PLの瞳面の近傍には、開口数(N.A.)を所定範囲内で連続的に変更可能な瞳開口絞り15が設けられている。この瞳開口絞り15としては、例えばいわゆる虹彩絞りが用いられている。この瞳開口絞り15は、主制御装置50によって制御される。   Further, a pupil aperture stop 15 capable of continuously changing the numerical aperture (NA) within a predetermined range is provided in the vicinity of the pupil plane of the projection optical system PL. As this pupil aperture stop 15, for example, a so-called iris stop is used. The pupil aperture stop 15 is controlled by the main controller 50.

前記ウエハステージWSTは、投影光学系PLの下方に配置され、リニアモータ等を含むウエハステージ駆動部56によりXY2次元面内で自在に駆動されるようになっている。このウエハステージWST上に搭載されたZチルトステージ58上には不図示のウエハホルダを介してウエハWが静電吸着(あるいは真空吸着)等により保持されている。ウエハステージWSTは、走査方向(Y軸方向)の移動のみならず、ウエハW上の複数のショット領域をそれぞれ露光領域IAに対して相対移動して走査露光を行うことができるように、走査方向に直交する非走査方向(X軸方向)にも移動可能に構成されており、これにより、ウエハW上の各ショット領域を走査(スキャン)露光する動作と、次ショットの露光のための加速開始位置まで移動(ステップ)する動作とを繰り返すステップ・アンド・スキャン動作が可能となる。   Wafer stage WST is disposed below projection optical system PL, and is freely driven in an XY two-dimensional plane by wafer stage drive unit 56 including a linear motor and the like. On the Z tilt stage 58 mounted on the wafer stage WST, the wafer W is held by electrostatic chucking (or vacuum chucking) or the like via a wafer holder (not shown). Wafer stage WST is not only moved in the scanning direction (Y-axis direction), but also in a scanning direction so that a plurality of shot areas on wafer W can be moved relative to exposure area IA to perform scanning exposure. It is also configured to be movable in a non-scanning direction (X-axis direction) orthogonal to each other, whereby an operation for scanning (scanning) exposing each shot area on the wafer W and starting acceleration for the exposure of the next shot A step-and-scan operation that repeats the operation of moving (stepping) to a position is possible.

また、Zチルトステージ58は、ウエハステージWST上にXY方向に位置決めされ、かつ不図示の駆動系によりZ軸方向の移動及びXY平面に対する傾斜方向(すなわちX軸回りの回転方向(θx)及びY軸回りの回転方向(θy))に駆動可能(チルト可能)な構成となっている。これによってZチルトステージ58上に保持されたウエハWの面位置(Z軸方向位置及びXY平面に対する傾斜)が所望の状態に設定されるようになっている。   The Z tilt stage 58 is positioned on the wafer stage WST in the XY direction, and is moved in the Z axis direction by an unillustrated drive system and tilted with respect to the XY plane (that is, the rotational direction (θx) around the X axis) and Y It is configured to be drivable (tiltable) in the rotation direction (θy) around the axis. Thereby, the surface position (Z-axis direction position and inclination with respect to the XY plane) of the wafer W held on the Z tilt stage 58 is set to a desired state.

さらに、Zチルトステージ58上には移動鏡52Wが固定され、外部に配置されたウエハレーザ干渉計(以下、「ウエハ干渉計」と略述する)54Wにより、Zチルトステージ58のX軸方向、Y軸方向及びθz方向(Z軸回りの回転方向)の位置が計測され、ウエハ干渉計54Wによって計測された位置情報が主制御装置50に供給されている。主制御装置50は、このウエハ干渉計54Wの計測値に基づいてウエハステージ駆動部56(これは、ウエハステージWSTの駆動系及びZチルトステージ58の駆動系の全てを含む)を介してウエハステージWST(及びZチルトステージ58)を制御する。なお、移動鏡52Wを設ける代わりに、例えばZチルトステージ58の端面(側面)を鏡面加工して反射面を形成しても良い。   Further, a movable mirror 52W is fixed on the Z tilt stage 58, and a wafer laser interferometer (hereinafter abbreviated as “wafer interferometer”) 54W arranged outside is used to detect the X tilt direction of the Z tilt stage 58 in the Y direction. Positions in the axial direction and the θz direction (rotation direction around the Z axis) are measured, and position information measured by the wafer interferometer 54W is supplied to the main controller 50. Main controller 50 determines the wafer stage via wafer stage drive unit 56 (including all of the drive system of wafer stage WST and the drive system of Z tilt stage 58) based on the measurement value of wafer interferometer 54W. WST (and Z tilt stage 58) is controlled. Instead of providing the movable mirror 52W, for example, the end surface (side surface) of the Z tilt stage 58 may be mirror-finished to form a reflecting surface.

また、Zチルトステージ58上には、後述するアライメント系ALGのいわゆるベースライン計測用の基準マーク等の基準マークが形成された基準マーク板FMが、その表面がほぼウエハWの表面と同一高さとなるように固定されている。   On the Z tilt stage 58, a reference mark plate FM on which a reference mark such as a reference mark for so-called baseline measurement of an alignment system ALG to be described later is formed has a surface substantially the same height as the surface of the wafer W. It is fixed to become.

また、Zチルトステージ58の+X側(図2における紙面内右側)の側面には、着脱自在のポータブルな波面計測装置である波面収差計測器80が取り付けられている。   A wavefront aberration measuring instrument 80, which is a detachable portable wavefront measuring device, is attached to the side surface of the Z tilt stage 58 on the + X side (the right side in the drawing in FIG. 2).

この波面収差計測器80は、図3に示されるように、YZ断面L字状で内部に空間が形成された筐体82と、該筐体82の内部に所定の位置関係で配置された対物レンズ84a,リレーレンズ84b,折り曲げミラー84c、コリメータレンズ84d、及びマイクロレンズアレイ84eから成る受光光学系84と、筐体82の内部の+Y側端部に配置された受光部86とを備えている。   As shown in FIG. 3, the wavefront aberration measuring instrument 80 includes a casing 82 having an L-shaped YZ cross section and a space formed therein, and an objective disposed in the casing 82 in a predetermined positional relationship. A light receiving optical system 84 including a lens 84a, a relay lens 84b, a bending mirror 84c, a collimator lens 84d, and a microlens array 84e, and a light receiving portion 86 disposed at the + Y side end inside the housing 82 are provided. .

前記筐体82の最上部(+Z方向端部)には、筐体82の上方からの光が筐体82の内部空間に向けて入射するように、平面視(上方から見て)円形の開口82aが形成されている。また、この開口82aを筐体82の内部側から覆うようにカバーガラス88が設けられている。カバーガラス88の上面には、クロム等の金属の蒸着により中央部に円形の開口を有する遮光膜が形成され、該遮光膜によって、投影光学系PLの波面収差の計測の際に周囲からの不要な光が受光光学系84に入射するのが遮られている。   A circular opening in a plan view (viewed from above) is provided at the uppermost portion (+ Z direction end portion) of the housing 82 so that light from above the housing 82 enters the internal space of the housing 82. 82a is formed. A cover glass 88 is provided so as to cover the opening 82 a from the inside of the housing 82. On the upper surface of the cover glass 88, a light shielding film having a circular opening in the center is formed by vapor deposition of a metal such as chromium, and the light shielding film is unnecessary from the surroundings when measuring the wavefront aberration of the projection optical system PL. Light is blocked from entering the light receiving optical system 84.

前記受光部86は、2次元CCD等から成る受光素子と、例えば電荷転送制御回路等の電気回路等から構成されている。受光素子は、対物レンズ84aに入射し、マイクロレンズアレイ84eから出射される光束のすべてを受光するのに十分な面積を有している。なお、受光部86による計測データは、不図示の信号線を介して、あるいは無線送信にて主制御装置50に出力される。   The light receiving unit 86 is composed of a light receiving element such as a two-dimensional CCD and an electric circuit such as a charge transfer control circuit. The light receiving element has a sufficient area to receive all of the light beams incident on the objective lens 84a and emitted from the microlens array 84e. Note that the measurement data obtained by the light receiving unit 86 is output to the main controller 50 via a signal line (not shown) or by wireless transmission.

上述した波面収差計測器80を用いることにより、後述するように、投影光学系PLの波面収差の計測を、オン・ボディ(すなわち、投影光学系PLが露光装置に組み込まれた状態)にて行うことができる。   By using the wavefront aberration measuring instrument 80 described above, the wavefront aberration of the projection optical system PL is measured on-body (that is, in a state where the projection optical system PL is incorporated in the exposure apparatus), as will be described later. be able to.

図2に戻り、本実施形態の露光装置9221には、主制御装置50によってオン・オフが制御される光源を有し、投影光学系PLの結像面に向けて多数のピンホール又はスリットの像を形成するための結像光束を光軸AXに対して斜め方向より照射する照射系60aと、それらの結像光束のウエハW表面での反射光束を受光する受光系60bとからなる射入射方式の多点焦点位置検出系(以下、単に「焦点検出系」と呼ぶ)が設けられている。この焦点検出系(60a,60b)としては、例えば特開平6−283403号公報(対応する米国特許第5,448,332号)等に開示されるものと同様の構成のものが用いられる。 Returning to FIG. 2, the exposure apparatus 922 1 of this embodiment has a light source that is controlled to be turned on and off by the main controller 50, and has a large number of pinholes or slits toward the image plane of the projection optical system PL. An irradiation system 60a that irradiates an image forming light beam for forming the image of the image from an oblique direction with respect to the optical axis AX, and a light receiving system 60b that receives a reflected light beam on the surface of the wafer W of the image forming light beam. An incident-type multipoint focal position detection system (hereinafter simply referred to as “focus detection system”) is provided. As the focus detection system (60a, 60b), for example, one having the same configuration as that disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-283403 (corresponding US Pat. No. 5,448,332) is used.

主制御装置50では、走査露光時等に、受光系60bからの焦点ずれ信号(デフォーカス信号)、例えばSカーブ信号に基づいて焦点ずれが零(あるいは焦点深度内)となるようにウエハWのZ位置及びXY面に対する傾斜をウエハステージ駆動部56を介して制御することにより、オートフォーカス(自動焦点合わせ)及びオートレベリングを実行する。また、主制御装置50では、後述する波面収差の計測の際に、焦点検出系(60a,60b)を用いて波面収差計測器80のZ位置の計測及び位置合わせを行う。このとき、必要に応じて波面収差計測器80の傾斜計測も行うようにしても良い。   In main controller 50, during scanning exposure or the like, wafer W is placed on wafer W so that the defocus is zero (or within the depth of focus) based on a defocus signal (defocus signal) from light receiving system 60b, for example, an S curve signal. By controlling the Z position and the inclination with respect to the XY plane via the wafer stage driving unit 56, autofocus (automatic focusing) and autoleveling are executed. In addition, the main controller 50 measures and aligns the Z position of the wavefront aberration measuring instrument 80 using the focus detection system (60a, 60b) when measuring the wavefront aberration described later. At this time, the inclination measurement of the wavefront aberration measuring instrument 80 may be performed as necessary.

さらに、露光装置9221は、ウエハステージWST上に保持されたウエハW上のアライメントマーク及び基準マーク板FM上に形成された基準マークの位置計測等に用いられるオフ・アクシス(off-axis)方式のアライメント系ALGを備えている。このアライメント系ALGとしては、例えばウエハ上のレジストを感光させないブロードバンドな検出光束を対象マークに照射し、その対象マークからの反射光により受光面に結像された対象マークの像と不図示の指標の像とを撮像素子(CCD等)を用いて撮像し、それらの撮像信号を出力する画像処理方式のFIA(Field Image Alignment)系のセンサが用いられる。 Further, the exposure apparatus 922 1 is an off-axis method used for position measurement of the alignment mark on the wafer W held on the wafer stage WST and the reference mark formed on the reference mark plate FM. The alignment system ALG is provided. As this alignment system ALG, for example, the target mark is irradiated with a broadband detection light beam that does not sensitize the resist on the wafer, and the target mark image formed on the light receiving surface by the reflected light from the target mark and an index (not shown) An image processing type FIA (Field Image Alignment) type sensor that captures the image of the image using an image sensor (CCD or the like) and outputs the imaged signals is used.

さらに、本実施形態の露光装置9221では、図示は省略されているが、レチクルRの上方に、投影光学系PLを介してレチクルR上のレチクルマークと対応する基準マーク板上の基準マークとを同時に観察するための露光波長の光を用いたTTR(Through The Reticle)アライメント系から成る一対のレチクルアライメント検出系が設けられている。これらのレチクルアライメント検出系としては、例えば特開平7−176468号公報(対応する米国特許第5,646,413号)などに開示されるものと同様の構成のものが用いられている。 Further, in exposure apparatus 922 1 of the present embodiment, although not shown, above the reticle R, and the reference mark on the reference mark plate and the corresponding reticle marks on the reticle R through the projection optical system PL A pair of reticle alignment detection systems comprising a TTR (Through The Reticle) alignment system using light of an exposure wavelength for simultaneously observing the light is provided. As these reticle alignment detection systems, for example, those having the same configuration as that disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-176468 (corresponding US Pat. No. 5,646,413) are used.

前記制御系は、図2中、前記主制御装置50によって主に構成される。主制御装置50は、CPU(中央演算処理装置)、ROM(リード・オンリ・メモリ)、RAM(ランダム・アクセス・メモリ)等からなるいわゆるワークステーション(又はマイクロコンピュータ)等から構成され、前述した種々の制御動作を行う他、装置全体を統括して制御する。主制御装置50は、例えば露光動作が的確に行われるように、例えば、ウエハステージWSTのショット間ステッピング、露光タイミング等を統括して制御する。   The control system is mainly configured by the main controller 50 in FIG. The main controller 50 includes a so-called workstation (or microcomputer) including a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like. In addition to performing the above control operation, the entire apparatus is controlled in an integrated manner. Main controller 50 controls, for example, step-to-shot stepping of wafer stage WST, exposure timing, and the like so that the exposure operation is performed accurately.

また、主制御装置50には、例えばハードディスクから成る記憶装置42、キーボード,マウス等のポインティングデバイス等を含んで構成される入力装置45,CRTディスプレイ(又は液晶ディスプレイ)等の表示装置44、及びCD(compact disc),DVD(digital versatile disc),MO(magneto-optical disc)あるいはFD(flexible disc)等の情報記録媒体のドライブ装置46が、外付けで接続されている。さらに、主制御装置50は、前述したLAN918に接続されている。   The main controller 50 includes, for example, a storage device 42 composed of a hard disk, an input device 45 including a pointing device such as a keyboard and a mouse, a display device 44 such as a CRT display (or liquid crystal display), and a CD. A drive device 46 of an information recording medium such as (compact disc), DVD (digital versatile disc), MO (magneto-optical disc) or FD (flexible disc) is connected externally. Further, the main controller 50 is connected to the LAN 918 described above.

前記記憶装置42には、露光装置の製造段階で投影光学系PLが露光装置本体に組み込まれる前に、例えば波面収差計測機で計測された投影光学系PL単体での波面収差(以下、「単体波面収差」と呼ぶ)の計測データが、格納されている。また、この記憶装置42には、後述するように複数の基準となる露光条件下で例えば投影光学系PLによってウエハW上に投影される投影像の形成状態が最適(例えば収差が零あるいは許容値以下)となるように、前述のレンズ素子(可動レンズ)131〜135それぞれの3自由度方向の位置及びウエハW(Zチルトステージ58)のZ位置及び傾斜、並びに照明光の波長λを調整した状態で、波面収差計測器80で計測された波面収差のデータ(あるいは波面収差補正量(波面収差と前述の単体波面収差との差)のデータ)と、そのときの調整量の情報、すなわち可動レンズ131〜135それぞれの3自由度方向の位置情報、ウエハWの3自由度方向の位置情報、照明光の波長の情報が、格納されている。ここで、上述の基準となる露光条件は、それぞれが識別情報としてIDにて管理されているので、以下においては、各基準となる露光条件を基準IDと呼ぶものとする。すなわち、記憶装置には複数の基準IDにおける調整量の情報、波面収差(又は波面収差補正量)のデータが格納されている。 In the storage device 42, before the projection optical system PL is incorporated into the exposure apparatus main body at the manufacturing stage of the exposure apparatus, for example, the wavefront aberration (hereinafter referred to as "single unit") of the projection optical system PL measured by a wavefront aberration measuring instrument is used. Measurement data of “wavefront aberration” is stored. Further, in this storage device 42, the projection image formed on the wafer W by the projection optical system PL, for example, is optimally formed under a plurality of reference exposure conditions as will be described later (for example, the aberration is zero or an allowable value). The position of the lens element (movable lens) 13 1 to 13 5 in the three-degree-of-freedom direction, the Z position and inclination of the wafer W (Z tilt stage 58), and the wavelength λ of the illumination light are set so that In the adjusted state, wavefront aberration data (or wavefront aberration correction amount (difference between wavefront aberration and the above-mentioned single wavefront aberration) data) measured by the wavefront aberration measuring instrument 80, and information on the adjustment amount at that time, That is, the position information of each of the movable lenses 13 1 to 13 5 in the direction of 3 degrees of freedom, the position information of the wafer W in the direction of 3 degrees of freedom, and the information on the wavelength of the illumination light are stored. Here, since each of the above-described exposure conditions serving as the reference is managed by ID as identification information, hereinafter, each reference exposure condition is referred to as a reference ID. That is, the storage device stores adjustment amount information and wavefront aberration (or wavefront aberration correction amount) data for a plurality of reference IDs.

ドライブ装置46にセットされた情報記録媒体(以下の説明では便宜上CD−ROMとする)に、後述するようにして波面収差計測器80を用いて計測された位置ずれ量をツェルニケ多項式の各項の係数に変換する変換プログラムが格納されている。   The positional deviation amount measured by using the wavefront aberration measuring instrument 80 as described later on an information recording medium (in the following description, a CD-ROM for convenience) set in the drive device 46 is used for each term of the Zernike polynomial. Stores a conversion program for conversion into coefficients.

前記第2、第3露光装置9222、9223は、上述した第1露光装置9221と同様に構成されている。 The second and third exposure apparatuses 922 2 and 922 3 are configured in the same manner as the first exposure apparatus 922 1 described above.

次に、メンテナンス時などに行われる第1〜第3露光装置9221〜9223における波面収差の計測方法について説明する。なお、以下の説明においては、説明の簡略化のため、波面収差計測器80内の受光光学系84の収差は無視できる程小さいものとする。 Next, a description will be given first to third measuring methods of the wavefront aberration in the exposure apparatus 922 1 to 922 3 to be performed, such as during maintenance. In the following description, for simplification of description, it is assumed that the aberration of the light receiving optical system 84 in the wavefront aberration measuring instrument 80 is negligibly small.

前提として、ドライブ装置46にセットされたCD−ROM内の変換プログラムは、記憶装置42にインストールされているものとする。   It is assumed that the conversion program in the CD-ROM set in the drive device 46 is installed in the storage device 42.

通常の露光時には、波面収差計測器80は、Zチルトステージ58から取り外されているため、波面計測に際しては、まず、オペレータあるいはサービスエンジニア等(以下、適宜「オペレータ等」という)によりZチルトステージ58の側面に対して波面収差計測器80を取り付ける作業が行われる。この取り付けに際しては、波面計測時に波面収差計測器80が、ウエハステージWST(Zチルトステージ58)の移動ストローク内に収まるように、所定の基準面(ここでは+X側の面)にボルトあるいはマグネット等を介して固定される。   During normal exposure, the wavefront aberration measuring instrument 80 is removed from the Z tilt stage 58. Therefore, when measuring the wavefront, first, an operator or a service engineer (hereinafter referred to as “operator etc.” as appropriate) Z tilt stage 58. An operation of attaching the wavefront aberration measuring instrument 80 to the side surface of the lens is performed. At the time of mounting, a bolt or a magnet or the like is provided on a predetermined reference surface (here, the + X side surface) so that the wavefront aberration measuring instrument 80 is within the moving stroke of the wafer stage WST (Z tilt stage 58) during wavefront measurement. Fixed through.

上記の取り付け終了後、オペレータ等による計測開始のコマンドの入力に応答して、主制御装置50では、アライメント系ALGの下方に波面収差計測器80が位置するように、ウエハステージ駆動部56を介してウエハステージWSTを移動させる。そして、主制御装置50では、アライメント系ALGにより波面収差計測器80に設けられた不図示の位置合わせマークを検出し、その検出結果とそのときのウエハ干渉計54Wの計測値とに基づいて位置合わせマークの位置座標を算出し、波面収差計測器80の正確な位置を求める。そして、波面収差計測器80の位置計測後、主制御装置50では以下のようにして波面収差の計測を実行する。   After completion of the above attachment, in response to an input of a measurement start command by an operator or the like, main controller 50 passes wafer stage drive unit 56 so that wavefront aberration measuring instrument 80 is positioned below alignment system ALG. To move wafer stage WST. In main controller 50, alignment system ALG detects an alignment mark (not shown) provided in wavefront aberration measuring instrument 80, and the position is determined based on the detection result and the measured value of wafer interferometer 54W at that time. The position coordinates of the alignment mark are calculated, and the exact position of the wavefront aberration measuring instrument 80 is obtained. Then, after measuring the position of the wavefront aberration measuring instrument 80, the main controller 50 measures the wavefront aberration as follows.

まず、主制御装置50は、不図示のレチクルローダによりピンホールパターンが形成された不図示の計測用レチクル(以下、「ピンホールレチクル」と呼ぶ)をレチクルステージRST上にロードする。このピンホールレチクルは、そのパターン面の照明領域IARと同一の領域内の複数点にピンホール(ほぼ理想的な点光源となって球面波を発生するピンホール)が形成されたレチクルである。なお、例えば中心が投影光学系PLの光軸AXと一致するようにピンホールレチクルが設定されるとき、複数のピンホールは照明領域IAR内に配置され、かつその投影像が投影光学系PLの視野内で波面収差を計測すべき複数点(後述の第1〜第n計測点)にそれぞれ形成されるようになっている。   First, main controller 50 loads a measurement reticle (not shown) on which a pinhole pattern is formed by a reticle loader (not shown) (hereinafter referred to as “pinhole reticle”) onto reticle stage RST. This pinhole reticle is a reticle in which pinholes (pinholes that generate a spherical wave as an almost ideal point light source) are formed at a plurality of points in the same area as the illumination area IAR of the pattern surface. For example, when the pinhole reticle is set so that the center coincides with the optical axis AX of the projection optical system PL, the plurality of pinholes are arranged in the illumination area IAR, and the projection image thereof is the projection optical system PL. It is formed at a plurality of points (first to nth measurement points described later) at which wavefront aberration should be measured within the field of view.

なお、ここで用いられるピンホールレチクルには、上面に拡散面を設けるなどして、投影光学系PLの瞳面のほぼ全面にピンホールパターンからの光を分布させることで、投影光学系PLの瞳面の全面で波面収差が計測されるようになっているものとする。なお、本実施形態では投影光学系PLの瞳面近傍に開口絞り15が設けられているので、実質的に開口絞り15で規定されるその瞳面で波面収差が計測されることになる。   The pinhole reticle used here is provided with a diffusion surface on the upper surface, for example, so that light from the pinhole pattern is distributed over almost the entire pupil plane of the projection optical system PL. It is assumed that wavefront aberration is measured over the entire pupil surface. In this embodiment, since the aperture stop 15 is provided in the vicinity of the pupil plane of the projection optical system PL, the wavefront aberration is measured at the pupil plane substantially defined by the aperture stop 15.

ピンホールレチクルのロード後、主制御装置50では、前述のレチクルアライメント検出系を用いて、ピンホールレチクルに形成されたレチクルアライメントマークを検出し、その検出結果に基づいて、ピンホールレチクルを所定の位置に位置合わせする。これにより、ピンホールレチクルの中心と投影光学系PLの光軸とがほぼ一致する。   After loading the pinhole reticle, main controller 50 uses the above-described reticle alignment detection system to detect the reticle alignment mark formed on the pinhole reticle, and based on the detection result, the pinhole reticle is Align to position. Thereby, the center of the pinhole reticle and the optical axis of the projection optical system PL substantially coincide.

この後、主制御装置50では、光源16に制御情報TSを与えてレーザビームLBを発光させる。これにより、照明光学系12からの照明光ELが、ピンホールレチクルに照射される。そして、ピンホールレチクルの複数のピンホールから射出された光が投影光学系PLを介して像面上に集光され、ピンホールの像が像面に結像される。   Thereafter, the main controller 50 gives the control information TS to the light source 16 to emit the laser beam LB. Thereby, the illumination light EL from the illumination optical system 12 is irradiated to the pinhole reticle. Then, light emitted from a plurality of pinholes of the pinhole reticle is condensed on the image plane via the projection optical system PL, and an image of the pinhole is formed on the image plane.

次に、主制御装置50は、ピンホールレチクル上のいずれかのピンホール(以下においては、着目するピンホールと呼ぶ)の像が結像する結像点に波面収差計測器80の開口82aのほぼ中心が一致するように、ウエハ干渉計54Wの計測値をモニタしつつ、ウエハステージ駆動部56を介してウエハステージWSTを移動する。この際、主制御装置50では、焦点検出系(60a,60b)の検出結果に基づいて、ピンホール像が結像される像面に波面収差計測器80のカバーガラス88の上面を一致させるべく、ウエハステージ駆動部56を介してZチルトステージ58をZ軸方向に微少駆動する。このとき、必要に応じてZチルトステージ58の傾斜角も調整する。これにより、着目するピンホールの像がカバーガラス88の中央の開口を介して受光光学系84に入射し、受光部86を構成する受光素子によって受光される。   Next, the main controller 50 sets the opening 82a of the wavefront aberration measuring instrument 80 at an image formation point where an image of any pinhole on the pinhole reticle (hereinafter referred to as a pinhole of interest) is formed. Wafer stage WST is moved via wafer stage drive unit 56 while monitoring the measurement value of wafer interferometer 54W so that the centers substantially coincide. At this time, in the main controller 50, based on the detection result of the focus detection system (60a, 60b), the upper surface of the cover glass 88 of the wavefront aberration measuring instrument 80 should be aligned with the image plane on which the pinhole image is formed. The Z tilt stage 58 is slightly driven in the Z-axis direction via the wafer stage drive unit 56. At this time, the tilt angle of the Z tilt stage 58 is also adjusted as necessary. As a result, the image of the pinhole of interest enters the light receiving optical system 84 through the central opening of the cover glass 88 and is received by the light receiving element constituting the light receiving unit 86.

これを更に詳述すると、ピンホールレチクル上の着目するピンホールからは球面波が発生し、この球面波が、投影光学系PL、及び波面収差計測器80の受光光学系84を構成する対物レンズ84a、リレーレンズ84b、ミラー84c、コリメータレンズ84dを介して平行光束となって、マイクロレンズアレイ84eを照射する。これにより、投影光学系PLの瞳面がマイクロレンズアレイ84eにリレーされ、分割される。そして、このマイクロレンズアレイ84eの各レンズ素子によってそれぞれの光(分割された光)が受光素子の受光面に集光され、該受光面にピンホールの像がそれぞれ結像される。   More specifically, a spherical wave is generated from a focused pinhole on the pinhole reticle, and this spherical wave forms an objective lens constituting the projection optical system PL and the light receiving optical system 84 of the wavefront aberration measuring instrument 80. 84a, relay lens 84b, mirror 84c, and collimator lens 84d are converted into parallel light fluxes to irradiate the microlens array 84e. Thereby, the pupil plane of the projection optical system PL is relayed to the microlens array 84e and divided. Then, each light (divided light) is condensed on the light receiving surface of the light receiving element by each lens element of the microlens array 84e, and a pinhole image is formed on the light receiving surface.

このとき、投影光学系PLが、波面収差の無い理想的な光学系であるならば、投影光学系PLの瞳面における波面は理想的な波面(ここでは平面)になり、その結果マイクロレンズアレイ84eに入射する平行光束が平面波となり、その波面は理想的な波面となる筈である。この場合、図4(A)に示されるように、マイクロレンズアレイ84eを構成する各レンズ素子の光軸上の位置にスポット像(以下、「スポット」とも呼ぶ)が結像する。   At this time, if the projection optical system PL is an ideal optical system without wavefront aberration, the wavefront on the pupil plane of the projection optical system PL becomes an ideal wavefront (here, a plane), and as a result, a microlens array. The parallel light flux incident on 84e becomes a plane wave, and its wavefront should be an ideal wavefront. In this case, as shown in FIG. 4A, a spot image (hereinafter also referred to as “spot”) is formed at a position on the optical axis of each lens element constituting the microlens array 84e.

しかるに、投影光学系PLには通常、波面収差が存在するため、マイクロレンズアレイ84eに入射する平行光束の波面は理想的な波面からずれ、そのずれ、すなわち波面の理想波面に対する傾きに応じて、図4(B)に示されるように、各スポットの結像位置がマイクロレンズアレイ84eの各レンズ素子の光軸上の位置からずれることとなる。この場合、各スポットの基準点(各レンズ素子の光軸上の位置)からの位置のずれは、波面の傾きに対応している。   However, since there is usually wavefront aberration in the projection optical system PL, the wavefront of the parallel light beam incident on the microlens array 84e deviates from the ideal wavefront, and the deviation, that is, the inclination of the wavefront with respect to the ideal wavefront, As shown in FIG. 4B, the imaging position of each spot is shifted from the position on the optical axis of each lens element of the microlens array 84e. In this case, the position shift from the reference point of each spot (the position on the optical axis of each lens element) corresponds to the inclination of the wavefront.

そして、受光部86を構成する受光素子上の各集光点に入射した光(スポット像の光束)が受光素子でそれぞれ光電変換され、該光電変換信号が電気回路を介して主制御装置50に送られる。主制御装置50では、その光電変換信号に基づいて各スポットの結像位置を算出し、更に、その算出結果と既知の基準点の位置データとを用いて、位置ずれ(Δξ,Δη)を算出してRAMに格納する。このとき、主制御装置50には、ウエハ干渉計54Wのそのときの計測値(Xi,Yi)が供給されている。 Then, the light (spot image light flux) incident on each light condensing point on the light receiving element constituting the light receiving unit 86 is photoelectrically converted by the light receiving element, and the photoelectric conversion signal is transmitted to the main controller 50 via the electric circuit. Sent. The main controller 50 calculates the imaging position of each spot based on the photoelectric conversion signal, and further calculates the positional deviation (Δξ, Δη) using the calculation result and the position data of a known reference point. And stored in the RAM. At this time, the measurement values (X i , Y i ) at that time of the wafer interferometer 54W are supplied to the main controller 50.

上述のようにして、1つの着目するピンホール像の結像点における波面収差計測器80による、スポット像の位置ずれの計測が終了すると、主制御装置50では、次のピンホール像の結像点に、波面収差計測器80の開口82aのほぼ中心が一致するように、ウエハステージWSTを移動する。この移動が終了すると、前述と同様にして、主制御装置50により、光源16からレーザビームLBの発光が行われ、同様にして主制御装置50によって各スポットの結像位置が算出される。以後、他のピンホール像の結像点で同様の計測が順次行われる。   As described above, when the measurement of the positional deviation of the spot image by the wavefront aberration measuring device 80 at the focusing point of one focused pinhole image is completed, the main controller 50 forms the next pinhole image. Wafer stage WST is moved so that the substantially center of opening 82a of wavefront aberration measuring instrument 80 coincides with the point. When this movement is completed, the main controller 50 emits the laser beam LB from the light source 16 in the same manner as described above, and the main controller 50 similarly calculates the imaging position of each spot. Thereafter, the same measurement is sequentially performed at other imaging points of the pinhole image.

このようにして、必要な計測が終了した段階では、主制御装置50のRAMには、前述した各ピンホール像の結像点における位置ずれデータ(Δξ,Δη)と、各結像点の座標データ(各ピンホール像の結像点における計測を行った際のウエハ干渉計54Wの計測値(Xi,Yi))とが格納されている。なお、上記計測時に全てのピンホールに照明光ELを同時に照射しても良いが、可動レチクルブラインド30Bを用いて、レチクル上の着目するピンホールのみ、あるいは少なくとも着目するピンホールを含む一部領域のみが照明光ELで照明されるように、例えばピンホール毎に、レチクル上での照明領域の位置や大きさなどを変更しても良い。 In this way, at the stage where necessary measurement is completed, the RAM of the main controller 50 stores the above-described positional deviation data (Δξ, Δη) at the image formation point of each pinhole image and the coordinates of each image formation point. Data (measured values (X i , Y i ) of wafer interferometer 54W when measurement is performed at the image formation point of each pinhole image) is stored. In addition, the illumination light EL may be irradiated to all the pinholes simultaneously at the time of the measurement. However, using the movable reticle blind 30B, only the focused pinhole on the reticle, or at least a partial region including the focused pinhole. For example, the position and size of the illumination area on the reticle may be changed for each pinhole so that only the illumination light EL is illuminated.

次に、主制御装置50では、変換プログラムをメインメモリにロードし、RAM内に格納されている各ピンホール像の結像点における位置ずれデータ(Δξ,Δη)と、各結像点の座標データとに基づいて、以下に説明する原理に従ってピンホール像の結像点に対応する、すなわち投影光学系PLの視野内の第1計測点(評価点)〜第n計測点(評価点)にそれぞれ対応する波面(波面収差)、ここでは、後述する式(3)のフリンジツェルニケ多項式(以下、適宜「ツェルニケ多項式」と略述する)の各項(ツェルニケ項)の係数、例えば第1項の係数Z1〜第37項の係数Z37を変換プログラムに従って演算する。 Next, the main controller 50 loads the conversion program into the main memory, and the positional deviation data (Δξ, Δη) at the image point of each pinhole image stored in the RAM and the coordinates of each image point. Based on the data, according to the principle described below, corresponding to the pinhole image formation point, that is, from the first measurement point (evaluation point) to the nth measurement point (evaluation point) in the field of the projection optical system PL. Corresponding wavefronts (wavefront aberrations), here, coefficients of each term (Zernike term) of the fringe Zernike polynomial (hereinafter, abbreviated as “Zernike polynomial” as appropriate) of the formula (3) described later, for example, the first term The coefficient Z 1 to the coefficient Z 37 of the 37th term are calculated according to the conversion program.

本実施形態では、上記の位置ずれ(Δξ,Δη)に基づいて、変換プログラムに従った演算により投影光学系PLの波面を求める。すなわち、位置ずれ(Δξ,Δη)は、波面の理想波面に対する傾斜をそのまま反映した値になり、逆に位置ずれ(Δξ,Δη)に基づいて波面を復元することができる。なお、上述した位置ずれ(Δξ,Δη)と波面との物理的な関係から明らかなように、本実施形態における波面の算出原理は、周知のShack-Hartmannの波面算出原理そのものである。   In the present embodiment, the wavefront of the projection optical system PL is obtained by calculation according to the conversion program based on the above-described positional deviations (Δξ, Δη). That is, the positional deviation (Δξ, Δη) is a value that directly reflects the inclination of the wavefront with respect to the ideal wavefront, and conversely, the wavefront can be restored based on the positional deviation (Δξ, Δη). As is clear from the physical relationship between the positional deviations (Δξ, Δη) and the wavefront, the wavefront calculation principle in this embodiment is the well-known Shack-Hartmann wavefront calculation principle.

次に、上記の位置ずれに基づいて、波面を算出する方法について、簡単に説明する。   Next, a method for calculating the wavefront based on the above positional deviation will be briefly described.

上述の如く、位置ずれ(Δξ,Δη)は波面の傾きに対応しており、これを積分することにより波面の形状(厳密には基準面(理想波面)からのずれ)が求められる。波面(波面の基準面からのずれ)の式をW(x,y)とし、比例係数をkとすると、次式(1)、(2)のような関係式が成立する。   As described above, the positional deviation (Δξ, Δη) corresponds to the inclination of the wavefront, and by integrating this, the shape of the wavefront (strictly, the deviation from the reference plane (ideal wavefront)) is obtained. When the wavefront (deviation of the wavefront from the reference plane) is W (x, y) and the proportionality coefficient is k, the following relational expressions (1) and (2) are established.

Figure 2005327769
スポット位置のみでしか与えられていない波面の傾きをそのまま積分するのは容易ではないため、面形状を級数に展開して、これにフィットするものとする。この場合、級数は直交系を選ぶものとする。ツェルニケ多項式は軸対称な面の展開に適した級数で、円周方向は三角級数に展開する。すなわち、波面Wを極座標系(ρ,θ)で表すと、次式(3)のように展開できる。
Figure 2005327769
Since it is not easy to integrate the slope of the wavefront given only by the spot position as it is, the surface shape is developed into a series and fitted to this. In this case, an orthogonal system is selected as the series. The Zernike polynomial is a series suitable for expansion of an axisymmetric surface, and the circumferential direction is expanded to a triangular series. That is, when the wavefront W is expressed in the polar coordinate system (ρ, θ), it can be developed as the following equation (3).

Figure 2005327769
直交系であるから各項の係数Ziを独立に決定することができる。iを適当な値で切ることはある種のフィルタリングを行うことに対応する。なお、一例として第1項〜第37項までのfi(fi(ρ,θ):ρを独立変数とする動径多項式)を係数Ziとともに例示すると、次の表1のようになる。但し、表1中の第37項は、実際のツェルニケ多項式では、第49項に相当するが、本明細書では、i=37の項(第37項)として取り扱うものとする。すなわち、本発明において、ツェルニケ多項式の項の数は、特に限定されるものではない。
Figure 2005327769
Since it is an orthogonal system, the coefficient Z i of each term can be determined independently. Cutting i by an appropriate value corresponds to performing some kind of filtering. As an example, f i (f i (ρ, θ): radial polynomial with ρ as an independent variable) from the first term to the 37th term is illustrated together with the coefficient Z i as shown in Table 1 below. . However, the 37th term in Table 1 corresponds to the 49th term in the actual Zernike polynomial, but is treated as a term of i = 37 (the 37th term) in this specification. That is, in the present invention, the number of terms of the Zernike polynomial is not particularly limited.

Figure 2005327769
実際には、その微分が上記の位置ずれとして検出されるので、フィッティングは微分係数について行う必要がある。極座標系(x=ρcosθ,y=ρsinθ)では、次式(4)、(5)のように表される。
Figure 2005327769
Actually, since the differentiation is detected as the above-described positional deviation, the fitting needs to be performed on the differential coefficient. In the polar coordinate system (x = ρcos θ, y = ρsin θ), the following expressions (4) and (5) are used.

Figure 2005327769
ツェルニケ多項式の微分形は直交系ではないので、フィッティングは最小自乗法で行う必要がある。1つのスポット像の結像点の情報(ずれ量)はX方向とY方向につき与えられるので、ピンホールの数をn(nは、投影光学系PLの視野内の計測点(評価点)の数に対応しており、本実施形態では、説明の簡略化のためにnは例えば33とする)とすると、上記式(1)〜(5)で与えられる観測方程式の数は2n(=66)となる。
Figure 2005327769
Since the differential form of the Zernike polynomial is not an orthogonal system, the fitting must be performed by the method of least squares. Since the information (deviation amount) of the image point of one spot image is given for the X direction and the Y direction, the number of pinholes is n (n is the number of measurement points (evaluation points) in the field of the projection optical system PL). In this embodiment, assuming that n is 33 for the sake of simplification of description, the number of observation equations given by the above formulas (1) to (5) is 2n (= 66). )

ツェルニケ多項式のそれぞれの項は光学収差に対応する。しかも低次の項(iの小さい項)は、ザイデル収差にほぼ対応する。ツェルニケ多項式を用いることにより、投影光学系PLの波面収差を求めることができる。   Each term in the Zernike polynomial corresponds to an optical aberration. Moreover, the low-order terms (terms with a small i) substantially correspond to Seidel aberration. By using the Zernike polynomial, the wavefront aberration of the projection optical system PL can be obtained.

上述のような原理に従って、変換プログラムの演算手順が決められており、この変換プログラムに従った演算処理により、投影光学系PLの視野内の第1計測点〜第n計測点に対応する波面の情報(波面収差)、ここでは、ツェルニケ多項式の各項の係数、例えば第1項の係数Z1〜第37項の係数Z37が求められる。 The calculation procedure of the conversion program is determined according to the principle as described above, and the wavefront corresponding to the first measurement point to the nth measurement point in the field of the projection optical system PL is calculated by the calculation process according to the conversion program. information (wavefront aberration), where the coefficients of the terms of the Zernike polynomial, for example, the first term of the coefficient Z 1 ~ paragraph 37 of coefficient Z 37 is obtained.

図1に戻り、第1通信サーバ920が備えるハードディスク等の内部には、第1〜第3露光装置9221〜9223で達成すべき目標情報、例えば解像度(解像力)、実用最小線幅(デバイスルール)、照明光ELの波長(中心波長及び波長幅など)、転写対象のパターンの情報、その他の露光装置9221〜9223の性能を決定する投影光学系に関する何らかの情報であって目標値となり得る情報が格納されている。また、第1通信サーバ920が備えるハードディスク等の内部には、今後導入する予定の露光装置での目標情報、例えば使用を計画しているパターンの情報なども目標情報として格納されている。 Returning to FIG. 1, target information to be achieved by the first to third exposure apparatuses 922 1 to 922 3 , for example, resolution (resolution), practical minimum line width (device) Rule), the wavelength of illumination light EL (center wavelength and wavelength width, etc.), information on the pattern to be transferred, and other information related to the projection optical system that determines the performance of other exposure apparatuses 922 1 to 922 3 , which is the target value The information to get is stored. Further, in the hard disk or the like provided in the first communication server 920, target information in an exposure apparatus scheduled to be introduced in the future, for example, information on a pattern planned to be used is stored as target information.

一方、第2通信サーバ930が備えるハードディスク等の記憶装置の内部には、任意の目標とする露光条件下におけるパターンの投影像の物体上での形成状態を最適化する最適化プログラムがインストールされるとともに、前記最適化プログラムに付属する第1データベース及び第2データベースが格納されている。すなわち、前記最適化プログラム、第1データベース及び第2データベースは、例えばCD−ROMなどの情報記録媒体に記録されており、この情報記録媒体が、第2通信サーバ930が備えるCD−ROMドライブなどのドライブ装置に挿入され、該ドライブ装置から最適化プログラムがハードディスク等の記憶装置にインストールされるとともに、第1データベース及び第2データベースがコピーされている。   On the other hand, an optimization program that optimizes the formation state of a pattern projection image on an object under an arbitrary target exposure condition is installed in a storage device such as a hard disk included in the second communication server 930. In addition, a first database and a second database attached to the optimization program are stored. That is, the optimization program, the first database, and the second database are recorded on an information recording medium such as a CD-ROM, and the information recording medium is a CD-ROM drive provided in the second communication server 930 or the like. The optimization program is installed in a storage device such as a hard disk, and the first database and the second database are copied from the drive device.

前記第1データベースは、露光装置9221〜9223などの露光装置が備える投影光学系(投影レンズ)の種類毎の波面収差変化表のデータベースである。ここで、波面収差変化表とは、投影光学系PLと実質的に等価なモデルを用いて、シミュレーションを行い、このシミュレーション結果として得られた、パターンの投影像の物体上での形成状態を最適化するのに使用できる調整パラメータの単位調整量の変化と、投影光学系PLの視野内の複数の計測点それぞれに対応する結像性能、具体的には波面のデータ、例えばツェルニケ多項式の第1項〜第37項の係数の変動量との関係を示すデータを所定の規則に従って並べたデータ群から成る変化表である。 The first database is a database of wavefront aberration change tables for each type of projection optical system (projection lens) provided in an exposure apparatus such as the exposure apparatuses 922 1 to 922 3 . Here, the wavefront aberration change table is simulated using a model substantially equivalent to the projection optical system PL, and the formation state of the pattern projection image on the object obtained as a result of the simulation is optimized. Change of the unit adjustment amount of the adjustment parameter that can be used to convert the image, and imaging performance corresponding to each of a plurality of measurement points in the field of the projection optical system PL, specifically, wavefront data, for example, the first of the Zernike polynomial It is a change table which consists of the data group which arranged the data which show the relationship with the variation | change_quantity of the coefficient of a term-the 37th term according to the predetermined rule.

本実施形態では、上記の調整パラメータとしては、可動レンズ131,132,133,134、135の各自由度方向(駆動可能な方向)の駆動量z1、θx1、θy1、z2、θx2、θy2、z3、θx3、θy3、z4、θx4、θy4、z5、θx5、θy5と、ウエハW表面(Zチルトステージ58)の3自由度方向の駆動量Wz、Wθx、Wθy、及び照明光ELの波長のシフト量Δλの合計19のパラメータが用いられる。 In the present embodiment, the adjustment parameters include the driving amounts z 1 , θx 1 , θy 1 of the movable lenses 13 1 , 13 2 , 13 3 , 13 4 , 13 5 in the respective degrees of freedom directions (driveable directions). , Z 2 , θx 2 , θy 2 , z 3 , θx 3 , θy 3 , z 4 , θx 4 , θy 4 , z 5 , θx 5 , θy 5 and the wafer W surface (Z tilt stage 58) A total of 19 parameters are used, such as the drive amount Wz, Wθx, Wθy in the direction of the angle and the wavelength shift amount Δλ of the illumination light EL.

ここで、上記の波面収差変化表のデータベースの作成手順について、簡単に説明する。特定の光学ソフトがインストールされているシミュレーション用コンピュータに、まず、露光装置9221の光学条件(例えば投影光学系PLの設計値(開口数N.A.や各レンズデータなど)、コヒーレンスファクタσ値(照明σ)又は照明光学系の開口数N.A.、及び照明光ELの波長(露光波長)λ等)を入力する。次に、シミュレーション用コンピュータに、投影光学系PLの視野内の任意の第1計測点のデータを入力する。 Here, a procedure for creating a database of the wavefront aberration change table will be briefly described. The simulation computer a particular optical software is installed, first, the exposure apparatus 922 1 of the optical conditions (e.g., the design value of the projection optical system PL (including numerical aperture N.A. and the lens data), coherence factor σ values (Illumination σ) or the numerical aperture NA of the illumination optical system, and the wavelength (exposure wavelength) λ of the illumination light EL) are input. Next, data of an arbitrary first measurement point in the visual field of the projection optical system PL is input to the simulation computer.

次いで、可動レンズ131〜135の各自由度方向(可動方向)、ウエハW表面の上記各自由度方向、照明光の波長のシフト量のそれぞれについての単位量のデータを入力する。例えば可動レンズ131をZ方向シフトの+方向に関して単位量だけ駆動するという指令を入力すると、シミュレーション用コンピュータにより、投影光学系PLの視野内の予め定めた第1計測点についての第1波面の理想波面からの変化量のデータ、例えばツェルニケ多項式の各項(例えば第1項〜第37項)の係数の変化量が算出され、その変化量のデータがシミュレーション用コンピュータのディスプレイの画面上に表示されるとともに、その変化量がパラメータPARA1P1としてメモリに記憶される。 Next, unit amount data for each of the degrees of freedom (movable direction) of the movable lenses 13 1 to 13 5 , each of the degrees of freedom of the surface of the wafer W, and the shift amount of the wavelength of the illumination light is input. For example, if you enter a command that the movable lens 13 1 is driven by a unit amount with respect to the + direction of the Z-direction shift, the simulation computer, the first wave front of the first measurement point determined in advance within the field of projection optical system PL Data on the amount of change from the ideal wavefront, for example, the amount of change in the coefficient of each term (for example, the first to 37th terms) of the Zernike polynomial is calculated, and the data on the amount of change is displayed on the display screen of the simulation computer. At the same time, the amount of change is stored in the memory as a parameter PARA1P1.

次いで、可動レンズ131をY方向チルト(X軸回りの回転θx)の+方向に関して単位量だけ駆動するという指令を入力すると、シミュレーション用コンピュータにより、第1計測点についての第2波面のデータ、例えばツェルニケ多項式の上記各項の係数の変化量が算出され、その変化量のデータが上記ディスプレイの画面上に表示されるとともに、その変化量がパラメータPARA2P1としてメモリに記憶される。 Then, if you enter a command that the movable lens 13 1 is driven by a unit amount with respect to the + direction of the Y-direction tilt (X-axis of rotation [theta] x), the simulation computer, the second wavefront data for the first measurement point, For example, the change amount of the coefficient of each term of the Zernike polynomial is calculated, the change amount data is displayed on the display screen, and the change amount is stored in the memory as the parameter PARA2P1.

次いで、可動レンズ131をX方向チルト(Y軸回りの回転θy)の+方向に関して単位量だけ駆動するという指令を入力すると、シミュレーション用コンピュータにより、第1計測点についての第3波面のデータ、例えばツェルニケ多項式の上記各項の係数の変化量が算出され、その変化量のデータが上記ディスプレイの画面上に表示されるとともに、その変化量がパラメータPARA3P1としてメモリに記憶される。 Then, if you enter a command that the movable lens 13 1 is driven by a unit amount with respect to the + direction of the X-direction tilt (Y-axis of rotation [theta] y), the simulation computer, third wavefront data for the first measurement point, For example, the change amount of the coefficient of each term of the Zernike polynomial is calculated, and the change amount data is displayed on the screen of the display, and the change amount is stored in the memory as the parameter PARA3P1.

以後、上記と同様の手順で、第2計測点〜第n計測点までの各計測点の入力が行われ、可動レンズ131のZ方向シフト、Y方向チルト,X方向チルトの指令入力がそれぞれ行われる度毎に、シミュレーション用コンピュータによって各計測点における第1波面、第2波面、第3波面のデータ、例えばツェルニケ多項式の上記各項の係数の変化量が算出され、各変化量のデータがディスプレイの画面上に表示されるとともに、パラメータPARA1P2,PARA2P2,PARA3P2、……、PARA1Pn,PARA2Pn,PARA3Pnとしてメモリに記憶される。 Thereafter, in the same procedure as above, the input of each measurement point to the second measurement point through n th measurement point is performed, Z-direction shift of the movable lens 13 1, Y-direction tilt command input X-direction tilt respectively Each time the simulation is performed, the simulation computer calculates the first wavefront, second wavefront, and third wavefront data at each measurement point, for example, the amount of change in the coefficient of each term in the Zernike polynomial, and the amount of change data is calculated. In addition to being displayed on the display screen, parameters PARA1P2, PARA2P2, PARA3P2,..., PARA1Pn, PARA2Pn, PARA3Pn are stored in the memory.

他の可動レンズ132,133,134,135についても、上記と同様の手順で、各計測点の入力と、各自由度方向に関してそれぞれ単位量だけ+方向に駆動する旨の指令入力が行われ、これに応答してシミュレーション用コンピュータにより、可動レンズ132,133,134,135を各自由度方向に単位量だけ駆動した際の第1〜第n計測点のそれぞれについての波面のデータ、例えばツェルニケ多項式の各項の係数の変化量が算出され、パラメータ(PARA4P1,PARA5P1,PARA6P1,……,PARA15P1)、パラメータ(PARA4P2,PARA5P2,PARA6P2,……,PARA15P2)、……、パラメータ(PARA4Pn,PARA5Pn,PARA6Pn,……,PARA15Pn)がメモリ内に記憶される。 For the other movable lenses 13 2 , 13 3 , 13 4 , and 13 5 , the input of each measurement point and the command input for driving in the + direction by the unit amount with respect to each direction of freedom are performed in the same procedure as described above. In response to this, each of the first to n-th measurement points when the movable lenses 13 2 , 13 3 , 13 4 , and 13 5 are driven by a unit amount in the directions of degrees of freedom by the simulation computer. , For example, the amount of change in the coefficient of each term of the Zernike polynomial is calculated, parameters (PARA4P1, PARA5P1, PARA6P1,..., PARA15P1), parameters (PARA4P2, PARA5P2, PARA6P2,..., PARA15P2),. , Parameters (PARA4Pn, PARA5Pn, PARA6Pn, ..., PARA15Pn) Stored in memory.

また、ウエハWについても、上記と同様の手順で、各計測点の入力と、各自由度方向に関してそれぞれ単位量だけ+方向に駆動する旨の指令入力が行われ、これに応答してシミュレーション用コンピュータにより、ウエハWをZ、θx、θyの各自由度方向に単位量だけ駆動した際の第1〜第n計測点のそれぞれについての波面のデータ、例えばツェルニケ多項式の各項の係数の変化量が算出され、パラメータ(PARA16P1,PARA17P1,PARA18P1)、パラメータ(PARA16P2,PARA17P2,PARA18P2)、……、パラメータ(PARA16Pn,PARA17Pn,PARA18Pn)がメモリ内に記憶される。   Also for wafer W, in the same procedure as described above, input of each measurement point and command input for driving in the + direction by a unit amount for each direction of freedom are performed. Wavefront data for each of the first to nth measurement points when the wafer W is driven by a unit amount in each direction of freedom of Z, θx, θy by a computer, for example, the amount of change in the coefficient of each term of the Zernike polynomial Are calculated and parameters (PARA16P1, PARA17P1, PARA18P1), parameters (PARA16P2, PARA17P2, PARA18P2),..., Parameters (PARA16Pn, PARA17Pn, PARA18Pn) are stored in the memory.

さらに、波長シフトに関しても、上記と同様の手順で、各計測点の入力と、単位量だけ+方向に波長をシフトする旨の指令入力が行われ、これに応答してシミュレーション用コンピュータにより、波長を+方向に単位量だけシフトした際の第1〜第n計測点のそれぞれについての波面のデータ、例えばツェルニケ多項式の各項の係数の変化量が算出され、PARA19P1、PARA19P2、……、PARA19Pnがメモリ内に記憶される。   Further, with respect to wavelength shift, in the same procedure as described above, input of each measurement point and command input for shifting the wavelength in the + direction by the unit amount are performed, and in response to this, the wavelength is shifted by the simulation computer. Wavefront data for each of the first to n-th measurement points when the value is shifted by a unit amount in the + direction, for example, the amount of change in the coefficient of each term of the Zernike polynomial is calculated, and PARA19P1, PARA19P2,. Stored in memory.

ここで、上記パラメータPARAiPj(i=1〜19、j=1〜n)のそれぞれは、37行1列の列マトリクス(縦ベクトル)である。すなわち、n=33とすると、調整パラメータPARA1について、次式(6)のようになる。なお、パラメータPARAiPjは、いずれも列マトリクスであるが、次式(6)以下の式では、便宜上、行マトリクスであるかのような表現形式を採用している。   Here, each of the parameters PARAiPj (i = 1 to 19, j = 1 to n) is a 37 × 1 column matrix (vertical vector). That is, when n = 33, the adjustment parameter PARA1 is expressed by the following equation (6). Note that the parameters PARAiPj are all column matrices, but in the following equation (6) and the following equations, an expression form as if it is a row matrix is adopted for convenience.

Figure 2005327769
また、調整パラメータPARA2について、次式(7)のようになる。
Figure 2005327769
Further, the adjustment parameter PARA2 is expressed by the following equation (7).

Figure 2005327769
同様に、他の調整パラメータPARA3〜PARA19についても、次式(8)のようになる。
Figure 2005327769
Similarly, the other adjustment parameters PARA3 to PARA19 are expressed by the following equation (8).

Figure 2005327769
そして、このようにしてメモリ内に記憶されたツェルニケ多項式の各項の係数の変化量から成る列マトリクス(縦ベクトル)PARA1P1〜PARA19Pnは、調整パラメータ及び計測点について並べ替えが行われる。その結果、列マトリクス(縦ベクトル)PARA1P1〜PARA19Pnを要素とする次式(9)のマトリクス(行列)Oで示される波面収差変化表が作成される。なお、式(9)では、m=19である。
Figure 2005327769
The column matrices (vertical vectors) PARA1P1 to PARA19Pn that are composed of the change amounts of the coefficients of the terms of the Zernike polynomial thus stored in the memory are rearranged with respect to the adjustment parameters and the measurement points. As a result, a wavefront aberration change table represented by a matrix (matrix) O of the following equation (9) having column matrices (vertical vectors) PARA1P1 to PARA19Pn as elements is created. In Equation (9), m = 19.

Figure 2005327769
Figure 2005327769

そして、このようにして作成された、投影光学系の種類毎の波面収差変化表から成るデータベースが、第1データベースとして、第2通信サーバ930が備えるハードディスク等の内部に格納されている。なお、本実施形態では、同一種類(同じ設計データ)の投影光学系では1つの波面収差変化表を作成するものとしたが、その種類に関係なく、投影光学系毎に(すなわち露光装置単位で)波面収差変化表を作成しても良い。   A database composed of the wavefront aberration change table for each type of projection optical system created in this manner is stored as a first database in a hard disk or the like included in the second communication server 930. In this embodiment, one wavefront aberration change table is created for the same type (same design data) of projection optical system. However, regardless of the type of projection optical system, each projection optical system (that is, in units of exposure apparatuses) is used. ) A wavefront aberration change table may be created.

次に、第2データベースについて説明する。この第2データベースには、後述するパターンの投影像のウエハ上での形成状態を最適化する際に用いられる、各計測点における各結像性能(結像評価指標)を表現する次式(10)で示される、各計測点(計測点番号n)における波面(波面収差)を展開したツェルニケ多項式の各項の係数(Zernike係数)Ci,nを独立変数とする特定関数(特定式)中の非線形係数及び線形係数などの他、結像性能の許容値などのデータが格納されている。 Next, the second database will be described. In this second database, the following expression (10) expressing each imaging performance (imaging evaluation index) at each measurement point, which is used when optimizing the formation state of a projected image of a pattern to be described later on the wafer. ), A specific function (specific expression) having a coefficient (Zernike coefficient) C i, n of each term of the Zernike polynomial in which the wavefront (wavefront aberration) at each measurement point (measurement point number n) is expanded as an independent variable In addition to the non-linear coefficient and the linear coefficient, data such as an allowable value of imaging performance is stored.

Figure 2005327769
Figure 2005327769

上記式(10)は、前述の国際公開第03/075328号パンフレットに開示される線幅の推定式と同様の各Zernike係数に対する非線形項のみから成る結像性能(結像評価指標)の推定式(算出式)に線形項を加算した非線形関数を表す式であり、この式(10)の計算を行うには、A,B,C,D,Ti α,Ti,j β,Ti γ,Ti δ,Si(ここでは、i=1〜37)の計855個の係数と、フォーカスZと、投影光学系の波面(波面収差)を展開したツェルニケ多項式の各項の係数(Zernike係数)Ci,n(C1,n〜C37,n)が必要となる。なお、Zernike係数Ci,nは、n番目の計測点における前述の係数Ziを指す。Zernike係数Ci,nは、前述のようにして計測される、あるいは単体波面収差と波面収差補正量とに基づいて算出することができる。また、後述するように、フォーカスZは、必要に応じ、オペレータによりDOF(焦点深度)の許容値として設定されるようになっている。従って、基準ID(露光ID)のそれぞれについて、A,B,C,D,Ti α,Ti,j β,Ti γ,Ti δ,Si(ここでは、i=1〜37)の計855個の係数が、予め結像シミュレータなどのシミュレーションソフトを用いたシミュレーションにより求められ、第2データベースの一部として第2通信サーバ930が備えるハードディスク等の内部に格納されている。 The above formula (10) is an estimation formula for imaging performance (imaging evaluation index) consisting only of nonlinear terms for each Zernike coefficient, similar to the estimation formula for the line width disclosed in the above-mentioned pamphlet of WO 03/075328. This is a formula representing a nonlinear function obtained by adding a linear term to (calculation formula). To calculate this formula (10), A, B, C, D, T i α , T i, j β , T i are used. A total of 855 coefficients γ , T i δ , S i (here, i = 1 to 37), a coefficient of each term of the Zernike polynomial that develops the focus Z and the wavefront (wavefront aberration) of the projection optical system ( Zernike coefficient) Ci , n (C1 , n to C37 , n ) is required. The Zernike coefficient C i, n refers to the above-described coefficient Z i at the n-th measurement point. The Zernike coefficient C i, n is measured as described above, or can be calculated based on the single wavefront aberration and the wavefront aberration correction amount. As will be described later, the focus Z is set as an allowable value of DOF (depth of focus) by the operator as necessary. Therefore, for each of the reference IDs (exposure IDs), A, B, C, D, T i α , T i, j β , T i γ , T i δ , S i (here, i = 1 to 37). A total of 855 coefficients are obtained in advance by simulation using simulation software such as an imaging simulator and stored as a part of the second database in a hard disk or the like included in the second communication server 930.

上式(10)において、A,B,C,Dは、露光条件で決まる定数であって、収差に依存しない定数である。ここで、露光条件は、光学条件(露光波長、投影光学系の開口数N.A.(最大N.A.、露光時に設定されるN.A.など)、及び照明条件(照明N.A.(照明光学系の開口数N.A.)又は照明σ(コヒーレンスファクタ)、照明系開口絞り板24の開口形状(照明光学系の瞳面上での照明光の光量分布、すなわち2次光源の形状))など)と、評価項目(マスク種、線幅、評価量、パターンの情報など)との組み合わせによって定まる。   In the above equation (10), A, B, C, and D are constants determined by exposure conditions and are not dependent on aberrations. Here, the exposure conditions are optical conditions (exposure wavelength, numerical aperture NA of the projection optical system (maximum NA, NA set at the time of exposure, etc.)) and illumination conditions (illumination NA). (Numerical aperture NA of illumination optical system) or illumination σ (coherence factor), aperture shape of illumination system aperture stop plate 24 (light quantity distribution of illumination light on pupil plane of illumination optical system, ie secondary light source) )))) And evaluation items (mask type, line width, evaluation amount, pattern information, etc.).

i αはFocusシフトαの非線形係数、Ti,j βは線幅オフセットβの非線形係数、Ti γは3次の非対称性γの非線形係数、Ti δは2次の対称性δの非線形係数である。また、Siは、投影光学系の各結像性能(例えば諸収差(あるいはその指標値)又は(結像評価指標))の、ツェルニケ多項式の各項(例えば第1項〜第37項それぞれ)に1λを与えたときの値であるツェルニケ感度である。このツェルニケ感度は、各結像性能の各ツェルニケ項に対する敏感度を示す。なお、以下の説明ではツェルニケ感度をZernike SensitivityあるいはZSとも呼ぶ。 T i α is the nonlinear coefficient of the focus shift α, T i, j β is the nonlinear coefficient of the line width offset β, T i γ is the nonlinear coefficient of the third-order asymmetry γ, and T i δ is the second-order symmetry δ. It is a nonlinear coefficient. S i is each term of the Zernike polynomial (for example, each of the first to 37th terms) of each imaging performance (for example, various aberrations (or index values thereof) or (imaging evaluation index)) of the projection optical system. Is the Zernike sensitivity, which is a value when 1λ is given. This Zernike sensitivity indicates the sensitivity of each imaging performance to each Zernike term. In the following description, Zernike sensitivity is also called Zernike Sensitivity or ZS.

本実施形態では、ツェルニケ感度算出の対象となる結像性能として、各Zernike係数に対して線形な結像性能である次の12種類の線形収差、すなわち、X軸方向、Y軸方向のディストーションDisx、Disy、4種類のコマ収差の指標値である線幅異常値CMV、CMH、CMR、CML、4種類の像面湾曲であるCFV、CFH、CFR、CFL、2種類の球面収差であるSAV、SAHと、各Zernike係数に対する非線形な結像性能である線幅CDとの13種類の結像性能が含まれている。ここで、各Zernike係数に対する非線形な結像性能としての線幅には、投影光学系PLによって像面上に形成されるラインパターンの像の線幅の他、縦方向に延びるラインパターンと、横方向に延びるラインパターンとの線幅差、孤立線と密集線との線幅差などがあるが、以下では、ラインパターンの像の線幅CDを代表的に採りあげて説明を行うものとする。 In the present embodiment, as the imaging performance for which Zernike sensitivity is calculated, the following 12 types of linear aberrations that are linear imaging performance with respect to each Zernike coefficient, that is, distortion Dis in the X-axis direction and Y-axis direction are displayed. x , Dis y , line width abnormal values CM V , CM H , CM R , CM L which are index values of four types of coma aberration, CF V , CF H , CF R , CF L which are four types of field curvatures Thirteen types of imaging performance, including SA V and SA H which are two types of spherical aberration, and a line width CD which is nonlinear imaging performance for each Zernike coefficient are included. Here, the line width as the non-linear imaging performance for each Zernike coefficient includes the line width of the image of the line pattern formed on the image plane by the projection optical system PL, the line pattern extending in the vertical direction, and the horizontal Although there are line width differences with line patterns extending in the direction, line width differences between isolated lines and dense lines, etc., the line width CD of the image of the line pattern will be described below as a representative example. .

次に、前述の最適化プログラムを用いて、第1〜第3露光装置9221〜9223などにおけるレチクルパターンの投影像のウエハ上での形成状態を最適化する方法などについて、第2通信サーバ930が備えるプロセッサの処理アルゴリズムを示す図5(及び図6〜図10、図16〜図22)のフローチャートに沿って説明する。 Next, using the aforementioned optimization program for a method of optimizing the formation conditions on the wafer of the projected image of the reticle pattern in such first to third exposure apparatus 922 1 to 922 3, the second communication server The processing algorithm of the processor included in 930 will be described with reference to the flowchart of FIG. 5 (and FIGS. 6 to 10 and FIGS. 16 to 22).

この図5に示されるフローチャートがスタートするのは、例えばクリーンルーム内の露光装置のオペレータから第1通信サーバ920を介して、電子メールなどにより、最適化の対象となる露光装置(号機)の指定などを含む、最適化の指示が送られ、第2通信サーバ930側のオペレータが、処理開始の指示を第2通信サーバ930に入力したときである。   The flowchart shown in FIG. 5 starts when, for example, an exposure apparatus (unit) to be optimized is specified by an e-mail or the like from the operator of the exposure apparatus in the clean room via the first communication server 920. Is sent, and the operator on the second communication server 930 side inputs an instruction to start processing to the second communication server 930.

まず、ステップ102において、ディスプレイ上に対象号機の指定画面を表示する。   First, in step 102, a target machine designation screen is displayed on the display.

次のステップ104では、号機の指定がなされるのを待ち、オペレータにより先の電子メールで指定された号機、例えば露光装置9221が、例えばマウス等のポインティングデバイスを介して指定されると、ステップ106に進んでその指定された号機を記憶する。この号機の記憶は、例えば装置No.を記憶することによりなされる。 In the next step 104, the system waits for the designation of the number machine, and when the number machine designated by the operator in the previous e-mail, for example, the exposure device 922 1 is designated via a pointing device such as a mouse, Proceed to 106 to store the designated number. The memory of this machine is, for example, the device No. It is done by memorizing.

次のステップ108では、モード選択画面をディスプレイ上に表示する。本実施形態では、モード1〜モード3のいずれかが選択可能となっているので、モード選択画面には、例えばモード1、モード2、モード3の選択ボタンが表示される。   In the next step 108, a mode selection screen is displayed on the display. In this embodiment, since any one of mode 1 to mode 3 can be selected, for example, selection buttons for mode 1, mode 2, and mode 3 are displayed on the mode selection screen.

次のステップ110では、モードが選択されるのを待つ。そして、オペレータがマウス等によりモードを選択すると、ステップ112に進んで、その選択されたモードがモード1であるか否かを判断する。ここで、モード1が選択されている場合には、ステップ118のモード1の処理を行うサブルーチン(以下、「モード1の処理ルーチン」とも呼ぶ)に移行する。ここで、モード1とは、既存のIDを基準として最適化を行うモードである。このモード1は、ある基準となる露光条件(基準ID)の下で調整済みの状態で、露光装置9221を使用中に、例えば照明条件や投影光学系の開口数(N.A.)などを変更した場合などに主として選択される。 In the next step 110, it waits for a mode to be selected. When the operator selects a mode with the mouse or the like, the process proceeds to step 112 to determine whether or not the selected mode is mode 1. If mode 1 is selected, the process proceeds to a subroutine for performing mode 1 processing in step 118 (hereinafter also referred to as “mode 1 processing routine”). Here, mode 1 is a mode in which optimization is performed based on an existing ID. The mode 1 is the adjusted state under exposure condition as a certain reference (reference ID), while using the exposure apparatus 922 1, for example, lighting conditions and the numerical aperture of the projection optical system (N.A.) such as This is mainly selected when changing.

このモード1(以下では「第1モード」とも呼ぶ)の処理ルーチンでは、まず、図6のステップ202で、最適化の対象となる露光条件(以下、適宜「最適化露光条件」とも記述する)の情報を取得する。具体的には、第1通信サーバ920(あるいは第1通信サーバ920を介して対象号機(露光装置9221)の主制御装置50)に対して、対象号機(露光装置9221)の現在の投影光学系のN.A.、照明条件(照明N.A.又は照明σ、開口絞りの種類など)、及び対象パターンの種別などの設定情報を問い合わせ、取得する。 In the processing routine of this mode 1 (hereinafter also referred to as “first mode”), first, in step 202 of FIG. 6, the exposure condition to be optimized (hereinafter also referred to as “optimized exposure condition” as appropriate). Get information about. Specifically, the first communication server 920 (or target Unit via the first communication server 920 (exposure apparatus 922 1) of the main control unit 50), the current projection of the target Unit (exposure apparatus 922 1) N. of the optical system. A. Inquires and acquires setting information such as illumination conditions (illumination NA or illumination σ, aperture stop type, etc.) and target pattern type.

次のステップ204では、第1通信サーバ920(あるいは第1通信サーバ920を介して対象号機(露光装置9221)の主制御装置50)に対して、上記の最適化露光条件に最も近い基準ID(以下、適宜、単に「基準ID」と略述する)を問い合わせて、その基準IDにおける投影光学系のN.A.や照明条件(例えば、照明N.A.又は照明σ、開口絞りの種類)などの設定情報を取得する。 In the next step 204, for the first communication server 920 (or the main controller 50 of the target number machine (exposure apparatus 922 1 ) via the first communication server 920), the reference ID closest to the optimized exposure condition described above. (Hereinafter simply abbreviated as “reference ID” where appropriate) and the projection optical system N.D. A. And setting information such as illumination conditions (for example, illumination NA or illumination σ, type of aperture stop).

次のステップ206では、第1通信サーバ920(あるいは第1通信サーバを介して対象号機(露光装置9221)の主制御装置50)から、単体波面収差及び上記基準IDにおける必要情報、具体的には、基準IDにおける調整量(調整パラメータ)の値、基準IDにおける単体波面収差に対する波面収差補正量などを取得する。 In the next step 206, from the first communication server 920 (or from the main controller 50 of the target machine (exposure device 922 1 ) via the first communication server), the necessary information on the single wavefront aberration and the reference ID, specifically, Acquires the value of the adjustment amount (adjustment parameter) in the reference ID, the wavefront aberration correction amount for the single wavefront aberration in the reference ID, and the like.

通常、投影光学系PLの単体波面収差と、露光装置に組み込まれた後の投影光学系PLの波面収差(以下ではon bodyでの波面収差と呼ぶ)は何らかの原因により一致しないが、ここでは、説明の簡略化のため、この修正は露光装置の立ち上げ時あるいは製造段階における調整で基準ID(基準となる露光条件)毎に行われているものとする。   Normally, the single wavefront aberration of the projection optical system PL and the wavefront aberration of the projection optical system PL after being incorporated in the exposure apparatus (hereinafter referred to as wavefront aberration in the on body) do not coincide with each other for some reason. For the sake of simplification of explanation, it is assumed that this correction is made for each reference ID (reference exposure condition) at the time of starting up the exposure apparatus or by adjustment in the manufacturing stage.

次のステップ208では、第1通信サーバ920(あるいは第1通信サーバ920を介して対象号機(露光装置9221)の主制御装置50)から機種名、露光波長、投影光学系の最大N.A.などの装置情報を取得する。 In the next step 208, from the first communication server 920 (or the main controller 50 of the target machine (exposure apparatus 922 1 ) via the first communication server 920), the model name, exposure wavelength, and maximum N. of the projection optical system. A. Get device information.

次のステップ210では、上記ステップ206で取得した単体波面収差と基準IDにおける波面収差補正量とに基づいて、各計測点(計測点番号をn=1,2、……33とする)について、波面収差に関する情報、例えばツェルニケ多項式の各項の係数Ci,n(i=1〜37)を算出し、メモリ内に格納する。この結果、メモリ内には、次式(11)の37行33列のマトリクスで示される波面収差のデータWaが格納される。 In the next step 210, based on the single wavefront aberration acquired in step 206 and the wavefront aberration correction amount in the reference ID, for each measurement point (measurement point numbers are n = 1, 2,... 33), Information on the wavefront aberration, for example, the coefficient C i, n (i = 1 to 37) of each term of the Zernike polynomial is calculated and stored in the memory. As a result, the wavefront aberration data Wa indicated by the matrix of 37 rows and 33 columns of the following equation (11) is stored in the memory.

Figure 2005327769
Figure 2005327769

次に、図7のステップ220で、結像性能(前述の12種類の線形収差及び非線形な結像性能(線幅))に関する許容値(目標値)の指定画面をディスプレイ上に表示する。このとき、線幅性能最適化に関し、焦点深度DOFと線幅ばらつきの許容値の指定領域が表示される。このうちの焦点深度DOFに基づいて、前述の式(10)中のフォーカスZが定められる。   Next, in step 220 of FIG. 7, a screen for specifying an allowable value (target value) relating to the imaging performance (the above-mentioned 12 types of linear aberration and nonlinear imaging performance (line width)) is displayed on the display. At this time, regarding the line width performance optimization, the designated area of the depth of focus DOF and the allowable value of the line width variation is displayed. Based on the depth of focus DOF, the focus Z in the above equation (10) is determined.

ステップ222では許容値が入力されたか否かを判断し、この判断が否定された場合には、ステップ226に移行して上記の許容値の入力画面を表示してから一定時間が経過したか否かを判断し、この判断が否定された場合には、ステップ222に戻る。一方、ステップ222で、オペレータにより、キーボード等を介して許容値が指定されている場合には、その指定された結像性能に関する許容値をRAMなどのメモリ内に記憶した後、ステップ226に移行する。すなわち、このようなステップ222→226のループ、又はステップ222→224→226のループを繰り返して、許容値が指定されるのを一定時間だけ待つ。   In step 222, it is determined whether or not an allowable value has been input. If this determination is negative, the process proceeds to step 226 and whether or not a certain time has elapsed since the input screen for the allowable value was displayed. If this determination is negative, the routine returns to step 222. On the other hand, if an allowable value is specified by the operator via the keyboard or the like in step 222, the allowable value related to the specified imaging performance is stored in a memory such as a RAM and then the process proceeds to step 226. To do. That is, such a loop of step 222 → 226 or a loop of step 222 → 224 → 226 is repeated, and it waits for a predetermined time until an allowable value is designated.

ここで、12種類の線形収差に関する許容値、線幅ばらつきの許容値は、最適化計算そのもの(本実施形態では、後述の如くメリット関数Φを用いる調整パラメータの調整量の算出)には必ずしも用いなくても良いが、計算結果を評価する際に必要となる。特に、線幅については基本的には絶対値よりもばらつきが評価対象としては重要な意味を持つ。これとは異なり、焦点深度DOFの許容値は、前述のフォーカスZの基準となるので、線幅等の非線形な結像性能を最適化する場合には必須となる。   Here, the tolerance values for the 12 types of linear aberrations and the tolerance values for the line width variation are not necessarily used for the optimization calculation itself (in this embodiment, calculation of the adjustment amount of the adjustment parameter using the merit function Φ as described later). It is not necessary, but it is necessary when evaluating the calculation results. In particular, the line width is basically more important for evaluation than the absolute value. On the other hand, the allowable value of the depth of focus DOF is the reference for the focus Z described above, and is essential when optimizing nonlinear imaging performance such as line width.

そして、一定時間が経過した時点で、ステップ228に移行して、指定されなかった結像性能に関する許容値のデフォルトの設定値を、第2データベースから読み取る。この結果、メモリ内には、指定された結像性能に関する許容値と、第2データベースから読み取られた残りの収差の許容値とが格納されることとなる。ここで、焦点深度DOFの許容値が指定されない場合は、線幅の最適化が不要な場合であるので、焦点深度DOFの許容値のデフォルトの設定値は零に設定されており、このデフォルトの設定値が第2データベースから読み取られた場合には、フォーカスZは零に設定される。   Then, when a certain time has elapsed, the process proceeds to step 228, and a default setting value of an allowable value related to the imaging performance that has not been specified is read from the second database. As a result, the allowable value related to the designated imaging performance and the allowable value of the remaining aberration read from the second database are stored in the memory. Here, when the allowable value of the depth of focus DOF is not specified, it is a case where optimization of the line width is not required. Therefore, the default setting value of the allowable value of the depth of focus DOF is set to zero. When the set value is read from the second database, the focus Z is set to zero.

次のステップ230では、制約条件の指定画面をディスプレイ上に表示した後、ステップ232で制約条件が入力されたか否かを判断し、この判断が否定された場合には、ステップ236に移行して、上記の制約条件の指定画面を表示してから一定時間が経過したか否かを判断する。そして、この判断が否定された場合には、ステップ232に戻る。一方、ステップ232において、オペレータによりキーボード等を介して制約条件が指定された場合には、ステップ234に移行して、その指定された調整パラメータの制約条件をRAMなどのメモリ内に記憶した後、ステップ236に移行する。すなわち、このようなステップ232→236のループ、又はステップ232→234→236のループを繰り返して制約条件が指定されるのを一定時間だけ待つ。   In the next step 230, after the constraint condition designation screen is displayed on the display, it is determined whether or not the constraint condition is input in step 232, and if this determination is negative, the process proceeds to step 236. Then, it is determined whether or not a certain period of time has elapsed since the above constraint condition designation screen was displayed. If this determination is denied, the process returns to step 232. On the other hand, if a constraint condition is designated by the operator via the keyboard or the like in step 232, the process proceeds to step 234, and after the constraint condition of the designated adjustment parameter is stored in a memory such as a RAM, Control goes to step 236. That is, such a loop of step 232 → 236 or a loop of step 232 → 234 → 236 is repeated to wait for a predetermined time until the constraint condition is designated.

ここで、制約条件とは、前述の可動レンズ131〜135の各自由度方向の許容可動範囲、Zチルトステージ58の3自由度方向の許容可動範囲、及び波長シフトの許容範囲などの前述の各調整量(調整パラメータ)の許容可変範囲を意味する。 Here, the constraint conditions are the above-described allowable movable ranges of the movable lenses 13 1 to 13 5 in the respective degrees of freedom, the allowable movable ranges of the Z tilt stage 58 in the three degrees of freedom, the allowable range of wavelength shift, and the like. This means an allowable variable range of each adjustment amount (adjustment parameter).

そして、一定時間が経過した時点で、ステップ238に移行して、デフォルト設定に従い、指定されなかった調整パラメータの制約条件として、各調整パラメータの現在値に基づいて計算される可動範囲(駆動可能な範囲)を算出し、RAMなどのメモリ内に記憶する。この結果、メモリ内には、指定された調整パラメータの制約条件と、算出された残りの調整パラメータの制約条件とが格納されることとなる。   Then, when a certain period of time has passed, the process proceeds to step 238, and according to the default setting, as a restriction condition for the adjustment parameter that has not been specified, a movable range (driveable range) calculated based on the current value of each adjustment parameter Range) is calculated and stored in a memory such as a RAM. As a result, the restriction conditions for the designated adjustment parameter and the calculated restriction conditions for the remaining adjustment parameters are stored in the memory.

次に、図8のステップ240では、結像性能のウェイト指定画面をディスプレイ上に表示する。ここで、結像性能のウェイト(重み)の指定は、本実施形態の場合、投影光学系の視野(通常は、前述の照明領域に対応する矩形の領域)内の33点の評価点(計測点)について、前述の13種類の結像性能について指定する必要があるので、33×13=429個のウェイトの指定が必要である。このため、ウェイトの指定画面では、2段階でウェイトの指定が可能となるように、まず、13種類の結像性能のウェイトの指定画面を表示した後、視野内の各評価点におけるウェイトの指定画面が表示されるようになっている。   Next, in step 240 of FIG. 8, an imaging performance weight designation screen is displayed on the display. Here, in the case of the present embodiment, designation of weights for imaging performance is performed by 33 evaluation points (measurements) in the field of view of the projection optical system (usually, a rectangular region corresponding to the illumination region described above). Since it is necessary to specify the above-mentioned 13 types of imaging performance with respect to (point), it is necessary to specify 33 × 13 = 429 weights. For this reason, on the weight designation screen, first, a weight designation screen for 13 types of imaging performance is displayed so that weights can be designated in two stages, and then weights at each evaluation point in the field of view are designated. The screen is displayed.

そして、ステップ242において、いずれかの結像性能のウェイトが指定されたか否かを判断する。そして、オペレータによりキーボードなどを介してウェイトが指定されている場合には、ステップ244に進んで指定された結像性能のウェイトをRAMなどのメモリ内に記憶した後、ステップ248に進む。このステップ248では、前述のウェイト指定画面の表示開始から一定時間が経過したか否かを判断し、この判断が否定された場合には、ステップ242に戻る。   In step 242, it is determined whether any imaging performance weight is designated. If the weight is designated by the operator via the keyboard or the like, the process proceeds to step 244 to store the designated imaging performance weight in a memory such as a RAM and then proceeds to step 248. In this step 248, it is determined whether or not a fixed time has elapsed since the start of the display of the above-described weight designation screen. If this determination is negative, the process returns to step 242.

一方、上記ステップ242における判断が否定された場合には、ステップ248に移行する。   On the other hand, if the determination in step 242 is negative, the process proceeds to step 248.

本実施形態では、ステップ242→248のループ、又はステップ242→244→248のループを繰り返すことにより、結像性能のウェイトが指定されるのを前述の結像性能のウェイトの指定画面の表示開始から一定時間だけ待つ。そして、少なくとも1つ以上の結像性能のウェイトが指定された場合には、その指定された結像性能のウェイトを記憶する。そして、このようにして一定時間が経過すると、ステップ253に移行して、指定されなかった各結像性能のウェイトをデフォルトの設定に従って1に設定した後、ステップ254に移行する。   In the present embodiment, by repeating the loop of step 242 → 248 or the loop of step 242 → 244 → 248, the display of the imaging performance weight designation screen is started when the imaging performance weight is designated. Wait for a certain time from. When at least one imaging performance weight is designated, the designated imaging performance weight is stored. Then, after a certain period of time elapses in this way, the process proceeds to step 253, where the weight of each imaging performance not designated is set to 1 according to the default setting, and then the process proceeds to step 254.

この結果、メモリ内には、指定された結像性能のウェイトと、残りの結像性能のウェイト(=1)とが格納されることとなる。   As a result, the designated imaging performance weight and the remaining imaging performance weight (= 1) are stored in the memory.

次のステップ254では、視野内の評価点(計測点)におけるウェイトを指定する画面をディスプレイに表示し、ステップ256において評価点におけるウェイトが指定されたか否かを判断し、この判断が否定された場合には、ステップ260に移行して、上記の評価点(計測点)におけるウェイトを指定する画面の表示開始から一定時間を経過したか否かを判断する。そして、この判断が否定された場合には、ステップ256に戻る。   In the next step 254, a screen for designating the weight at the evaluation point (measurement point) in the field of view is displayed on the display. In step 256, it is determined whether or not the weight at the evaluation point is specified. In this case, the process proceeds to step 260, and it is determined whether or not a certain time has elapsed since the start of the display of the screen for designating the weight at the evaluation point (measurement point). If the determination is negative, the process returns to step 256.

一方、ステップ256において、オペレータによりキーボードなどを介していずれかの評価点(通常は、特に改善を希望する評価点が選択される)についてのウェイトが指定されると、ステップ258に進んで、その評価点におけるウェイトを設定しRAMなどのメモリに記憶した後、ステップ260に移行する。   On the other hand, in step 256, when a weight for one of the evaluation points (usually, an evaluation point for which improvement is particularly desired is selected) is specified by the operator via a keyboard or the like, the process proceeds to step 258, where After setting the weight at the evaluation point and storing it in a memory such as a RAM, the routine proceeds to step 260.

すなわち、ステップ256→260のループ、又はステップ256→258→260のループを繰り返すことにより、評価点のウェイトが指定されるのを前述の評価点におけるウェイトの指定画面の表示開始から一定時間だけ待つ。   That is, by repeating the loop of step 256 → 260 or the loop of step 256 → 258 → 260, it waits for a certain period of time from the start of display of the weight designation screen at the above-mentioned evaluation point until the weight of the evaluation point is designated. .

そして、上記の一定時間が経過すると、ステップ262に移行して、指定されなかった全ての評価点におけるウェイトをデフォルトの設定に従って1に設定した後、図9のステップ264に移行する。   Then, when the predetermined time has elapsed, the process proceeds to step 262, and the weights at all evaluation points not designated are set to 1 according to the default setting, and then the process proceeds to step 264 in FIG.

この結果、メモリ内には、指定された評価点におけるウェイトの指定値と、残りの評価点におけるウェイト(=1)が格納されることとなる。   As a result, the designated value of the weight at the designated evaluation point and the weight (= 1) at the remaining evaluation points are stored in the memory.

図9のステップ264では、視野内の各評価点における前述の13種類の結像性能の目標値(ターゲット)の指定画面をディスプレイ上に表示する。ここで、結像性能のターゲットの指定は、本実施形態の場合、投影光学系の視野内の33点の評価点(計測点)について、前述の13種類の結像性能について指定する必要があるので、33×13=429個のターゲットの指定が必要である。以下、線幅のターゲットを「線幅ターゲットCDt」とも記述する。   In step 264 of FIG. 9, a screen for designating target values (targets) of the above-described 13 types of imaging performance at each evaluation point in the field of view is displayed on the display. Here, in the case of this embodiment, the imaging performance target needs to be specified for the 13 types of imaging performance described above for 33 evaluation points (measurement points) in the field of view of the projection optical system. Therefore, it is necessary to specify 33 × 13 = 429 targets. Hereinafter, the line width target is also referred to as “line width target CDt”.

次のステップ266では、ターゲットが指定されるのを所定時間待ち(すなわち、ターゲットが指定されたか否かを判断し)、ターゲットが指定されなかった場合(その判断が否定された場合)には、ステップ272に移行して、上記のターゲットの指定画面の表示開始から一定時間が経過したか否かを判断する。そして、この判断が否定されると、ステップ266に戻る。   In the next step 266, waiting for a target to be designated for a predetermined time (that is, determining whether or not the target has been designated), and if no target has been designated (if the judgment is negative), The process proceeds to step 272, where it is determined whether or not a predetermined time has elapsed since the display of the target designation screen was started. If this determination is negative, the process returns to step 266.

この一方、上記ステップ266において、オペレータによりキーボードなどを介していずれかの評価点におけるいずれかの結像性能のターゲットが指定されると、ステップ266における判断が肯定され、ステップ268に移行して、その指定されたターゲットを設定してRAMなどのメモリ内に記憶した後、ステップ272に移行する。   On the other hand, when any one of the imaging performance targets at any of the evaluation points is specified by the operator via the keyboard or the like in step 266, the determination in step 266 is affirmed, and the process proceeds to step 268. After the designated target is set and stored in a memory such as a RAM, the process proceeds to step 272.

すなわち、本実施形態では、ステップ266→272のループ、又はステップ266→268→272のループを繰り返すことにより、ターゲットが指定されるのを前述のターゲットの指定画面の表示開始から一定時間だけ待つ。そして、1つ以上の評価点における1つ以上の結像性能のターゲットが指定された場合に、その指定された評価点における指定された結像性能のターゲットを記憶する。そして、このようにして一定時間が経過すると、ステップ274に移行して、指定されなかった各評価点における各結像性能のターゲットを、デフォルトの設定に従って全て0に設定した後、ステップ284に移行する。なお、線幅ターゲットCDtが零ということは、線幅が零になることはありえないので、線幅を対象としては最適化が行われないことを意味する。   That is, in the present embodiment, the loop of step 266 → 272 or the loop of step 266 → 268 → 272 is repeated to wait for a predetermined time from the start of display of the target designation screen described above. When one or more imaging performance targets at one or more evaluation points are designated, the designated imaging performance targets at the designated evaluation points are stored. Then, after a certain period of time elapses in this way, the process proceeds to step 274, and after setting all of the imaging performance targets at the evaluation points not designated to 0 according to the default settings, the process proceeds to step 284. To do. Note that the line width target CDt being zero means that the line width cannot be zero, and therefore optimization is not performed for the line width.

この結果、メモリ内には、指定された評価点における指定された結像性能のターゲットと、残りの結像性能のターゲット(=0)とが、例えば次式(12)のような33行13列のマトリクスftの形式で格納される。 As a result, in the memory, the target of the specified imaging performance at the specified evaluation point and the remaining target (= 0) of the imaging performance are, for example, 33 rows 13 as shown in the following equation (12). It is stored in the form of a column of the matrix f t.

Figure 2005327769
Figure 2005327769

本実施形態では、ターゲットが指定されなかった評価点における結像性能は、最適化計算では考慮しないこととなっている。従って、解を得てから、再度結像性能を評価する必要がある。   In the present embodiment, the imaging performance at the evaluation point where the target is not specified is not considered in the optimization calculation. Therefore, it is necessary to evaluate the imaging performance again after obtaining the solution.

次のステップ284では、最適化フィールド範囲を指定する画面をディスプレイ上に表示した後、ステップ286→ステップ290のループを繰り返し、最適化フィールド範囲の指定画面の表示開始から一定時間だけそのフィールド範囲が指定されるのを待つ。ここで、最適化フィールド範囲を指定可能としたのは、本実施形態のようなスキャニング・ステッパなどの走査型露光装置では、投影光学系の視野の全域で結像性能あるいは物体上のパターンの転写状態を、必ずしも最適化する必要がないことや、いわゆるステッパであっても使用するレチクル又はそのパターン領域(すなわち、ウエハの露光時に用いられるパターン領域の全体あるいはその一部)の大きさによっては投影光学系の視野の全域で結像性能あるいはウエハ上のパターンの転写状態を、必ずしも最適化する必要がないことなどを考慮したものである。   In the next step 284, the screen for designating the optimized field range is displayed on the display, and then the loop from step 286 to step 290 is repeated, and the field range is displayed for a predetermined time from the start of the screen for designating the optimized field range. Wait for it to be specified. Here, in the scanning exposure apparatus such as the scanning stepper as in the present embodiment, the optimization field range can be specified. The imaging performance or the transfer of the pattern on the object in the entire field of view of the projection optical system. Depending on the size of the reticle or its pattern area (that is, the whole or a part of the pattern area used for exposure of the wafer) to be used even if it is a so-called stepper, the state is not necessarily optimized. This is because it is not always necessary to optimize the imaging performance or the pattern transfer state on the wafer in the entire field of view of the optical system.

そして、一定時間内に最適化フィールド範囲の指定がなされた場合には、ステップ288に移行してその指定された範囲をRAMなどのメモリに記憶した後、図10のステップ292に移行する。一方、最適化フィールド範囲の指定がない場合には、特に何も行うことなく、ステップ292に移行する。   If the optimization field range is designated within a predetermined time, the process proceeds to step 288, the designated range is stored in a memory such as a RAM, and then the process proceeds to step 292 in FIG. On the other hand, if the optimization field range is not specified, the process proceeds to step 292 without performing anything.

ステップ292では、線形近似計算(最適化計算)の繰り返し回数を規定するカウンタのカウント値mを1に初期化する(m←1)。   In step 292, the count value m of the counter that defines the number of iterations of the linear approximation calculation (optimization calculation) is initialized to 1 (m ← 1).

次のステップ294では、前述の式(10)に基づいて、現時点における、すなわち最適化前における13種類の結像性能を各計測点について演算し、メモリ内の一時格納領域に記憶する。このステップ294の演算に際しては、前述のステップ210で算出された各計測点についての波面収差のデータWaと、第2データベース内の基準IDにおける非線形係数及びZSが用いられる。なお、12種類の線形収差に関しては、非線形係数A,B,C,D,Ti α,Ti,j β,Ti γ,Ti δのすべてが零であるから、式(10)の演算は、次の式(10)’の演算と実質的に同じになる。 In the next step 294, 13 types of imaging performance at the present time, that is, before optimization, are calculated for each measurement point based on the above-described equation (10), and stored in a temporary storage area in the memory. In the calculation in step 294, the wavefront aberration data Wa for each measurement point calculated in step 210 described above, and the nonlinear coefficient and ZS in the reference ID in the second database are used. Regarding the 12 types of linear aberration, since all of the nonlinear coefficients A, B, C, D, T i α , T i, j β , T i γ and T i δ are zero, the equation (10) The calculation is substantially the same as the calculation of the following equation (10) ′.

Figure 2005327769
Figure 2005327769

このステップ294の処理により、メモリ内の一時格納領域には、次式(13)の13行33列のマトリクスで示される結像性能fのデータが格納される。   As a result of the processing of step 294, data of the imaging performance f indicated by a matrix of 13 rows and 33 columns of the following equation (13) is stored in the temporary storage area in the memory.

Figure 2005327769
Figure 2005327769

次のステップ296では、以下のa.〜c.の手順により、計測点毎にZernike Sensitivityファイル(ZSファイル)及び結像性能変化表の作成を行う。   In the next step 296, the following a. ~ C. According to the above procedure, a Zernike Sensitivity file (ZS file) and an imaging performance change table are created for each measurement point.

a. まず、各計測点(n=1〜33)について、次式(14)に基づいて、前述の最適化露光条件に対応するZernike Sensitivityを算出する。本実施形態では、12種類の各Zernike項に対する線形収差(X軸方向、Y軸方向のディストーションDisx、Disy、4種類のコマ収差の指標値である線幅異常値CMV、CMH、CMR、CML、4種類の像面湾曲であるCFV、CFH、CFR、CFL、2種類の球面収差であるSAV、SAH)と、少なくとも1種類の各Zernike係数に対する非線形な結像性能、ここでは線幅CDとの13種類の結像性能のそれぞれについてZSが算出される。 a. First, Zernike Sensitivity corresponding to the above-described optimized exposure conditions is calculated for each measurement point (n = 1 to 33) based on the following equation (14). In the present embodiment, linear aberrations (distortion Dis x , Dis y in the X-axis direction and Y-axis direction) for the 12 types of Zernike terms, line width abnormal values CM V , CM H , which are index values of the four types of coma aberration, CM R , CM L , four types of curvature of field CF V , CF H , CF R , CF L , two types of spherical aberration SA V , SA H ), and at least one type of non-linearity for each Zernike coefficient ZS is calculated for each of the 13 types of imaging performance with a good imaging performance, here, the line width CD.

Figure 2005327769
ここで、Sn p,iは、n番目の計測点におけるp番目(p=1〜13)の結像性能のZernike Sensitivityを指す。ここで、p=1はDisx、p=2はDisy、p=3はCMV、p=4はCMH、p=5はCMR、p=6はCML、p=7はCFV、p=8はCFH、p=9はCFR、p=10はCFL、p=11はSAV、p=12はSAH、p=13はCD、にそれぞれ対応する。また、EVn p(p=1〜12)は、上式(10)’に基準IDにおける12種類の線形収差それぞれのZSを代入した各線形収差を表す関数(各ツェルニケ係数に対する線形関数)に相当する。これらの線形収差の場合、ZSが波面収差(各ツェルニケ係数)の影響を受けないので、ここでの関数は、カウント値mの変化にかかわらず同じ関数のままである。一方、EVn 13は、前述の式(10)において、第2データベース内の基準IDにおける合計855個の係数を代入したn番目の計測点についての線幅を表す関数(各ツェルニケ係数に対する非線形関数)に相当する。線幅は、そのZSが波面収差の影響を受けて変化するので、後述するようにカウント値mの増加に応じてステップ302でその都度算出される複数の調整量の最適値と波面収差変化表とから算出される各ツェルニケ係数の大きさに従って、ZSが変化することになる。すなわち、このステップ296では、カウント値mがインクリメントされる度に、複数の調整量の最適値に応じて線幅のZSが新たに算出される。このとき、図14に示されるように、算出された最新の複数の調整量の最適値(例えばΔP1)に対応する、前記非線形関数を線形近似する新たな結像性能計算近次関数(図14中のB’1参照)を作成することになる。
Figure 2005327769
Here, S n p, i indicates the Zernike Sensitivity of the p-th (p = 1 to 13) imaging performance at the n-th measurement point. Here, p = 1 is Dis x , p = 2 is Dis y , p = 3 is CM V , p = 4 is CM H , p = 5 is CM R , p = 6 is CM L , and p = 7 is CF V , p = 8 corresponds to CF H , p = 9 corresponds to CF R , p = 10 corresponds to CF L , p = 11 corresponds to SA V , p = 12 corresponds to SA H , and p = 13 corresponds to CD. EV n p (p = 1 to 12) is a function (linear function for each Zernike coefficient) representing each linear aberration obtained by substituting ZS of each of the 12 types of linear aberrations in the reference ID into the above equation (10) ′. Equivalent to. In the case of these linear aberrations, ZS is not affected by wavefront aberration (each Zernike coefficient), so the function here remains the same regardless of the change in the count value m. On the other hand, EV n 13 is a function (a non-linear function for each Zernike coefficient) representing the line width at the nth measurement point in which a total of 855 coefficients in the reference ID in the second database are substituted in the above-described equation (10). ). Since the ZS changes under the influence of wavefront aberration, the line width changes, and as will be described later, the optimum value of the plurality of adjustment amounts and the wavefront aberration change table calculated each time in step 302 in accordance with the increase in the count value m. ZS changes according to the magnitude of each Zernike coefficient calculated from the above. That is, in this step 296, every time the count value m is incremented, the line width ZS is newly calculated according to the optimum values of the plurality of adjustment amounts. At this time, as shown in FIG. 14, a new imaging performance calculation near-order function (FIG. 14) that linearly approximates the nonlinear function corresponding to the calculated optimum values (for example, ΔP 1 ) of the latest plurality of adjustment amounts. 14) (see B′1 in FIG. 14).

b. 次に、上で算出した各ZSを要素として、次式(15)の13行37列のマトリクスで表される、計測点毎のZSファイルを作成する。 b. Next, using each ZS calculated above as an element, a ZS file for each measurement point represented by a matrix of 13 rows and 37 columns of the following equation (15) is created.

Figure 2005327769
Figure 2005327769

上式(15)において、Sn p,q(p=1〜13、q=1〜37)は、n番目の計測点についてのZSファイルの各要素を示す。具体的には、Sn 1,qはn番目の計測点における波面収差(波面)を展開したツェルニケ多項式の第q項の1λ当たりのDisxの変化、Sn 2,qは第q項の1λ当たりのDisyの変化、Sn 3,qは第q項の1λ当たりのCMVの変化、Sn 4,qは第q項の1λ当たりのCMHの変化、Sn 5,qは第q項の1λ当たりのCMRの変化、Sn 6,qは第q項の1λ当たりのCMLの変化、Sn 7,qは第q項の1λ当たりのCFVの変化、Sn 8,qは第q項の1λ当たりのCFHの変化、Sn 9,qは第q項の1λ当たりのCFRの変化、Sn 10,qは第q項の1λ当たりのCFLの変化、Sn 11,qは第q項の1λ当たりのSAVの変化、Sn 12,qは第q項の1λ当たりのSAHの変化、Sn 13,qは第q項の1λ当たりのCDの変化(線形近似値)をそれぞれ示す。 In the above equation (15), S n p, q (p = 1 to 13, q = 1 to 37) indicates each element of the ZS file for the nth measurement point. Specifically, S n 1, q is the change in Dis x per 1λ of the q-th term of the Zernike polynomial that develops the wavefront aberration (wavefront) at the n-th measurement point, and S n 2, q is the q-th term. Change of Dis y per 1λ, S n 3, q is change of CM V per 1λ of q-th term, S n 4, q is change of CM H per 1λ of q-th term, S n 5, q is Change in CM R per 1λ of q-th term, S n 6, q is change in CM L per 1λ in q-th term, S n 7, q is change in CF V per 1λ in q-th term, S n 8, q is the change in CF H per 1λ of the q term, S n 9, q is the change in CF R per 1λ of the q term, and S n 10, q is the change in CF L per 1λ of the q term. Change, S n 11, q is the change in SA V per 1λ of the q term, S n 12, q is the change in SA H per 1λ of the q term, S n 13, q is per 1λ of the q term The change in CD (linear approximation) is shown.

ここで、CDの変化Sn 13,qについてのみ(線形近似値)としているのは、残りの収差は、線形収差であるからその変化は近似値ではないからである。すなわち、前述の12種類の各Zernike係数に対する線形収差のZSを算出する場合には、A,B,C,D,Ti α,Ti,j β,Ti γ,Ti δのすべてが零であるから、上式(15)で算出される12種類の線形収差のZSは、基準IDにおける各線形収差のZSに一致する。また、これらのZSは、収差に左右されないので、全ての計測点で同一の値となる。 Here , the reason why only the change S n 13, q of the CD is (linear approximate value) is that the remaining aberration is a linear aberration, and thus the change is not an approximate value. That is, when calculating the ZS of linear aberration for each of the 12 types of Zernike coefficients described above, all of A, B, C, D, T i α , T i, j β , T i γ and T i δ Since it is zero, the ZS of the 12 types of linear aberrations calculated by the above equation (15) matches the ZS of each linear aberration in the reference ID. Moreover, since these ZS are not influenced by the aberration, they have the same value at all measurement points.

c. 上で作成したn番目の計測点についてのZSファイルと、対応する計測点の波面収差変化表(前述の式(9)のマトリクスの第n行に対応する37行19列のマトリクス)と、を用いて、計測点毎の結像性能変化表を作成する。これを式で示せば、次式(16)のようになる。 c. The ZS file for the n-th measurement point created above and the wavefront aberration change table for the corresponding measurement point (a matrix of 37 rows and 19 columns corresponding to the n-th row of the matrix of the above equation (9)). Using this, an imaging performance change table for each measurement point is created. This can be expressed by the following equation (16).

結像性能変化表=波面収差変化表・ZSファイル ……(16)
この式(16)の演算は、ZSファイル(13行37列のマトリクス)と波面収差変化表(37行19列のマトリクス)との掛け算であるから、得られる第1番目の計測点における結像性能変化表B1は、例えば次式(17)で示される13行19列のマトリクスとなる。
Imaging Performance Change Table = Wavefront Aberration Change Table / ZS File (16)
Since the calculation of the equation (16) is a multiplication of the ZS file (matrix with 13 rows and 37 columns) and the wavefront aberration change table (matrix with 37 rows and 19 columns), imaging at the first measurement point obtained is obtained. The performance change table B1 is, for example, a matrix of 13 rows and 19 columns represented by the following equation (17).

Figure 2005327769
Figure 2005327769

かかる結像性能変化表を、33個の計測点毎に算出する。この結果、それぞれが13行19列のマトリクスから成る33個の結像性能変化表B1〜B33が得られる。   The imaging performance change table is calculated for every 33 measurement points. As a result, 33 imaging performance change tables B1 to B33 each having a matrix of 13 rows and 19 columns are obtained.

次のステップ298では、結像性能f及びそのターゲットftの一列化(1次元化)を行う。ここで、一列化とは、13行33列のマトリクスであるこれらf、ftを、429行1列のマトリクスに形式変換することを意味する。一列化後のf、ftは、それぞれ次式(18)、(19)のようになる。 In the next step 298, the imaging performance f and its target ft are lined up (one-dimensional). Here, a row of A, these f is a matrix of 13 rows 33 columns, the f t, which means that the format conversion in a matrix of 429 rows and 1 column. The f and f t after the alignment are as shown in the following equations (18) and (19), respectively.

Figure 2005327769
Figure 2005327769

Figure 2005327769
Figure 2005327769

次のステップ300では、上記ステップ296で作成した33個の計測点毎の結像性能変化表を2次元化する。ここで、この2次元化とは、それぞれが13行19列のマトリクスである33種類の結像性能変化表を、調整パラメータ毎に一列化して、429行19列に形式変換することを意味する。この2次元化後の結像性能変化表は例えば次式(20)で示されるBのようになる。   In the next step 300, the imaging performance change table for each of the 33 measurement points created in step 296 is two-dimensionalized. Here, the two-dimensionalization means that 33 types of imaging performance change tables, each of which is a matrix of 13 rows and 19 columns, are converted into a column for each adjustment parameter and converted into a format of 429 rows and 19 columns. . The imaging performance change table after the two-dimensionalization is, for example, B shown in the following equation (20).

Figure 2005327769
Figure 2005327769

上記のようにして、結像性能変化表の2次元化を行った後、ステップ302に移行し、前述の制約条件を考慮することなく、調整パラメータの変化量(調整量)の最適値を計算する。   After the two-dimensionalization of the imaging performance change table as described above, the process proceeds to step 302, and the optimum value of the adjustment parameter change amount (adjustment amount) is calculated without considering the above-described constraint conditions. To do.

以下、このステップ302における処理を詳述する。   Hereinafter, the processing in step 302 will be described in detail.

n番目の計測点の任意の結像性能は、前述の式(10)で表すことができる。例えば、n番目の計測点についての線幅CDは、次式(21)で表すことができる。   The arbitrary imaging performance at the nth measurement point can be expressed by the above-described equation (10). For example, the line width CD for the nth measurement point can be expressed by the following equation (21).

Figure 2005327769
上式(21)に、既知の非線形係数、及びZS、並びにツェルニケ係数Ci,nを代入することで、基準線幅計算値を求めることができる。
Figure 2005327769
By substituting a known nonlinear coefficient, ZS, and Zernike coefficient C i, n into the above equation (21), the calculated reference line width can be obtained.

ところで、非線形式で表される関数に対しては、自乗平均最適化手法の適用が困難であるので、上記の基準線幅計算値をオフセットとして、式(21)を波面収差のツェルニケ係数Ci,nに関して線形近似計算式に変形すると、次の式(22)のようになる。 By the way, since it is difficult to apply the root mean square optimization method to a function represented by a non-linear expression, Equation (21) is expressed as Zernike coefficient C i of wavefront aberration using the above-mentioned reference line width calculation value as an offset. , n is transformed into a linear approximation formula, the following formula (22) is obtained.

Figure 2005327769
ここで、線幅線形近似計算値をcdnと表記している。
Figure 2005327769
Here, the line width linear approximation calculation value is expressed as cd n .

ΔCi,nは、n番目の計測点に対する波面収差変化表の各要素と、各調整パラメータの調整量dxkとを用いて、次式(23)のように表せる。 ΔC i, n can be expressed by the following equation (23) using each element of the wavefront aberration change table for the n-th measurement point and the adjustment amount dx k of each adjustment parameter.

Figure 2005327769
上式(22)、(23)より、線幅線形近似計算値cdnは、次式(24)のように表せる。
Figure 2005327769
From the above equations (22) and (23), the line width linear approximation calculation value cd n can be expressed as the following equation (24).

Figure 2005327769
ここで、2次元化後の結像性能変化表B中のn番目の計測点における線幅変化に対応する要素hn p,k(p=13)は、次式(25)のように定義できる。
Figure 2005327769
Here, the element h n p, k (p = 13) corresponding to the line width change at the nth measurement point in the imaging performance change table B after the two-dimensionalization is defined as the following equation (25). it can.

Figure 2005327769
上式(24)、(25)より、n番目の計測点における線幅線形近似計算値cdnは、次式(26)のように表せる。
Figure 2005327769
From the above equations (24) and (25), the line width linear approximate calculation value cd n at the nth measurement point can be expressed as the following equation (26).

Figure 2005327769
n(=33)点の計測点における線幅線形近似計算値cd1〜cd33は、次式(27)のように表せる。
Figure 2005327769
n (= 33) linewidth linear approximation Calculated cd 1 at the measurement point of the point ~Cd 33 can be expressed as the following equation (27).

Figure 2005327769
上式(27)と同様の関係式で、他の結像性能、ここでは前述の12種類の線形収差も表すことができる。そこで、上式(27)を他の結像性能をも含むように拡張するものとして、13種類の結像性能の線形近似計算値をev、基準結像性能計算値をEVとすると、これらと2次元化後の結像性能変化表B、及び19種類の調整パラメータの調整量(dxとする)との間には、次式(28)の関係が成立する。
Figure 2005327769
Other imaging performance, here, the above-mentioned 12 types of linear aberrations can also be expressed by the same relational expression as the above expression (27). Therefore, assuming that the above equation (27) is extended to include other imaging performances, ev is a linear approximation calculation value of 13 types of imaging performance, and EV is a reference imaging performance calculation value. The relationship of the following equation (28) is established between the imaging performance change table B after two-dimensionalization and the adjustment amounts (dx) of 19 types of adjustment parameters.

ev=EV+B・dx ……(28)
上式(28)において、evは、n(=33)点についての13種類の結像性能の線形近似計算値から成る429行1列の列マトリクス(縦ベクトル)である。また、EVは、n(=33)点についての13種類の結像性能の基準結像性能計算値から成る429行1列の列マトリクス(縦ベクトル)である。なお、dxは、各調整パラメータの調整量dxkを要素とする次式(29)で示される19行1列のマトリクスである。
ev = EV + B · dx (28)
In the above equation (28), ev is a column matrix (vertical vector) of 429 rows and 1 column consisting of 13 types of linear approximation calculation values of imaging performance for n (= 33) points. EV is a column matrix (vertical vector) of 429 rows and 1 column composed of reference imaging performance calculation values of 13 types of imaging performance for n (= 33) points. Dx is a matrix of 19 rows and 1 column represented by the following equation (29) having the adjustment amount dx k of each adjustment parameter as an element.

Figure 2005327769
ここで、基準結像性能計算値EVをステップ294で算出された結像性能とした場合に、上式(28)で表される結像性能の線形近似計算値evと結像性能のターゲットとの差が最小(例えば零)となる、dxの各要素を求めることが、ここでの最適化に他ならない。そこで、上式(28)のevを前述の一列化後の結像性能のターゲットftと置き換え、EVを一列化後の結像性能fと置き換えるとともに式の変形を行うと、次式(30)のような関係が成立する。
Figure 2005327769
Here, when the reference imaging performance calculation value EV is the imaging performance calculated in step 294, the linear approximation calculation value ev of the imaging performance expressed by the above equation (28), the imaging performance target, Finding each element of dx that minimizes the difference between the two is an optimization here. Therefore, replacing the ev of the equation (28) and the target f t of the imaging performance after a row of the foregoing, when the deformation of the formula is replaced with the imaging performance f after a row of the EV, the following equation (30 ) Is established.

(ft−f)=B・dx ……(30)
上式(30)において、(ft−f)は、次式(31)で示される429行1列のマトリクスである。
(F t −f) = B · dx (30)
In the above equation (30), ( ft− f) is a matrix of 429 rows and 1 column represented by the following equation (31).

Figure 2005327769
上式(30)を最小自乗法で解くと、次式のようになる。
Figure 2005327769
When the above equation (30) is solved by the least square method, the following equation is obtained.

dx=(BT・B)-1・BT・(ft−f) ……(32)
ここで、BTは、前述の結像性能変化表Bの転置行列であり、(BT・B)-1は、(BT・B)の逆行列である。
dx = (B T · B) −1 · B T · ( ft −f) (32)
Here, B T is a transposed matrix of the aforementioned imaging performance change table B, and (B T · B) −1 is an inverse matrix of (B T · B).

しかし、ウェイトの指定がない(全てのウェイト=1)場合は、稀であり、通常は、ウェイトの指定があるので、次式(33)で示されるような重み付け関数であるメリット関数Φを最小自乗法で解くこととなる。   However, when there is no designation of weight (all weights = 1), it is rare and normally there is designation of a weight. Therefore, the merit function Φ which is a weighting function represented by the following equation (33) is minimized. It will be solved by the square method.

Figure 2005327769
ここで、ftiは、ftの要素であり、fiはfの要素である。上式を変形すると、次のようになる。
Figure 2005327769
Here, f ti is an element of f t , and f i is an element of f. The above equation is transformed as follows.

Figure 2005327769
従って、wi 1/2・fiを新たな結像性能fi’とし、wi 1/2・ftiを新たなターゲートfti’とすると、メリット関数Φは、次のようになる。
Figure 2005327769
Therefore, if w i 1/2 · f i is a new imaging performance f i ′ and w i 1/2 · f ti is a new targe f ti ′, the merit function Φ is as follows.

Figure 2005327769
従って、上記式(35)を最小自乗法で解いても良い。但し、この場合、結像性能変化表として、次式で示される結像性能変化表を用いる必要がある。
Figure 2005327769
Therefore, the above equation (35) may be solved by the method of least squares. However, in this case, it is necessary to use an imaging performance change table represented by the following equation as the imaging performance change table.

Figure 2005327769
このようにして、ステップ302では、制約条件を考慮することなく、最小自乗法により、dxの19個の要素、すなわち前述の19個の調整パラメータの調整量の最適値を求める。
Figure 2005327769
Thus, in step 302, the optimum value of the adjustment amount of 19 elements of dx, that is, the above-described 19 adjustment parameters is obtained by the least square method without considering the constraint condition.

次のステップ304では、前述のステップ294と同様にして、マトリクスfの各要素、すなわち全ての評価点における13種類の結像性能を算出し、メモリ内の一時格納領域に記憶する。このステップ304の演算に際しては、上記ステップ302及び後述するステップ310のいずれかで求められた最新の19個の調整パラメータの調整量の最適値と波面収差変化表とに基づいて算出される各計測点についての波面収差に関する情報、例えばツェルニケ多項式の各項の係数Ci,n(i=1〜37、n=1〜33)と、前回ステップ296で作成された各結像性能に関するZSが用いられる。 In the next step 304, as in step 294 described above, 13 types of imaging performance at each element of the matrix f, that is, all evaluation points, are calculated and stored in the temporary storage area in the memory. In the calculation of step 304, each measurement calculated based on the optimum value of the adjustment amount of the latest 19 adjustment parameters and the wavefront aberration change table obtained in either step 302 or step 310 described later. Information on wavefront aberration for the point, for example, the coefficient C i, n (i = 1 to 37, n = 1 to 33) of each term of the Zernike polynomial and the ZS related to each imaging performance created in the previous step 296 are used. It is done.

次のステップ306では、その算出した全ての評価点における13種類の結像性能が先に設定した個々の許容値の範囲内か否かを判断する。このとき、線幅に関しては、線幅の計算結果が線幅ばらつきの許容値内にあるか否かが判断される。そして、このステップ306における判断が否定された場合には、ステップ312に移行して、前述のカウンタのカウント値mが予め定めた値M以上であるか否かを判断する。そして、この判断が否定された場合には、ステップ314に移行してカウント値mを1インクリメントした後、ステップ296に戻る。   In the next step 306, it is determined whether or not the 13 types of imaging performance at all of the calculated evaluation points are within the range of the individual allowable values set previously. At this time, regarding the line width, it is determined whether or not the calculation result of the line width is within an allowable value of the line width variation. If the determination in step 306 is negative, the process proceeds to step 312 to determine whether the count value m of the counter is equal to or greater than a predetermined value M. If this determination is negative, the process proceeds to step 314, the count value m is incremented by 1, and the process returns to step 296.

ステップ296では、前述の手順により、計測点毎にZSファイル及び結像性能変化表の作成を行い、以降ステップ298以下の処理を繰り返す。このステップ296では、カウント値mが2以上のとき、Zernike Sensitivityの算出に際し、上記ステップ302(又は後述するステップ310)で求められた最新の19個の調整パラメータの調整量の最適値と波面収差変化表とに基づいて算出される各計測点についての波面収差に関する情報、例えばツェルニケ多項式の各項の係数Ci,n(i=1〜37、n=1〜33)が用いられる。 In step 296, a ZS file and an imaging performance change table are created for each measurement point according to the above-described procedure, and the processing in step 298 and thereafter is repeated thereafter. In this step 296, when the count value m is 2 or more, when calculating Zernike Sensitivity, the optimum value of the adjustment amount and wavefront aberration of the latest 19 adjustment parameters obtained in the above step 302 (or step 310 described later) are calculated. Information on wavefront aberration for each measurement point calculated based on the change table, for example, coefficients C i, n (i = 1 to 37, n = 1 to 33) of each term of the Zernike polynomial are used.

このようにして、ステップ306及びステップ312のいずれかにおける判断が肯定されるまで、ステップ296→298→300→302→304→306→312→314のループの処理が繰り返し実行される。このループの処理の繰り返しの都度、ステップ302において、13種類の結像性能のうち最適化対象の結像性能を同時に最適化するための19個の調整パラメータの調整量の最適値が求められ、特に、各ツェルニケ係数に関して非線形な結像性能、ここでは線幅のターゲットCDtがゼロでない場合には、ステップ302で算出される19個の調整パラメータの調整量の最適値は、真の最適解に漸近する。一方、線幅のターゲットCDtがゼロであり、各ツェルニケ係数に関して線形な結像性能のみが最適化の対象となっている場合には、ウェイト、結像性能のターゲットその他の設定値を変更しない限り、ステップ302における計算結果が変わることはない。   In this manner, the loop process of step 296 → 298 → 300 → 302 → 304 → 306 → 312 → 314 is repeatedly executed until the determination in either step 306 or step 312 is affirmed. Every time the processing of this loop is repeated, in step 302, the optimum value of the adjustment amount of 19 adjustment parameters for simultaneously optimizing the imaging performance to be optimized among the 13 types of imaging performance is obtained. In particular, in the case of non-linear imaging performance with respect to each Zernike coefficient, here, the target CDt of the line width is not zero, the optimum value of the adjustment amount of the 19 adjustment parameters calculated in step 302 is a true optimum solution. Asymptotically. On the other hand, when the line width target CDt is zero and only the linear imaging performance is targeted for optimization with respect to each Zernike coefficient, the weight, imaging performance target, and other setting values are not changed. The calculation result in step 302 does not change.

ここで、上述の最適解を漸近的に求める手法に関して、原理的な説明を行う。ここでは、第1レンズエレメント駆動機構と第2レンズエレメント駆動機構とを用いて、1つのレンズエレメントを駆動して、投影光学系の視野内の3つの計測点における線幅を最適化する場合を例にとって、図11〜図14を参照しつつ説明する。なお、第1レンズエレメント駆動機構、第2レンズエレメント駆動機構とは、投影光学系によるパターンの投影像の線幅を調整する調整機構を指し、例えば、前述の可動レンズ131〜135のいずれかの一自由度方向の駆動機構、第2レンズエレメント駆動機構とは、その可動レンズの別の自由度方向の駆動機構に相当するものと考えることができる。 Here, the principle of the above-described method for asymptotically obtaining the optimum solution will be described. Here, a case where one lens element is driven using the first lens element driving mechanism and the second lens element driving mechanism to optimize the line width at three measurement points in the field of view of the projection optical system. An example will be described with reference to FIGS. The first lens element drive mechanism, and the second lens element driving mechanism refers to adjusting mechanism for adjusting the line width of the projected image of the pattern by the projection optical system, for example, any of the movable lens 131-134 5 above The one-degree-of-freedom direction driving mechanism and the second lens element driving mechanism can be considered to correspond to another degree-of-freedom-direction driving mechanism of the movable lens.

図11には、第1レンズエレメント駆動機構の駆動量ΔP1を横軸として、投影光学系の視野内の任意の1つの計測点(評価点)における、前記駆動量ΔP1に対して非線形な結像性能の一種である線幅の変化量を表す非線形関数A1、すなわちΔCD=f1(ΔP1)が実線で示され、該非線形関数A1のΔP1=0の点における接線で近似させた線形近似関数A’1が破線で示されている。この破線で示される線形近似関数A’1は、次式(37)で表される。 In FIG. 11, the driving amount ΔP 1 of the first lens element driving mechanism is taken as a horizontal axis, and is nonlinear with respect to the driving amount ΔP 1 at any one measurement point (evaluation point) in the field of view of the projection optical system. A nonlinear function A1 representing the amount of change in line width, which is a kind of imaging performance, that is, ΔCD = f 1 (ΔP 1 ) is indicated by a solid line, and approximated by a tangent at a point of ΔP 1 = 0 of the nonlinear function A1. The linear approximation function A′1 is indicated by a broken line. The linear approximation function A′1 indicated by the broken line is expressed by the following equation (37).

Figure 2005327769
ここで、ΔCDlinは線形近似関数A’1で計算される近似線幅変化量を、F1は第1レンズエレメント駆動機構の駆動量と線幅変化量との関係を表す線形近似関数A’1を、f1は第1レンズエレメント駆動機構の駆動量と線幅変化量との関係を示す非線形関数A1を、(∂f1(ΔP1)/∂ΔP1@ΔP1=0はΔP1=0での非線形関数f1の偏微分係数(微分係数)を、それぞれ表わす。
Figure 2005327769
Here, ΔCD lin is an approximate line width change amount calculated by the linear approximation function A′1, and F 1 is a linear approximation function A ′ representing the relationship between the drive amount of the first lens element drive mechanism and the line width change amount. 1, f 1 is a non-linear function A1 indicating the relationship between the driving amount of the first lens element driving mechanism and the line width change amount, and (∂f 1 (ΔP 1 ) / ∂ΔP 1 ) @ ΔP1 = 0 is ΔP 1 The partial differential coefficients (differential coefficients) of the nonlinear function f 1 at = 0 are represented respectively.

上記と同様に、第2レンズエレメント駆動機構の駆動量(ΔP2とする)と線幅変化量の線形近似関数は、次式で表される。 Similarly to the above, the linear approximation function of the driving amount of the second lens element driving mechanism (denoted by ΔP 2 ) and the line width change amount is expressed by the following equation.

Figure 2005327769
ここで、F2は第2レンズエレメント駆動機構の駆動量ΔP2と線幅変化量との関係を示す線形近似関数を、f2は第2レンズエレメント駆動機構の駆動量と線幅変化量との関係を示す非線形関数を、(∂f2(ΔP2)/∂ΔP2@ΔP2=0はΔP2=0での非線形関数f2の偏微分係数(微分係数)を、それぞれ表わす。線幅の変化が式(37)と式(38)との線形和で表されるとすると、次式(39)が成立する。
Figure 2005327769
Here, F 2 is a linear approximation function indicating the relationship between the driving amount [Delta] P 2 and line width variation amount of the second lens element drive mechanism, f 2 is a drive amount and the change in line width of the second lens element driving mechanism (∂f 2 (ΔP 2 ) / ∂ΔP 2 ) @ ΔP2 = 0 represents a partial differential coefficient (differential coefficient) of the nonlinear function f 2 when ΔP 2 = 0. If the change in line width is expressed by the linear sum of Expression (37) and Expression (38), the following Expression (39) is established.

Figure 2005327769
これを、マトリクス表示すれば、次式(40)のようになる。
Figure 2005327769
If this is displayed in matrix, the following equation (40) is obtained.

Figure 2005327769
一方、イニシャルの線幅性能は、実際に露光を行いウエハ上に形成されたパターンの転写像(例えばレジスト像)などの線幅を計測することで求めることができる。このイニシャルの線幅性能をCDiniとすると、第1レンズエレメント駆動機構と第2レンズエレメント駆動機構とをともに駆動したときの線幅の線形近似計算値CDlinが、次式(41)によって予測できる。
Figure 2005327769
On the other hand, the initial line width performance can be obtained by actually measuring the line width of a transfer image (for example, a resist image) of a pattern formed on the wafer after exposure. When the line width performance of this initial is CD ini , the linear approximate calculation value CD lin of the line width when both the first lens element driving mechanism and the second lens element driving mechanism are driven is predicted by the following equation (41). it can.

Figure 2005327769
Figure 2005327769

ここで、投影光学系の視野内の3つの計測点(第1、第2、第3計測点とする)での線幅を最適化する場合には、上式(41)は、次式(42)のように拡張できる。   Here, when optimizing the line widths at three measurement points (first, second, and third measurement points) in the field of view of the projection optical system, the above equation (41) is expressed by the following equation (41) 42).

Figure 2005327769
Figure 2005327769

ここで、CD1 lin、CD2 lin、CD3 linは、第1レンズエレメント駆動機構と第2レンズエレメント駆動機構とをともに駆動したときの第1、第2、第3計測点での線幅の線形近似計算値を、それぞれ示す。CD1 ini、CD2 ini、CD3 iniは、第1、第2、第3計測点でのイニシャルの線幅を、それぞれ示す。また、ΔCD1 lin、ΔCD2 lin、ΔCD3 linは、第1レンズエレメント駆動機構と第2レンズエレメント駆動機構とをともに駆動したときの第1、第2、第3計測点での線幅変化量の線形近似計算値を、それぞれ示す。f1,1、f2,1、f3,1は、第1レンズエレメント駆動機構を駆動したときの第1、第2、第3計測点での線幅変化量を示す非線形関数を、それぞれ示す。また、(∂f1,1(ΔP1)/∂ΔP1@ΔP1=0、(∂f2,1(ΔP1)/∂ΔP1@ΔP1=0、(∂f3,1(ΔP1)/∂ΔP1@ΔP1=0は、非線形関数f1,1、f2,1、f3,1それぞれのΔP1=0での偏微分係数(微分係数)を、それぞれ示す。また、f1,2、f2,2、f3,2は、第2レンズエレメント駆動機構を駆動したときの第1、第2、第3計測点での線幅変化量を示す非線形関数を、それぞれ示す。また、(∂f1,2(ΔP2)/∂ΔP2@ΔP2=0、(∂f2,2(ΔP2)/∂ΔP2@ΔP2=0、(∂f3,2(ΔP2/∂ΔP2@ΔP2=0は、非線形関数f1,2、f2,2、f3,2それぞれのΔP2=0での偏微分係数(微分係数)を、それぞれ示す。 Here, CD 1 lin , CD 2 lin , and CD 3 lin are line widths at the first, second, and third measurement points when the first lens element driving mechanism and the second lens element driving mechanism are driven together. The linear approximation calculation values of are respectively shown. CD 1 ini , CD 2 ini , and CD 3 ini indicate initial line widths at the first, second, and third measurement points, respectively. ΔCD 1 lin , ΔCD 2 lin , and ΔCD 3 lin are line width changes at the first, second, and third measurement points when the first lens element driving mechanism and the second lens element driving mechanism are driven together. The linear approximation calculation value of quantity is shown, respectively. f 1,1 , f 2,1 , and f 3,1 are nonlinear functions indicating the line width changes at the first, second, and third measurement points, respectively, when the first lens element driving mechanism is driven. Show. Further, (∂f 1,1 (ΔP 1 ) / ∂ΔP 1 ) @ ΔP1 = 0 , (∂f 2,1 (ΔP 1 ) / ∂ΔP 1 ) @ ΔP1 = 0 , (∂f 3,1 (ΔP 1 ) / ∂ΔP 1 ) @ ΔP1 = 0 indicates a partial differential coefficient (differential coefficient) of each of the nonlinear functions f 1,1 , f 2,1 , f 3,1 at ΔP 1 = 0. F 1,2 , f 2,2 and f 3,2 are nonlinear functions indicating the line width change amounts at the first, second and third measurement points when the second lens element driving mechanism is driven. , Respectively. Also, (∂f 1,2 (ΔP 2 ) / ∂ΔP 2 ) @ ΔP2 = 0 , (∂f 2,2 (ΔP 2 ) / ∂ΔP 2 ) @ ΔP2 = 0 , (∂f 3,2 (ΔP 2 / ∂ΔP 2 ) @ ΔP2 = 0 indicates the partial differential coefficient (differential coefficient) of each of the nonlinear functions f 1,2 , f 2,2 and f 3,2 at ΔP 2 = 0.

上式(42)は前述の式(28)又は式(30)などと同様に調整装置の調整パラメータの調整量(レンズエレメント駆動機構の駆動量)と、投影光学系の結像性能とが、線形マトリクスで結び付けられている。従って、最小自乗法(自乗平均最適化法)を用いて、その結像性能を最適化するための調整パラメータの調整量ΔP1、ΔP2の最適値(ΔP1 1、ΔP2 1とする)を求めることができる。 In the above equation (42), the adjustment amount of the adjustment parameter of the adjustment device (the drive amount of the lens element driving mechanism) and the imaging performance of the projection optical system are similar to the above-described equation (28) or equation (30). They are connected by a linear matrix. Therefore, using the least square method (square mean optimization method), the adjustment values ΔP 1 and ΔP 2 of the adjustment parameters for optimizing the imaging performance are set to optimum values (referred to as ΔP 1 1 and ΔP 2 1 ). Can be requested.

但し、上式(42)を使って最適化した結果は、あくまで線形近似関数を使ったものであり、線幅計算値は厳密には正確ではない。そこで、第1レンズエレメント駆動機構と第2レンズエレメント駆動機構とをそれぞれ線形近似最適化計算で算出した駆動量の最適値(最適駆動量)だけ駆動したときの線幅を非線形式を使って算出する。   However, the result of optimization using the above equation (42) is only a linear approximation function, and the calculated line width is not exactly accurate. Therefore, the line width when the first lens element driving mechanism and the second lens element driving mechanism are driven by the optimum driving amount (optimal driving amount) calculated by the linear approximation optimization calculation is calculated using a non-linear expression. To do.

図12には、線形近似最適化計算結果と、非線形式での最適化後線幅変化計算結果とが模式的に示されている。図12において、非線形関数A1、線形近似関数A’1は図11と同じである。いま、上記の線形近似最適化計算の結果、第1レンズエレメント駆動機構の駆動量の最適値ΔP1 1が図12中に示されているような値として求められたとする。このとき、線形近似最適化計算では、第1レンズエレメント駆動機構を線形近似最適化計算で算出した駆動量の最適値ΔP1 1だけ駆動したときの線幅の変化量は図12中の点Qの線幅変化量ΔCDQとして計算されている。すなわち、式(37)にΔP1 1を代入して、次式(43)のように表せる。 FIG. 12 schematically shows a linear approximation optimization calculation result and a post-optimization line width change calculation result using a nonlinear equation. In FIG. 12, the nonlinear function A1 and the linear approximation function A′1 are the same as those in FIG. Now, the above linear approximation optimization calculation results, the optimal value [Delta] P 1 1 driving amount of the first lens element driving mechanism is obtained as the value as shown in FIG. In this case, the linear approximation optimization calculation, the variation of the line width when the first lens element driving mechanism driven by the optimum value [Delta] P 1 1 of the drive amount calculated in linear approximation optimization calculation point Q in FIG. 12 It is calculated as the line width variation amount [Delta] CD Q. That is, ΔP 1 1 is substituted into the equation (37), and can be expressed as the following equation (43).

Figure 2005327769
ここで、ΔCDlin_1は線形近似最適化計算による線幅変化量を示す。同様に第2レンズエレメント駆動機構を線形近似最適化計算で算出した駆動量の最適値ΔP2 1だけ駆動したときの線幅変化量ΔCDlin_1は、次式(44)で表される。
Figure 2005327769
Here, ΔCD lin — 1 indicates the amount of change in line width by linear approximation optimization calculation. Similarly the line width variation amount [Delta] CD LIN_1 when the second lens element driving mechanism driven by the optimum value [Delta] P 2 1 drive amount calculated in linear approximation optimization calculated is expressed by the following equation (44).

Figure 2005327769
しかし、例えば、実際の第1レンズエレメント駆動機構を線形近似最適化計算で算出した駆動量の最適値だけ駆動した時の線幅変化量は、図12の非線形関数A1上の点Rにおける線幅変化量ΔCDRになっているはずである。すなわち、次式(45)が成立する。
Figure 2005327769
However, for example, the line width change amount when the actual first lens element driving mechanism is driven by the optimum value of the driving amount calculated by the linear approximation optimization calculation is the line width at the point R on the nonlinear function A1 in FIG. it should have become variation [Delta] CD R. That is, the following equation (45) is established.

ΔCDnonlin_1=f1(ΔP1 1) …(45)
ここで、ΔCDnonlin_1は第1レンズエレメント駆動機構を線形近似最適化計算で算出した駆動量の最適値ΔP1 1だけ駆動した時の非線形関数A1によって計算された線幅変化量、すなわち図12中のΔCDRを表す。同様に第2レンズエレメント駆動機構を線形近似最適化計算で算出した駆動量の最適値ΔP2 1だけ駆動した時の線幅変化量は、次式(46)のようになる。
ΔCD nonlin_1 = f 1 (ΔP 1 1 ) (45)
Here, [Delta] CD Nonlin_1 the line width variation amount calculated by non-linear function A1 when driving the first lens element driving mechanism by the optimum value [Delta] P 1 1 of the drive amount calculated in linear approximation optimization calculation, i.e. 12 in ΔCD R of Similarly the line width variation amount when the second lens element driving mechanism driven by the optimum value [Delta] P 2 1 drive amount calculated in linear approximation optimization calculated is given by the following equation (46).

ΔCDnonlin_1=f2(ΔP2 1) …(46)
ここで、第1レンズエレメント駆動機構と第2レンズエレメント駆動機構とを駆動したときの線幅変化量は、第1レンズエレメント駆動機構、第2レンズエレメント駆動機構を個別に駆動した時のそれぞれの線幅変化量の和で表されるとすると、次式(47)が成立する。
ΔCD nonlin_1 = f 2 (ΔP 2 1 ) (46)
Here, the amount of change in the line width when the first lens element driving mechanism and the second lens element driving mechanism are driven is the same as when the first lens element driving mechanism and the second lens element driving mechanism are individually driven. If it is expressed by the sum of the line width changes, the following equation (47) is established.

Figure 2005327769
ここで、CD1 nonlin_1、CD2 nonlin_1、CD3 nonlin_1は、第1レンズエレメント駆動機構と第2レンズエレメント駆動機構を、線形近似最適化計算で算出した駆動量の最適値だけそれぞれ駆動したときの第1、第2、第3計測点での線幅の非線形計算値をそれぞれ示す。また、ΔCD1 nonlin_1、ΔCD2 nonlin_1、ΔCD3 nonlin_1は、第1レンズエレメント駆動機構と第2レンズエレメント駆動機構を線形近似最適化計算で算出した駆動量の最適値だけそれぞれ駆動したときの第1、第2、第3計測点での線幅変化量の非線形計算値を、それぞれ示す。
Figure 2005327769
Here, CD 1 nonlin_1 , CD 2 nonlin_1 , and CD 3 nonlin_1 are obtained when the first lens element driving mechanism and the second lens element driving mechanism are respectively driven by the optimum values of the driving amounts calculated by the linear approximation optimization calculation. The nonlinear calculated values of the line widths at the first, second, and third measurement points are respectively shown. ΔCD 1 nonlin_1 , ΔCD 2 nonlin_1 , and ΔCD 3 nonlin_1 are the first values when the first lens element driving mechanism and the second lens element driving mechanism are respectively driven by the optimum values of the driving amounts calculated by the linear approximation optimization calculation. The non-linear calculation values of the line width change amounts at the second and third measurement points are respectively shown.

上記のCD1 nonlin_1、CD2 nonlin_1及びCD3 nonlin_1が、第1レンズエレメント駆動機構と第2レンズエレメント駆動機構をそれぞれ線形近似最適化計算で算出した駆動量の最適値だけ駆動した時の、線幅の計算値(最適化計算結果)である。 Lines when CD 1 nonlin_1 , CD 2 nonlin_1 and CD 3 nonlin_1 drive the first lens element driving mechanism and the second lens element driving mechanism by the optimum driving amount calculated by the linear approximation optimization calculation, respectively. This is a calculated value of the width (optimization calculation result).

しかるに、上式(47)で与えられる最適化計算結果は、あくまで線形近似関数を使った最適化計算結果であるため、最適化前よりは線幅性能は改善しているものの、本当の最適化線幅性能にはなっていない可能性がある。そこで、式(47)の状態を基準として、もう一度線形近似最適化計算を実行することを考える。まず、第1レンズエレメント駆動機構の駆動量と線幅変化との関係を表す非線形関数A1を、前述までの第1回目の線形近似最適化計算時の第1レンズエレメント駆動機構の駆動量の最適値ΔP1 1を基準に置き換える。すなわち、図12中の非線形関数A1を、横軸方向に−ΔP1 1、縦軸方向に−ΔCDRだけ平行移動(非線形関数A1上の点R(ΔP1 1,ΔCDR)が原点(0,0)になるように平行移動)する。 However, since the optimization calculation result given by the above equation (47) is an optimization calculation result using a linear approximation function to the last, the line width performance is improved as compared with before optimization, but the real optimization Line width performance may not be achieved. Therefore, it is considered that the linear approximation optimization calculation is executed once again with the state of Expression (47) as a reference. First, the nonlinear function A1 representing the relationship between the driving amount of the first lens element driving mechanism and the change in line width is determined as the optimum driving amount of the first lens element driving mechanism at the time of the first linear approximation optimization calculation described above. Replace the value ΔP 1 1 with the reference. That is, the nonlinear function A1 in FIG. 12 is translated by -ΔP 1 1 in the horizontal axis direction and by -ΔCD R in the vertical axis direction (the point R (ΔP 1 1 , ΔCD R ) on the nonlinear function A1 is the origin (0 , 0).

図13には、この平行移動の前後の非線形関数A1、B1が、それぞれ実線、点線で示されている。この図13において、平行移動後の非線形関数B1上の点R’(0,0)は、平行移動前の非線形関数A1上の点Rに対応する。ここで、平行移動後の非線形関数、すなわち第1回線形近似最適化後の線幅変化量計算非線形関数B1は、次式(48)で表される。   In FIG. 13, the non-linear functions A1 and B1 before and after the parallel movement are shown by a solid line and a dotted line, respectively. In FIG. 13, a point R ′ (0, 0) on the nonlinear function B1 after translation corresponds to a point R on the nonlinear function A1 before translation. Here, the nonlinear function after translation, that is, the line width change amount calculating nonlinear function B1 after the first line-type approximate optimization is expressed by the following equation (48).

ΔCD2=f1 2(ΔP1)=f1(ΔP1+ΔP1 1)−f1(ΔP1 1) …(48)
ここで、ΔCD2は、第1回線形近似最適化線幅からの第2回線形近似最適化時の第1レンズエレメント駆動機構の駆動による線幅の変化量を、f1 2は第2回線形近似最適化時の第1レンズエレメント駆動機構の駆動量と線幅変化量との関係を示す非線形関数B1を、ΔP1は図13の横軸、すなわち第1回線形近似最適化後の第1レンズエレメント駆動機構の駆動位置からの第2回最適化時の第1レンズエレメント駆動機構の駆動量を、それぞれ示す。
ΔCD 2 = f 1 2 (ΔP 1 ) = f 1 (ΔP 1 + ΔP 1 1 ) −f 1 (ΔP 1 1 ) (48)
Here, ΔCD 2 is the amount of change in line width due to the driving of the first lens element driving mechanism during the second line type approximate optimization from the first line type approximate optimization line width, and f 1 2 is the second line. A nonlinear function B1 indicating the relationship between the driving amount of the first lens element driving mechanism and the line width change amount at the time of shape approximation optimization, and ΔP 1 is the horizontal axis of FIG. 13, that is, the first line shape after the first line shape approximation optimization. The driving amounts of the first lens element driving mechanism at the second optimization from the driving position of the one lens element driving mechanism are respectively shown.

同様に、第2レンズエレメント駆動機構に関しては、第1回線形近似最適化線幅からの第2回線形近似最適化時のレンズエレメント駆動機構の駆動による線幅の変化量ΔCD2は、次式(49)で表される。
ΔCD2=f2 2(ΔP2)=f2(ΔP2+ΔP2 1)−f2(ΔP2 1) …(49)
ここで、f2 2は第2回線形近似最適化時の第2レンズエレメント駆動機構の駆動量と線幅変化量との関係を示す非線形関数、ΔP2は第1回線形近似最適化後の第2レンズエレメント駆動機構の駆動位置からの第2回線形近似最適化時の第2レンズエレメント駆動機構の駆動量を表す。
Similarly, with respect to the second lens element driving mechanism, the line width change amount ΔCD 2 due to the driving of the lens element driving mechanism at the time of the second line type approximate optimization from the first line type approximate optimization line width is expressed by the following equation: (49).
ΔCD 2 = f 2 2 (ΔP 2 ) = f 2 (ΔP 2 + ΔP 2 1 ) −f 2 (ΔP 2 1 ) (49)
Here, f 2 2 is a nonlinear function indicating the relationship between the driving amount of the second lens element driving mechanism and the line width change amount at the time of the second line type approximate optimization, and ΔP 2 is the value after the first line type approximate optimization. A driving amount of the second lens element driving mechanism at the time of second line type approximate optimization from the driving position of the second lens element driving mechanism is represented.

非線形関数のままでは、最小自乗法による最適化は困難であるので、式(48)、式(49)をそれぞれ線形近似関数に変形することを考える。   Since the optimization by the least square method is difficult if the nonlinear function remains as it is, consider transforming the equations (48) and (49) into linear approximation functions.

図14には、第2回線形近似最適化計算での第1レンズエレメント駆動機構の駆動量と線幅の変化量との関係を表す非線形関数B1が点線で示され、該非線形関数B1のΔP1=0の点における接線で近似させた線形近似関数B’1が破線で示されている。この破線で示される近似関数B’1は、次式(50)で表される。 In FIG. 14, the nonlinear function B1 representing the relationship between the driving amount of the first lens element driving mechanism and the change amount of the line width in the second line type approximate optimization calculation is indicated by a dotted line, and ΔP of the nonlinear function B1 A linear approximation function B′1 approximated by a tangent at a point where 1 = 0 is indicated by a broken line. The approximate function B′1 indicated by the broken line is expressed by the following equation (50).

Figure 2005327769
ここで、ΔCDlin_2は第2回線形近似関数B’1で計算される近似線幅変化量を、F1 2は第2回線形近似最適化時の第1レンズエレメント駆動機構の駆動量と線幅変化量との関係を示す線形近似関数B’1を、(∂f1 2(ΔP1)/∂ΔP1@ΔP1=0はΔP1=0での非線形関数f2 1の偏微分係数(微分係数)を、それぞれ示す。
Figure 2005327769
Here, ΔCD lin_2 is an approximate line width change amount calculated by the second line type approximation function B'1, F 1 2 is a driving amount of the first lens element driving mechanism during the second line-shaped approximate optimization lines The linear approximation function B′1 indicating the relationship with the amount of change in width is expressed as follows: (∂f 1 2 (ΔP 1 ) / PΔP 1 ) @ ΔP1 = 0 is the partial differential coefficient of the nonlinear function f 2 1 when ΔP 1 = 0 (Differential coefficients) are shown respectively.

同様に、第2回線形近似最適化計算時の第2レンズエレメント駆動機構の駆動量と線幅変化量との関係を示す線形近似関数は、次式(51)で表される。   Similarly, a linear approximation function indicating the relationship between the driving amount of the second lens element driving mechanism and the line width change amount at the time of the second line type approximate optimization calculation is expressed by the following equation (51).

Figure 2005327769
ここで、ΔCDlin_2は第2回線形近似関数で計算される線幅変化量を、F2 2は第2回線形近似最適化時の第2レンズエレメント駆動機構の駆動量と線幅変化量との関係を示す線形近似関数を、(∂f2 2(ΔP2)/∂ΔP2@ΔP2=0はΔP2=0での非線形関数f2 2の偏微分係数(微分係数)を、それぞれ示す。線幅の変化が式(50)と式(51)の線形和で表されるとすると、次式(52)が成立する。
Figure 2005327769
Here, ΔCD lin_2 the line width variation amount calculated by the second line type approximation function, F 2 2 is a driving amount and the change in line width of the second lens element driving mechanism during the second line type approximation optimization (∂f 2 2 (ΔP 2 ) / ∂ΔP 2 ) @ ΔP2 = 0 is the partial differential coefficient (derivative coefficient) of the nonlinear function f 2 2 when ΔP 2 = 0, Show. If the change in line width is expressed by the linear sum of Expression (50) and Expression (51), the following Expression (52) is established.

Figure 2005327769
上式(52)をマトリクス表示すれば、次式(53)のようになる。
Figure 2005327769
If the above equation (52) is displayed in matrix, the following equation (53) is obtained.

Figure 2005327769
Figure 2005327769

ここで、前述の第1回線形近似最適化計算の場合と同様、第1〜第3計測点での線幅変化を考えると、上式(53)は、次式(54)のように拡張できる。   Here, as in the case of the first line-type approximate optimization calculation described above, considering the line width change at the first to third measurement points, the above equation (53) is expanded as the following equation (54): it can.

Figure 2005327769
Figure 2005327769

ここで、ΔCD1 lin_2、ΔCD2 lin_2、ΔCD3 lin_2は、第2回線形近似最適化計算時の第1レンズエレメント駆動機構と第2レンズエレメント駆動機構とを駆動したときの第1、第2、第3計測点での線幅変化量の線形近似計算値を、それぞれ示す。また、f1,1 2、f2,1 2、f3,1 2は、第2回線形近似最適化計算時の第1レンズエレメント駆動機構を駆動したときの第1、第2、第3計測点それぞれでの線幅変化量を示す非線形関数を、それぞれ示す。また、(∂f1,1 2(ΔP1)/∂ΔP1@ΔP1=0、(∂f2,1 2(ΔP1)/∂ΔP1@ΔP1=0、(∂f3,1 2(ΔP1)/∂ΔP1@ΔP1=0は、非線形関数f1,1 2、f2,1 2、f3,1 2それぞれのΔP1=0での偏微分係数(微分係数)を、それぞれ示す。また、f1,2 2、f2,2 2、f3,2 2は、第2回線形近似最適化計算時の第2レンズエレメント駆動機構を駆動したときの第1、第2、第3計測点それぞれでの線幅変化量を示す非線形関数を、それぞれ示す。また、(∂f1,2 2(ΔP2)/∂ΔP2@ΔP2=0、(∂f2,2 2(ΔP2)/∂ΔP2@ΔP2=0、(∂f3,2 2(ΔP2)/∂ΔP2@ΔP2=0は、非線形関数f1,2 2、f2,2 2、f3,2 2それぞれのΔP2=0での偏微分係数(微分係数)を、それぞれ示す。 Here, ΔCD 1 lin_2 , ΔCD 2 lin_2 , and ΔCD 3 lin_2 are the first and second values when the first lens element driving mechanism and the second lens element driving mechanism at the time of the second line type approximate optimization calculation are driven. The linear approximate calculation value of the line width change amount at the third measurement point is shown respectively. F 1,1 2 , f 2,1 2 , and f 3,1 2 are the first, second, and third values when the first lens element driving mechanism is driven in the second line type approximate optimization calculation. Each nonlinear function indicating the amount of change in line width at each measurement point is shown. Also, (∂f 1,1 2 (ΔP 1 ) / ∂ΔP 1 ) @ ΔP1 = 0 , (∂f 2,1 2 (ΔP 1 ) / ∂ΔP 1 ) @ ΔP1 = 0 , (∂f 3,1 2 (ΔP 1 ) / ∂ΔP 1 ) @ ΔP1 = 0 is the partial differential coefficient (differential coefficient) of each of the nonlinear functions f 1,1 2 , f 2,1 2 , f 3,1 2 at ΔP 1 = 0. Are shown respectively. F 1,2 2 , f 2,2 2 , and f 3,2 2 are the first, second, and third values when the second lens element driving mechanism is driven in the second line type approximate optimization calculation. Each nonlinear function indicating the amount of change in line width at each measurement point is shown. Further, (∂f 1,2 2 (ΔP 2 ) / ∂ΔP 2 ) @ ΔP2 = 0 , (∂f 2,2 2 (ΔP 2 ) / ∂ΔP 2 ) @ ΔP2 = 0 , (∂f 3,2 2 (ΔP 2 ) / ∂ΔP 2 ) @ ΔP2 = 0 is the partial differential coefficient (differential coefficient) of each of the nonlinear functions f 1,2 2 , f 2,2 2 , f 3,2 2 at ΔP 2 = 0. Are shown respectively.

一方、第1回線形近似最適化計算後の線幅性能は、前述の式(47)で表される。式(47)と式(54)とを組み合わせることで、第2回線形近似最適化計算時の第1レンズエレメント駆動機構と第2レンズエレメント駆動機構を同時に駆動した時の線幅を予測するための次式(55)が得られる。   On the other hand, the line width performance after the first line type approximate optimization calculation is expressed by the above-described equation (47). In order to predict the line width when the first lens element driving mechanism and the second lens element driving mechanism are driven simultaneously in the second line type approximate optimization calculation by combining the expressions (47) and (54). The following formula (55) is obtained.

Figure 2005327769
ここで、CD1 lin_2は、CD2 lin_2、CD3 lin_2は、第2回線形近似最適化計算時の第1レンズエレメント駆動機構と第2レンズエレメント駆動機構とを駆動したときの第1、第2、第3計測点での線幅の線形近似計算値を、それぞれ示す。
Figure 2005327769
Here, CD 1 lin_2 is CD 2 lin_2 , and CD 3 lin_2 is the first and second lens element driving mechanisms when the first lens element driving mechanism and the second lens element driving mechanism are driven in the second line type approximate optimization calculation. 2 shows linear approximation calculation values of the line width at the third measurement point.

上式(55)は前述の式(28)又は式(30)と同様に調整装置の調整量(レンズエレメント駆動機構の駆動量)と、投影光学系の線幅性能が、線形マトリクスで結び付けられている。従って、前述と同様に、レンズエレメント駆動機構の駆動量と線幅性能を最適化することは、自乗平均最適化法(最小自乗法)を使って、実現できる。   In the above equation (55), the adjustment amount of the adjusting device (the driving amount of the lens element driving mechanism) and the line width performance of the projection optical system are combined with a linear matrix in the same manner as the above equation (28) or equation (30). ing. Therefore, as described above, optimizing the driving amount and line width performance of the lens element driving mechanism can be realized by using the mean square optimization method (least square method).

但し、式(55)を使って最適化した結果は、あくまで線形近似関数を用いた近似計算により得られるものであり、線幅計算値は厳密には正確ではない。そこで、第1レンズエレメント駆動機構と第2レンズエレメント駆動機構をそれぞれ第2回線形近似最適化計算で算出した駆動量の最適値だけ駆動したときの線幅を非線形式を使って算出する。   However, the result of optimization using Expression (55) is obtained only by approximation calculation using a linear approximation function, and the line width calculation value is not strictly accurate. Therefore, the line width when the first lens element driving mechanism and the second lens element driving mechanism are driven by the optimum value of the driving amount calculated by the second line type approximate optimization calculation is calculated using a non-linear expression.

図14には、第2回線形近似最適化計算結果と、非線形式での最適化後線幅変化計算とが模式的に示されている。いま、第2回線形近似最適化計算の結果、第1レンズエレメント駆動機構の駆動量の最適値ΔP1 2が図14中に示されているような値として求められたとする。このとき、第2回線形近似最適化計算では、第1レンズエレメント駆動機構を第2回線形最適化計算で算出した駆動量の最適値ΔP1 2だけ駆動したときの線幅の変化は図14中の線形近似関数B’1上の点Sの線幅変化量ΔCDSとして計算されている。すなわち、式(50)にΔP1 2を代入して、次式(56)のように表せる。 FIG. 14 schematically shows the result of the second line type approximate optimization calculation and the post-optimization line width change calculation using a nonlinear expression. Now, the second line type approximation optimization calculation results, the optimum value [Delta] P 1 2 driving amount of the first lens element driving mechanism is obtained as the value as shown in FIG. 14. At this time, in the second line type approximation optimization calculation, the change in line width when the first lens element driving mechanism driven by the optimum value [Delta] P 1 2 driving amount calculated by the second line type optimization calculation 14 It is calculated as the line width change amount ΔCD S of the point S on the linear approximation function B′1. That is, ΔP 1 2 is substituted into the equation (50), and can be expressed as the following equation (56).

Figure 2005327769
ここで、ΔCDlin_2は第2回線形近似最適化計算による線幅変化量を表す。同様に、第2レンズエレメント駆動機構を第2回目線形近似最適化計算で算出した駆動量の最適値ΔP2 2だけ駆動した時の線幅変化量は、次式(57)で表される。
Figure 2005327769
Here, ΔCD lin — 2 represents the line width change amount by the second line type approximate optimization calculation. Similarly, the line width variation amount when the second lens element driving mechanism second round linear approximation optimization calculation only optimum value [Delta] P 2 2 drive amount of which is calculated to drive is represented by the following formula (57).

Figure 2005327769
ここで、ΔP2 2は第2回線形近似最適化計算で算出した、第2レンズエレメント駆動機構の駆動量の最適値を示す。視野内の第1、第2、第3計測点での最適化線幅は、式(55)にΔP1 2、ΔP2 2を代入して、次式(58)で表される。
Figure 2005327769
Here, ΔP 2 2 indicates the optimum value of the driving amount of the second lens element driving mechanism calculated by the second line type approximate optimization calculation. The optimized line widths at the first, second, and third measurement points in the field of view are expressed by the following equation (58) by substituting ΔP 1 2 and ΔP 2 2 into equation (55).

Figure 2005327769
Figure 2005327769

ここで、CD1 lin_2、CD2 lin_2、CD3 lin_2は、第2回線形近似最適化計算時の第1レンズエレメント駆動機構と第2レンズエレメント駆動機構をそれぞれ第2回線形近似最適化計算で算出した駆動量の最適値だけ駆動したときの第1、第2、第3計測点での線幅の線形近似計算値を、それぞれ示す。また、ΔCD1 lin_2、ΔCD2 lin_2、ΔCD3 lin_2は、第2回線形近似最適化計算時の第1レンズエレメント駆動機構と第2レンズエレメント駆動機構をそれぞれ第2回線形近似最適化計算で算出した駆動量の最適値だけ駆動したときの第1、第2、第3計測点での線幅変化量の線形近似計算値を、それぞれ示す。 Here, CD 1 lin_2 , CD 2 lin_2 , and CD 3 lin_2 are the second line type approximate optimization calculation for the first lens element driving mechanism and the second lens element driving mechanism at the time of the second line type approximate optimization calculation, respectively. The linear approximate calculation values of the line widths at the first, second, and third measurement points when the calculated drive amount is the optimum value are shown. ΔCD 1 lin_2 , ΔCD 2 lin_2 , and ΔCD 3 lin_2 are calculated by the second line type approximate optimization calculation for the first lens element driving mechanism and the second lens element driving mechanism at the time of the second line type approximate optimization calculation, respectively. The linear approximation calculation values of the line width change amounts at the first, second, and third measurement points when the optimum driving amount is driven are shown.

しかし、例えば、実際の第1レンズエレメント駆動機構を第2回線形近似最適化計算で算出した駆動量の最適値ΔP1 2だけ駆動した時の線幅変化量ΔCDnonlin_2は、図14の非線形関数B1上の点Tにおける線幅変化量ΔCDTになっているはずである。すなわち、次式(59)が成立する筈である。
ΔCDnonlin_2=f1 2(ΔP1 2) …(59)
ここで、ΔCDnonlin_2は第1レンズエレメント駆動機構を第2回線形近似最適化計算で算出した駆動量の最適値ΔP1 2だけ駆動した時の非線形関数B1によって計算された線幅変化量、すなわちΔCDTを表す。同様に第2レンズエレメント駆動機構を第2回線形近似最適化計算で算出した駆動量の最適値ΔP2 2だけ駆動した時の線幅変化量は、次式(60)のようになる。
ΔCDnonlin_2=f2 2(ΔP2 2) …(60)
However, for example, the line width variation amount [Delta] CD Nonlin_2 when driven actual first lens element driving mechanism by the optimum value [Delta] P 1 2 of the calculated driving amount in the second line type approximation optimization calculation, the non-linear function of FIG. 14 It should be the line width change amount ΔCD T at the point T on B1. That is, the following equation (59) should be satisfied.
ΔCD nonlin_2 = f 1 2 (ΔP 1 2 ) (59)
Here, [Delta] CD Nonlin_2 the line width variation amount calculated by the nonlinear function B1 when driven by the optimum value [Delta] P 1 2 for driving amount calculated for the first lens element driving mechanism in the second line type approximation optimization calculation, namely ΔCD T is represented. Similarly the line width variation amount when the second lens element driving mechanism is driven by the optimum value [Delta] P 2 2 drive amount of which is calculated in the second line type approximation optimization calculated is given by the following equation (60).
ΔCD nonlin_2 = f 2 2 (ΔP 2 2 ) (60)

ここで、第1レンズエレメント駆動機構と第2レンズエレメント駆動機構とを同時に駆動したときの線幅変化量は、第1レンズエレメント駆動機構や第2レンズエレメント駆動機構を個別に駆動した時のそれぞれの線幅変化量の和で表されるとすると、第1、第2、第3計測点について、次式(61)が成立する。   Here, the amount of change in line width when the first lens element driving mechanism and the second lens element driving mechanism are driven simultaneously is the same as when the first lens element driving mechanism and the second lens element driving mechanism are individually driven. Is expressed by the sum of the line width change amounts, the following equation (61) is established for the first, second, and third measurement points.

Figure 2005327769
Figure 2005327769

ここで、CD1 nonlin_2、CD2 nonlin_2、CD3 nonlin_2は、第2回線形近似最適化計算時の第1レンズエレメント駆動機構と第2レンズエレメント駆動機構をそれぞれ第2回線形近似最適化計算で算出した駆動量の最適値だけ駆動したときの、第1、第2、第3計測点での線幅の非線形計算値を、それぞれ示す。また、ΔCD1 nonlin_2、ΔCD2 nonlin_2、ΔCD3 nonlin_2は、第2回線形近似最適化計算時の第1レンズエレメント駆動機構と第2レンズエレメント駆動機構をそれぞれ第2回線形近似最適化計算で算出した駆動量の最適値だけ駆動したときの、第1、第2、第3計測点での線幅変化量の非線形計算値を、それぞれ示す。上記のCD1 nonlin_2、CD2 nonlin_2、CD3 nonlin_2が、第1レンズエレメント駆動機構と第2レンズエレメント駆動機構を第2回線形近似最適化計算で算出した駆動量の最適値だけ駆動した時の、線幅の計算結果(最適化計算結果)である。 Here, CD 1 nonlin_2 , CD 2 nonlin_2 , and CD 3 nonlin_2 are the second line type approximate optimization calculation for the first lens element drive mechanism and the second lens element drive mechanism at the time of the second line type approximate optimization calculation, respectively. The non-linear calculated values of the line widths at the first, second, and third measurement points when driven by the optimum value of the calculated drive amount are respectively shown. ΔCD 1 nonlin_2 , ΔCD 2 nonlin_2 , and ΔCD 3 nonlin_2 are calculated by the second line type approximate optimization calculation for the first lens element driving mechanism and the second lens element driving mechanism at the time of the second line type approximate optimization calculation, respectively. The non-linear calculated values of the line width change amounts at the first, second, and third measurement points when the drive amount is the optimum value are shown. When the above CD 1 nonlin_2 , CD 2 nonlin_2 , and CD 3 nonlin_2 drive the first lens element drive mechanism and the second lens element drive mechanism by the optimum drive amount calculated by the second line-type approximate optimization calculation The line width calculation result (optimization calculation result).

ところで、図12中のδ1と図14中のδ2とを比較すると明らかなように、線形近似最適化計算で算出した駆動量の最適値と非線形関数とによって計算される線幅変化量と、線形近似最適化計算で算出した駆動量の最適値と線形近似関数によって計算される線幅変化量との差δは、第1回線形近似最適化計算の場合に比べて第2回線形近似最適化計算の場合の方が明らかに小さくなっている(δ1>δ2)。更に、第2回線形近似最適化計算結果に基づいて第3回線形最適化計算を行えば、上記差δは更に小さくなることは明らかであろう。このように、順次線形近似最適化計算を繰り返すことで、線幅性能は漸次最適解へと収束していく。 By the way, as apparent from comparing δ 1 in FIG. 12 and δ 2 in FIG. 14, the line width change amount calculated by the optimum value of the driving amount calculated by the linear approximation optimization calculation and the nonlinear function The difference δ between the optimum value of the driving amount calculated by the linear approximation optimization calculation and the line width change amount calculated by the linear approximation function is the second line type approximation compared to the case of the first line type approximation optimization calculation. The optimization calculation is clearly smaller (δ 1 > δ 2 ). Furthermore, it is clear that the difference δ is further reduced by performing the third line type optimization calculation based on the second line type approximate optimization calculation result. In this way, the line width performance gradually converges to an optimal solution by sequentially repeating the linear approximation optimization calculation.

ところで、前述の図11〜図14を用いた説明の中で、便宜上、第1レンズエレメント駆動機構と第2レンズエレメント駆動機構とをともに駆動したときの線形近似線幅変化量は、第1レンズエレメント駆動機構や第2レンズエレメント駆動機構が個別に動いたときの各々の線幅変化量の非線形関数の線形近似関数の線形和で表されるものとした。すなわち、結像性能計算近似関数は、それぞれの調整量と前記所定の結像性能との関係を表す非線形関数の線形近似関数の線形和として表される前記所定の結像性能の線形近似変化量を含む関数であるものとした(前述の式(42)、式(55)参照)。しかしながら、厳密にいうと、式(42)、式(55)は正しくない。   By the way, in the description using FIGS. 11 to 14 described above, for the sake of convenience, the linear approximate line width change amount when the first lens element driving mechanism and the second lens element driving mechanism are driven together is the first lens. The element driving mechanism and the second lens element driving mechanism are expressed by the linear sum of the linear approximation functions of the nonlinear functions of the respective line width changes when the element driving mechanism and the second lens element driving mechanism are individually moved. That is, the imaging performance calculation approximation function is a linear approximation change amount of the predetermined imaging performance expressed as a linear sum of linear approximation functions of nonlinear functions representing the relationship between the respective adjustment amounts and the predetermined imaging performance. (Refer to the above-mentioned formulas (42) and (55)). However, strictly speaking, the equations (42) and (55) are not correct.

すなわち、前述の第1回線形近似最適化の際の式(42)の代わりに、次式(62)のような非線形関数の偏微分を使った線形近似関数を使えば、十分な精度で最適化計算を行うことができる。   That is, if a linear approximation function using a partial differentiation of a nonlinear function such as the following equation (62) is used instead of the equation (42) at the time of the first line approximation optimization described above, it is optimal with sufficient accuracy. Calculation can be performed.

Figure 2005327769
Figure 2005327769

ここで、f1、f2、f3は、第1回線形近似最適化時の第1レンズエレメント駆動機構と第2レンズエレメント駆動機構をともに駆動したときの第1、第2、第3計測点での、線幅変化量の非線形関数を、それぞれ示す。また、(∂f1(ΔP1,ΔP2)/∂ΔP1@ΔP1=ΔP2=0、(∂f2(ΔP1,ΔP2)/∂ΔP1@ΔP1=ΔP2=0、(∂f3(ΔP1,ΔP2)/∂ΔP1@ΔP1=ΔP2=0は、非線形関数f1、f2、f3それぞれのΔP1=ΔP2=0でのΔP1に関する偏微分係数を、それぞれ示す。また、(∂f1(ΔP1,ΔP2)/∂ΔP2@ΔP1=ΔP2=0、(∂f2(ΔP1,ΔP2)/∂ΔP2@ΔP1=ΔP2=0、(∂f3(ΔP1,ΔP2)/∂ΔP2@ΔP1=ΔP2=0は、非線形関数f1、f2、f3それぞれのΔP1=ΔP2=0でのΔP2に関する偏微分係数を、それぞれ示す。 Here, f 1 , f 2 , and f 3 are the first, second, and third measurements when both the first lens element driving mechanism and the second lens element driving mechanism are driven at the time of the first line type approximate optimization. The non-linear functions of the line width change amount at points are respectively shown. Also, (∂f 1 (ΔP 1, ΔP 2 ) / ∂ΔP 1 ) @ ΔP1 = ΔP2 = 0 , (∂f 2 (ΔP 1, ΔP 2 ) / ∂ΔP 1 ) @ ΔP1 = ΔP2 = 0 , (∂ f 3 (ΔP 1, ΔP 2 ) / ∂ΔP 1 ) @ ΔP1 = ΔP2 = 0 is a partial differential coefficient related to ΔP 1 when ΔP 1 = ΔP 2 = 0 of each of the nonlinear functions f 1 , f 2 , and f 3. , Respectively. Further, (∂f 1 (ΔP 1, ΔP 2 ) / ∂ΔP 2 ) @ ΔP1 = ΔP2 = 0 , (∂f 2 (ΔP 1, ΔP 2 ) / ∂ΔP 2 ) @ ΔP1 = ΔP2 = 0 , (∂ f 3 (ΔP 1, ΔP 2 ) / ∂ΔP 2) @ ΔP1 = ΔP2 = 0 , the partial differential coefficients for [Delta] P 2 of a non-linear function f 1, f 2, f 3 each ΔP 1 = ΔP 2 = 0 , Respectively.

同様に、第2回線形近似最適化の際の式(55)の代わりに、次式(63)を用いると良い。   Similarly, the following equation (63) may be used instead of the equation (55) at the time of the second line type approximate optimization.

Figure 2005327769
Figure 2005327769

ここで、f1 2、f2 2、f3 2は、第2回線形近似最適化時の第1レンズエレメント駆動機構と第2レンズエレメント駆動機構をともに駆動したときの第1、第2、第3計測点での線幅変化量の非線形関数を、それぞれ示す。また、(∂f1 2(ΔP1,ΔP2)/∂ΔP1@ΔP1=ΔP2=0、(∂f2 2(ΔP1,ΔP2)/∂ΔP1@ΔP1=ΔP2=0、(∂f3 2(ΔP1,ΔP2)/∂ΔP1@ΔP1=ΔP2=0は、非線形関数f1 2、f2 2、f3 2それぞれのΔP1=ΔP2=0でのΔP1に関する偏微分係数を、それぞれ示す。また、(∂f1 2(ΔP1,ΔP2)/∂ΔP2@ΔP1=ΔP2=0、(∂f2 2(ΔP1,ΔP2)/∂ΔP2@ΔP1=ΔP2=0、(∂f3 2(ΔP1,ΔP2)/∂ΔP2@ΔP1=ΔP2=0は、非線形関数f1 2、f2 2、f3 2それぞれのΔP1=ΔP2=0でのΔP2に関する偏微分係数を、それぞれ示す。 Here, f 1 2 , f 2 2 , and f 3 2 are the first, second, and second values when both the first lens element driving mechanism and the second lens element driving mechanism at the time of the second line type approximate optimization are driven. The nonlinear functions of the line width change amount at the third measurement point are respectively shown. Further, (∂f 1 2 (ΔP 1, ΔP 2 ) / ∂ΔP 1 ) @ ΔP1 = ΔP2 = 0 , (∂f 2 2 (ΔP 1, ΔP 2 ) / ∂ΔP 1 ) @ ΔP1 = ΔP2 = 0 , (∂f 3 2 (ΔP 1, ΔP 2 ) / ∂ΔP 1 ) @ ΔP1 = ΔP2 = 0 means that ΔP 1 = ΔP 2 = 0 of each of the nonlinear functions f 1 2 , f 2 2 , and f 3 2 The partial differential coefficients for 1 are shown respectively. Also, (∂f 1 2 (ΔP 1, ΔP 2 ) / ∂ΔP 2 ) @ ΔP1 = ΔP2 = 0 , (∂f 2 2 (ΔP 1, ΔP 2 ) / ∂ΔP 2 ) @ ΔP1 = ΔP2 = 0 , (∂f 3 2 (ΔP 1, ΔP 2 ) / ∂ΔP 2 ) @ ΔP1 = ΔP2 = 0 indicates that ΔP 1 = ΔP 2 = 0 of each of the nonlinear functions f 1 2 , f 2 2 , and f 3 2 The partial differential coefficients for 2 are shown respectively.

上記の計算は、一般に、さらに多くの投影光学系の視野(フィールド)内の計測点、さらに多くのレンズエレメント駆動機構(調整装置の調整パラメータ)が存在している場合でも、前述した式(40)のマトリクスを拡張することで対応できる。   The above calculation is generally performed even when there are more measurement points in the field of view (field) of the projection optical system and more lens element driving mechanisms (adjustment parameters of the adjustment device). This can be done by expanding the matrix.

これまでの説明を前提にして、上式(62)と前述した式(27)と比較すると明らかなように、式(27)は、式(62)を投影光学系の視野(フィールド)内のn(=33)点、19個の調整量dx1〜dx19に、拡張した式に他ならない。また、前述の式(28)は、式(27)を他の結像性能をも含むように拡張してものであることは、前述した通りである。従って、前述した図10のループ(ステップ296→298→300→302→304→306→312→314のループ)の処理を繰り返すことで、上で説明したようにして漸近的に調整量の最適解が得られることがわかる。 Assuming that the above description is compared with the above equation (62) and the above equation (27), the equation (27) is obtained by converting the equation (62) into the field of view (field) of the projection optical system. This is nothing but an expanded formula with n (= 33) points and 19 adjustment amounts dx 1 to dx 19 . Further, as described above, Expression (28) is obtained by extending Expression (27) to include other imaging performance. Therefore, by repeating the processing of the above-described loop of FIG. 10 (loop of steps 296 → 298 → 300 → 302 → 304 → 306 → 312 → 314), the optimum solution of the adjustment amount is asymptotically explained as described above. It can be seen that

図10のフローチャートに戻り、前述と反対に上記ステップ312における判断が肯定された場合には、所定回数(M回)の線形近似計算の繰り返しでは、最適化が無理な場合であるから、ステップ316に移行して、その結果をディスプレイ上に表示する。この場合、最適化失敗の表示とともに、OKボタン及びNGボタンが表示される。   Returning to the flowchart of FIG. 10, if the determination in step 312 is affirmative, the optimization is not possible by repeating the linear approximation calculation a predetermined number of times (M times). To display the result on the display. In this case, an OK button and an NG button are displayed together with an optimization failure display.

一方、ステップ306における判断が肯定された場合には、ステップ308に進み、ステップ302(又はステップ310)で算出された19個の調整パラメータの調整量の最適値が、先に設定した制約条件に違反しているか否かを判断する。なお、ここでの判断の対象となる制約条件及びその判断手法は、国際公開第03/065428号パンフレットに開示されるものと同様であるから、詳細説明は省略する。   On the other hand, if the determination in step 306 is affirmed, the process proceeds to step 308, and the optimum value of the adjustment amount of the 19 adjustment parameters calculated in step 302 (or step 310) is set to the previously set constraint condition. Determine if there is a violation. Note that the constraint conditions and the determination method to be determined here are the same as those disclosed in the pamphlet of International Publication No. 03/065428, and thus detailed description thereof is omitted.

そして、この判断が肯定された場合には、ステップ310に移行し、上記国際公開第03/065428号パンフレットに開示されるのと同様の手法で、制約条件を考慮して制約条件の設定を逐次行い再度最適化し、調整量を求めた後、ステップ304に戻る。   If this determination is affirmed, the process proceeds to step 310, and the setting of the constraint conditions is sequentially performed in the same manner as disclosed in the above-mentioned WO 03/065428. After performing optimization again and obtaining the adjustment amount, the process returns to step 304.

この一方、ステップ308の判断が否定された場合、すなわち制約条件違反がない場合及び制約条件違反が解消された場合には、ステップ316に移行して、結果をディスプレイ上に表示する。この場合、19個の調整パラメータの調整量(この場合、基準IDにおける位置からの変化量)、調整後の各調整パラメータの値、最適化後の結像性能(13種類の結像性能)の値、及び波面収差補正量(基準IDにおける波面収差補正量と同じ値を引き継ぐ)、並びにOKボタン及びNGボタンが、表示される。   On the other hand, if the determination in step 308 is negative, that is, if there is no constraint condition violation or if the constraint condition violation is resolved, the process proceeds to step 316 and the result is displayed on the display. In this case, the adjustment amount of 19 adjustment parameters (in this case, the amount of change from the position in the reference ID), the value of each adjustment parameter after adjustment, and the imaging performance after optimization (13 types of imaging performance) A value, a wavefront aberration correction amount (same value as the wavefront aberration correction amount in the reference ID), an OK button, and an NG button are displayed.

そして、この結果の表示画面を見て、オペレータがNGボタンをマウス等によりポインティングすると、前述のステップ240に戻る。ここで、NGボタンを選択するのは、例えば、ターゲット又はウェイトを設定し直して、最適化をやり直す場合の他、設定したウェイト、ターゲットの許容値は満足する結果が得られたが、ある特定の収差、又はある特定の評価点における結像性能を更に改善したいと考え、ウェイトの再設定をして再度最適化を行いたいとオペレータが考える場合などが考えられる。   Then, looking at the display screen of the result, when the operator points the NG button with a mouse or the like, the process returns to the above-described step 240. Here, the NG button is selected, for example, when the target or weight is set again and the optimization is performed again, and the set weight and the target allowable value are obtained. There is a case where the operator wants to further improve the imaging performance at a certain evaluation point, or to reset the weight and optimize again.

一方、結果の表示画面を見て、オペレータがOKボタンをマウス等によりポインティングすると、ステップ320に移行して、算出された調整量に基づいて、第1通信サーバ920及び露光装置9221の主制御装置50を介して各調整部(可動レンズ131〜135及びウエハWのZ位置及び傾斜、並びに照明光の波長シフト量の少なくとも一つ)を制御する。 On the other hand, when the operator looks at the result display screen and points the OK button with the mouse or the like, the process proceeds to step 320, and the main control of the first communication server 920 and the exposure apparatus 922 1 based on the calculated adjustment amount. Each adjustment unit (at least one of the Z position and inclination of the movable lenses 13 1 to 13 5 and the wafer W and the wavelength shift amount of the illumination light) is controlled via the apparatus 50.

この場合において、レンズ素子(可動レンズ)13i(i=1〜5)の調整量として、Z、θx(X軸回りの回転)、θy(Y軸回りの回転)の3自由度方向の変位量が算出されている場合、これらの調整量を、国際公開第03/065428号パンフレットなどに開示されるのと同様に、幾何学的計算により、可動レンズ13i(i=1〜5)の各駆動軸の駆動量に変換する。すなわち、第2通信サーバ930では、上記の変換結果に基づいて例えば可動レンズ131〜135を各自由度方向に駆動すべき旨の指令値を、結像性能補正コントローラ48に与える。これにより、結像性能補正コントローラ48により、可動レンズ131〜135をそれぞれの自由度方向に駆動する各駆動素子に対する印加電圧が制御される。 In this case, Z, θx (rotation around the X axis), and θy (rotation around the Y axis) are displacements in three degrees of freedom as adjustment amounts of the lens element (movable lens) 13 i (i = 1 to 5). When the amounts are calculated, these adjustment amounts are calculated by geometrical calculation of the movable lens 13 i (i = 1 to 5) in the same manner as disclosed in the pamphlet of International Publication No. 03/065428. It converts into the drive amount of each drive shaft. That is, in the second communication server 930, for example, a command value indicating that the movable lenses 13 1 to 13 5 should be driven in the directions of degrees of freedom is given to the imaging performance correction controller 48 based on the conversion result. Thereby, the imaging performance correction controller 48 controls the applied voltage to each drive element that drives the movable lenses 13 1 to 13 5 in the respective degrees of freedom.

なお、本実施形態では、前述の調整パラメータとして、ウエハWの駆動量Wz、Wθx、Wθy、及び照明光ELの波長シフト量Δλを含み、これら4つの調整パラメータにそれぞれ対応する調整量も先に算出されている。この4つの調整パラメータの調整量は、前述の最適化露光条件(照明条件などを含む)に対応付けてメモリに記憶され、その露光条件下でウエハへのパターンの転写が行われるときにメモリから読み出されて使用されるようになっている。すなわち、ウエハに関する3つの調整パラメータの調整量は、前述の焦点検出系を用いるウエハのフォーカス・レベリング制御で用いられ、照明光の波長に関する調整パラメータの調整量は、光源16における照明光の中心波長の設定に用いられることになる。また、前述した可動レンズの調整量又は駆動量も前述の最適化露光条件に対応付けてメモリに記憶しておき、その露光条件下でウエハへのパターンの転写が行われるときにメモリから読み出して可動レンズを駆動するようにしても良い。   In the present embodiment, the aforementioned adjustment parameters include the driving amounts Wz, Wθx, Wθy of the wafer W, and the wavelength shift amount Δλ of the illumination light EL, and the adjustment amounts corresponding to these four adjustment parameters are also first described. It has been calculated. The adjustment amounts of these four adjustment parameters are stored in the memory in association with the above-described optimized exposure conditions (including illumination conditions), and from the memory when the pattern is transferred to the wafer under the exposure conditions. It is read and used. That is, the adjustment amounts of the three adjustment parameters relating to the wafer are used in the focus leveling control of the wafer using the focus detection system described above, and the adjustment amount of the adjustment parameter relating to the wavelength of the illumination light is the center wavelength of the illumination light in the light source 16 It will be used for setting. The adjustment amount or drive amount of the movable lens described above is also stored in the memory in association with the optimized exposure conditions described above, and is read from the memory when the pattern is transferred to the wafer under the exposure conditions. The movable lens may be driven.

上記の各調整部の制御により、露光装置9221が最適化され、露光の際のレチクルパターンの投影像のウエハW上での形成状態が最適化されることとなる。 The control of each adjustment portion of the exposure apparatus 922 1 is optimized, formation state on the wafer W of the projected image of the reticle pattern at the time of exposure is to be optimized.

その後、本第1モード(モード1)の処理ルーチンの処理を終了して、図5のメインルーチンのステップ122にリターンする。   Thereafter, the processing routine of the first mode (mode 1) is terminated, and the process returns to step 122 of the main routine of FIG.

この一方、上記ステップ110において、オペレータがマウス等によりモード2を選択した場合には、ステップ114における判断が肯定され、ステップ116のモード2の処理を行うサブルーチン(以下、「モード2の処理ルーチン」とも呼ぶ)に移行する。ここで、モード2とは、任意露光条件(任意ID)での波面の情報(例えば前述のツェルニケ多項式の各項の係数)の実測データに基づいて最適化を行うモードである。このモード2は、新たなIDを新規に追加する場合などに主として選択される。前述の如くしてモード1による最適化結果に従って前述の各調整部が調整された状態で、露光装置9221を使用中に、例えばメンテナンス時などにサービスエンジニア等が、投影光学系の波面収差を計測した際などに、この波面収差の実測データに基づいて以下に説明するモード2の処理を行うことにより、結果的にモード1による計算上の調整量などの誤差を補正することが可能となる。 On the other hand, if the operator selects mode 2 with the mouse or the like in step 110, the determination in step 114 is affirmed and a subroutine for performing mode 2 processing in step 116 (hereinafter referred to as “mode 2 processing routine”). (Also called). Here, the mode 2 is a mode in which optimization is performed based on actually measured data of wavefront information (for example, the coefficient of each term of the Zernike polynomial described above) under an arbitrary exposure condition (arbitrary ID). This mode 2 is mainly selected when a new ID is newly added. According to an optimized result by the mode 1 and as described above in a state where each of the control sections of the above is adjusted, while using the exposure apparatus 922 1, for example, a service engineer or the like, such as during maintenance, the wavefront aberration of the projection optical system When measurement is performed, the processing of mode 2 described below is performed based on the actual measurement data of the wavefront aberration, and as a result, errors such as calculation adjustment amounts in mode 1 can be corrected. .

このモード2が選択される際には、その前提として、対象号機の現在のID(最適化対象ID)での投影光学系PLの波面収差の計測がなされていることが前提となる。従って、ここでは、前述の電子メールなどにより最適化の対象となる露光装置(号機)の指定及び最適化の指示とともに波面収差を計測した旨の情報が送られているものとする。   When this mode 2 is selected, the premise is that the wavefront aberration of the projection optical system PL is measured with the current ID (optimization target ID) of the target machine. Therefore, here, it is assumed that information indicating that the wavefront aberration has been measured is sent together with the designation of the exposure apparatus (unit) to be optimized and the optimization instruction by the above-described e-mail or the like.

このモード2(以下では「第2モード」とも呼ぶ)の処理ルーチンでは、まず、図15のステップ402で、最適化の対象となる露光条件の情報を取得する。具体的には、第1通信サーバ920(あるいは第1通信サーバ920を介して対象号機(露光装置9221)の主制御装置50)に対して、対象号機(露光装置9221)の現在の投影光学系のN.A.、照明条件(照明N.A.又は照明σ、開口絞りの種類など)、及び対象パターンの種別などの設定情報を問い合わせ、取得する。 In the processing routine of mode 2 (hereinafter also referred to as “second mode”), first, in step 402 of FIG. 15, information on the exposure condition to be optimized is acquired. Specifically, the first communication server 920 (or target Unit via the first communication server 920 (exposure apparatus 922 1) of the main control unit 50), the current projection of the target Unit (exposure apparatus 922 1) N. of the optical system. A. Inquires and acquires setting information such as illumination conditions (illumination NA or illumination σ, aperture stop type, etc.) and target pattern type.

次のステップ406では、第1通信サーバ920(あるいは第1通信サーバ920を介して対象号機(露光装置9221)の主制御装置50)から、新しい波面収差の計測データ(第1計測点〜第n計測点に対応する波面を展開したツェルニケ多項式の各項(例えば第1項〜37項)の係数)、及びそれに関連する必要情報、具体的には、その波面収差の計測時における調整量(調整パラメータ)の値などを通信にて取得する。この調整量の値、すなわち可動レンズ131〜135の3自由度方向の位置情報などは、現在、すなわち最適化の対象となる露光条件における値と、通常は一致する。 In the next step 406, new wavefront aberration measurement data (first measurement point to first measurement data) from the first communication server 920 (or the main controller 50 of the target machine (exposure device 922 1 ) via the first communication server 920). The terms of the Zernike polynomial (for example, the first to 37th terms) in which the wavefront corresponding to the n measurement points is expanded, and necessary information related thereto, specifically, the adjustment amount at the time of measuring the wavefront aberration ( The value of the adjustment parameter) is acquired by communication. The value of this adjustment amount, that is, the position information in the three-degree-of-freedom direction of the movable lenses 13 1 to 13 5 , etc., usually coincides with the current value, that is, the value under the exposure condition to be optimized.

以下では、このステップ406において、次式(64)で示される波面収差の計測データWa’が取得されたものとする。   Hereinafter, in this step 406, it is assumed that the wavefront aberration measurement data Wa ′ represented by the following equation (64) is acquired.

Figure 2005327769
上式(64)において、Ci,n’は、n番目の計測点における波面を展開したツェルニケ多項式の第i項(i=1〜37)の係数を示す。
Figure 2005327769
In the above equation (64), C i, n ′ indicates the coefficient of the i-th term (i = 1 to 37) of the Zernike polynomial that expands the wavefront at the n-th measurement point.

次のステップ408では、前述のステップ208と同様に、対象号機の機種名、露光波長、投影光学系の最大N.A.などの装置情報を取得する。   In the next step 408, as in the above-described step 208, the model name of the target machine, the exposure wavelength, and the maximum N.D. A. Get device information.

次いで、図16のステップ420〜438で、前述したステップ220〜238と同様の処理(判断を含む)を行う。これにより、結像性能の許容値、調整量の制約条件の設定がなされる。   Next, in steps 420 to 438 in FIG. 16, processing (including determination) similar to that in steps 220 to 238 described above is performed. Thereby, the allowable value of the imaging performance and the restriction condition of the adjustment amount are set.

次に、図17のステップ440〜462において、前述のステップ240〜262と同様の処理(判断を含む)を行う。これにより、前述と同様にして、投影光学系の視野内の33個の評価点(計測点)における13種類の結像性能のウェイトが設定される。   Next, in steps 440 to 462 in FIG. 17, the same processing (including determination) as in steps 240 to 262 described above is performed. As a result, 13 types of imaging performance weights at 33 evaluation points (measurement points) in the field of view of the projection optical system are set in the same manner as described above.

次いで、図18のステップ464〜490において、前述のステップ264〜290と同様の処理(判断を含む)を行う。これにより、投影光学系の視野内の33個の評価点における13種類の結像性能の目標値(ターゲット)の設定、及び最適化フィールド範囲の指定がなされた場合にはその設定(メモリ内への記憶)が行われる。   Next, in steps 464 to 490 in FIG. 18, processing (including determination) similar to that in steps 264 to 290 described above is performed. As a result, when 13 kinds of target values (targets) of the imaging performance at 33 evaluation points in the field of view of the projection optical system and the optimization field range are designated, the settings (to the memory) are set. Is stored).

次に、図19のステップ492では、線形近似計算(最適化計算)の繰り返し回数を規定するカウンタのカウント値mを1に初期化する(m←1)。   Next, in step 492 of FIG. 19, the count value m of the counter that defines the number of iterations of the linear approximation calculation (optimization calculation) is initialized to 1 (m ← 1).

次のステップ494において、前述のステップ294と同様に、前述の式(10)に基づいて、現時点における、すなわち最適化前における13種類の結像性能を各計測点について演算し、メモリ内の一時格納領域に記憶する。このステップ494の演算に際しては、前述のステップ406で取得された各計測点についての波面収差のデータ(実測データ)Wa’と、第2データベース内の基準IDにおける非線形係数及びZSが用いられる。すなわち、第2モードでは、結像性能の算出に際して、実測データが用いられる点が第1モード(モード1)とは異なる。なお、上記の結像性能の演算に際しては、式(10)中のCi,nに変えてWa’の要素であるCi,n’が用いられる。 In the next step 494, as in step 294 described above, 13 types of imaging performance at the present time, that is, before optimization, are calculated for each measurement point based on the above-described equation (10). Store in the storage area. In the calculation in step 494, the wavefront aberration data (measured data) Wa ′ for each measurement point acquired in step 406 described above, and the nonlinear coefficient and ZS in the reference ID in the second database are used. That is, the second mode is different from the first mode (mode 1) in that actually measured data is used for calculating the imaging performance. In calculating the imaging performance, C i, n, which is an element of Wa ′, is used instead of C i, n in the equation (10).

この第2モードの場合も、12種類の線形収差に関しては、非線形係数A,B,C,D,Ti α,Ti,j β,Ti γ,Ti δのすべてが零であるから、前述の式(10)の演算は、次の式(10)”の演算と実質的に同じになる。 Also in the case of the second mode, for the 12 types of linear aberration, all of the nonlinear coefficients A, B, C, D, T i α , T i, j β , T i γ , and T i δ are zero. The calculation of the above equation (10) is substantially the same as the calculation of the following equation (10) ″.

Figure 2005327769
Figure 2005327769

次のステップ496では、前述したステップ296と同様の手順で、計測点毎にZernike Sensitivityファイル(ZSファイル)及び結像性能変化表の作成を行う。このとき(カウント値m=1のとき)、このステップ496においては、Zernike Sensitivityの算出に際し、Ci,nにCi,n’を置き換えて計算が行われる。 In the next step 496, a Zernike Sensitivity file (ZS file) and an imaging performance change table are created for each measurement point in the same procedure as in step 296 described above. At this time (when the count value m = 1), in this step 496, calculation of Zernike Sensitivity is performed by replacing C i, n with C i, n '.

次のステップ498では、前述のステップ298と同様に、結像性能f、及びそのターゲットftの一列化(1次元化)を行う。 In the next step 498, similarly to the above-described step 298, the imaging performance f and its target ft are lined up (one-dimensionalized).

次にステップ500において、前述のステップ300と同様にして上記ステップ496で作成した33個の計測点毎の結像性能変化表を2次元化した後、ステップ502に移行して前述のステップ302と同様にして制約条件を考慮することなく、調整パラメータの変化量(調整量)を計算する。   Next, in step 500, the imaging performance change table for each of the 33 measurement points created in step 496 is two-dimensionalized in the same manner as in step 300 described above. Similarly, the change amount (adjustment amount) of the adjustment parameter is calculated without considering the constraint condition.

次のステップ504では、前述のステップ304と同様にして、マトリクスfの各要素、すなわち全ての評価点における13種類の結像性能を算出する。   In the next step 504, 13 kinds of imaging performances are calculated for each element of the matrix f, that is, for all evaluation points, in the same manner as in step 304 described above.

次のステップ506では、前述のステップ306と同様にして、その算出した全ての評価点における13種類の結像性能が先に設定した個々の許容値の範囲内か否かを判断し、この判断が否定された場合には、ステップ512に移行して、前述のカウンタのカウント値mが予め定めた値M以上であるか否かを判断する。そして、この判断が否定された場合には、ステップ514に移行してカウント値mを1インクリメントした後、ステップ296に戻る。   In the next step 506, in the same manner as in the above-described step 306, it is determined whether or not the 13 types of imaging performances at all the calculated evaluation points are within the respective allowable values set previously. If NO is determined, the process proceeds to step 512 to determine whether or not the count value m of the counter is equal to or greater than a predetermined value M. If this determination is negative, the process proceeds to step 514 to increment the count value m by 1, and then returns to step 296.

ステップ296では、前述の手順により、計測点毎にZSファイル及び結像性能変化表の作成を行い、以降ステップ298以下の処理を繰り返す。このステップ496では、カウント値mが2以上のとき、Zernike Sensitivityの算出に際し、上記ステップ502(又は後述するステップ310)で求められた最新の19個の調整パラメータの調整量の最適値と波面収差変化表とに基づいて算出される各計測点についての波面収差に関する情報、例えばツェルニケ多項式の各項の係数Ci,n(i=1〜37、n=1〜33)が用いられる。 In step 296, a ZS file and an imaging performance change table are created for each measurement point according to the above-described procedure, and the processing in step 298 and thereafter is repeated thereafter. In this step 496, when the count value m is 2 or more, when calculating Zernike Sensitivity, the optimum value and wavefront aberration of the latest 19 adjustment parameters obtained in step 502 (or step 310 described later) are calculated. Information on wavefront aberration for each measurement point calculated based on the change table, for example, coefficients C i, n (i = 1 to 37, n = 1 to 33) of each term of the Zernike polynomial are used.

このようにして、ステップ506及びステップ512のいずれかにおける判断が肯定されるまで、ステップ496→498→500→502→504→506→512→514のループの処理が繰り返し実行される。このループの処理の繰り返しの都度、このループの処理の繰り返しの都度、ステップ502において、13種類の結像性能のうち最適化対象の結像性能を同時に最適化するための19個の調整パラメータの調整量の最適値が求められ、特に、各ツェルニケ係数に関して非線形な結像性能、ここでは線幅のターゲットCDtがゼロでない場合には、ステップ502で算出される19個の調整パラメータの調整量の最適値は、真の最適解に漸近する。一方、線幅のターゲットCDtがゼロであり、各ツェルニケ係数に関して線形な結像性能のみが最適化の対象となっている場合には、ウェイト、結像性能のターゲットその他の設定値を変更しない限り、ステップ502における計算結果が変わることはない。   In this way, until the determination in either step 506 or step 512 is affirmed, the loop process of steps 496 → 498 → 500 → 502 → 504 → 506 → 512 → 514 is repeatedly executed. Each time this loop processing is repeated, every time this loop processing is repeated, in step 502, 19 adjustment parameters for simultaneously optimizing the imaging performance to be optimized among the 13 types of imaging performance are set. The optimum value of the adjustment amount is obtained. In particular, when the nonlinear imaging performance with respect to each Zernike coefficient, in this case, the line width target CDt is not zero, the adjustment amount of the 19 adjustment parameters calculated in step 502 is calculated. The optimal value asymptotically approaches the true optimal solution. On the other hand, when the line width target CDt is zero and only the linear imaging performance is targeted for optimization with respect to each Zernike coefficient, the weight, imaging performance target, and other setting values are not changed. The calculation result in step 502 does not change.

この一方、上記ステップ512における判断が肯定された場合には、所定回数(M回)の線形近似計算の繰り返しでは、最適化が無理な場合であるから、ステップ516に移行して、その結果をディスプレイ上に表示する。この場合、最適化失敗の表示とともに、OKボタン及びNGボタンが表示される。   On the other hand, if the determination in step 512 is affirmed, it is impossible to optimize by repeating the linear approximation calculation a predetermined number of times (M times). Show on the display. In this case, an OK button and an NG button are displayed together with an optimization failure display.

一方、ステップ506における判断が肯定された場合には、ステップ508に進み、上記ステップ502で算出された19個の調整パラメータの調整量が、先に設定した制約条件に違反しているか否かを前述と同様にして判断する。そして、この判断が肯定された場合には、ステップ510に移行して、制約条件を考慮して、制約条件の設定を逐次行い再度最適化し、調整量を求めた後、ステップ504に戻る。   On the other hand, if the determination in step 506 is affirmed, the process proceeds to step 508, where it is determined whether or not the adjustment amounts of the 19 adjustment parameters calculated in step 502 violate the previously set constraint conditions. Judgment is made in the same manner as described above. If this determination is affirmed, the process proceeds to step 510, the constraint conditions are taken into consideration, the constraint conditions are sequentially set and optimized again, the adjustment amount is obtained, and then the process returns to step 504.

この一方、ステップ508の判断が否定された場合、すなわち制約条件違反がない場合及び制約条件違反が解消された場合には、ステップ516に移行して、結果をディスプレイ上に表示する。この場合、19個の調整パラメータの調整量(この場合、初期値からの変化量)、調整後の各調整パラメータの値、最適化後の結像性能(13種類の結像性能)の値、及び波面収差補正量、並びにOKボタン及びNGボタンが、表示される。   On the other hand, when the determination in step 508 is negative, that is, when there is no constraint condition violation or when the constraint condition violation is resolved, the process proceeds to step 516 and the result is displayed on the display. In this case, the adjustment amount of 19 adjustment parameters (in this case, the amount of change from the initial value), the value of each adjustment parameter after adjustment, the value of imaging performance after optimization (13 types of imaging performance), And a wavefront aberration correction amount, and an OK button and an NG button are displayed.

そして、この結果の表示画面を見て、オペレータがNGボタンをマウス等によりポインティングすると、前述のステップ440に戻る。   Then, looking at the display screen of the result, when the operator points the NG button with a mouse or the like, the process returns to step 440 described above.

一方、結果の表示画面を見て、オペレータがOKボタンをマウス等によりポインティングすると、ステップ520に移行して、算出された調整量に基づいて、第1通信サーバ920及び露光装置9221の主制御装置50を介して各調整部(可動レンズ131〜135及びウエハWのZ位置及び傾斜、並びに照明光の波長シフト量の少なくとも一つ)を、前述と同様にして制御する。これにより、露光装置9221が最適化され、露光の際のレチクルパターンの投影像のウエハW上での形成状態が最適化されることとなる。 On the other hand, when the operator looks at the result display screen and points the OK button with the mouse or the like, the process proceeds to step 520 and the main control of the first communication server 920 and the exposure apparatus 922 1 based on the calculated adjustment amount. Each adjustment unit (at least one of the Z position and inclination of the movable lenses 13 1 to 13 5 and the wafer W and the wavelength shift amount of the illumination light) is controlled through the apparatus 50 in the same manner as described above. As a result, the exposure apparatus 922 1 is optimized, and the formation state of the projected image of the reticle pattern on the wafer W at the time of exposure is optimized.

その後、本第2モード(モード2)の処理ルーチンの処理を終了して、図5のメインルーチンのステップ122にリターンする。   Thereafter, the processing routine of the second mode (mode 2) is terminated, and the process returns to step 122 of the main routine of FIG.

さらに、上記ステップ110において、オペレータがマウス等によりモード3を選択した場合には、ステップ114における判断が否定され、ステップ120のモード3の処理を行うサブルーチン(以下、「モード3の処理ルーチン」とも呼ぶ)に移行する。ここで、モード3とは、基準となる状態での波面収差を既知として、そのときの調整パラメータの値を固定した状態で、任意の露光条件(任意ID)における結像性能(本実施形態の場合、前述の13種類の結像性能)を求めるモードである。このモード3は、デバイスメーカに限らず、例えば露光装置メーカでの製造段階における投影光学系の光学特性の調整時などに、結像性能を改善し、所望の目標に近づけるためなどにも、好適に用いることができる。   Furthermore, if the operator selects mode 3 with the mouse or the like in step 110, the determination in step 114 is denied, and a subroutine for performing mode 3 processing in step 120 (hereinafter referred to as “mode 3 processing routine”). To call). Here, mode 3 refers to imaging performance under an arbitrary exposure condition (arbitrary ID) in a state where the wavefront aberration in a reference state is known and the value of the adjustment parameter at that time is fixed. In this case, the above-described 13 types of imaging performance) are obtained. This mode 3 is suitable not only for device manufacturers but also for improving imaging performance and bringing it closer to a desired target, for example, when adjusting the optical characteristics of the projection optical system in the manufacturing stage at an exposure apparatus manufacturer. Can be used.

このモード3(以下では「第3モード」とも呼ぶ)の処理ルーチンでは、まず、図20のステップ602で、第1通信サーバ920(あるいは第1通信サーバ920を介して対象号機(露光装置9221)の主制御装置50)から、現在の状態における調整量(調整パラメータ)の値及び単体波面収差、並びに単体波面収差に対する波面収差補正量を取得する。この取得した情報が、このモード3の基準状態における情報となる。 In the processing routine of mode 3 (hereinafter also referred to as “third mode”), first, in step 602 of FIG. 20, the target machine (exposure device 922 1) via the first communication server 920 (or the first communication server 920). ), The value of the adjustment amount (adjustment parameter) in the current state, the single wavefront aberration, and the wavefront aberration correction amount for the single wavefront aberration are acquired. This acquired information becomes information in the reference state of this mode 3.

次のステップ604では、第1通信サーバ920(あるいは第1通信サーバ920を介して対象号機(露光装置9221)の主制御装置50)から機種名、露光波長、投影光学系の最大N.A.などの装置情報を取得する。 In the next step 604, the model name, exposure wavelength, and maximum N. of the projection optical system from the first communication server 920 (or the main control device 50 of the target machine (exposure device 922 1 ) via the first communication server 920). A. Get device information.

次のステップ606では、対象パターンの情報の入力画面をディスプレイ上に表示した後、ステップ608に移行して対象パターンの情報が入力されるのを待つ。   In the next step 606, after the target pattern information input screen is displayed on the display, the process proceeds to step 608 to wait for the target pattern information to be input.

そして、オペレータによりキーボード等を介して対象パターンの情報(抜きパターンか残しパターンかの種別、密集パターンか孤立パターンかの種別、密集線(ラインアンドスペースなど)の場合のピッチ、線幅、孤立線の場合の線幅、コンタクトホールの場合の縦巾、横幅、ホールパターン間の距離(ピッチなど)、位相シフトパターン(ハーフトーン型を含む)あるいは位相シフトレチクルか否か及びその種類(例えば空間周波数変調型、ハーフトーン型)など)が入力されると、ステップ610に移行してその入力されたパターンの情報をRAMなどのメモリに記憶する。   Then, information on the target pattern (type of blank pattern or remaining pattern, type of dense pattern or isolated pattern, pitch, line width, isolated line in case of dense lines (line and space, etc.) via the keyboard or the like by the operator Line width in case of contact, length in width in case of contact hole, width, distance between hole patterns (pitch, etc.), phase shift pattern (including halftone type) or phase shift reticle and its type (for example, spatial frequency) If a modulation type, halftone type, etc.) are input, the process proceeds to step 610 and the input pattern information is stored in a memory such as a RAM.

次のステップ612では、照明条件の入力画面を表示した後、ステップ614に移行して照明条件の情報が入力されるのを待つ。そして、オペレータによりキーボード等を介して照明条件の情報、例えば照明N.A.又は照明σ、輪帯比、照明系開口絞りの開口形状(2次光源の形状)などの情報が入力されると、ステップ615でその入力された照明条件をRAMなどのメモリに記憶する。   In the next step 612, after the illumination condition input screen is displayed, the process proceeds to step 614 to wait for the input of the illumination condition information. Then, information on illumination conditions, for example, illumination N.D. A. Alternatively, when information such as illumination σ, annular ratio, aperture shape of illumination system aperture stop (secondary light source shape) is input, the input illumination condition is stored in a memory such as a RAM in step 615.

次のステップ616では、投影光学系のN.A.の入力画面をディスプレイ上に表示した後、次のステップ617に進んでN.A.が入力されるのを待つ。そして、オペレータによりキーボード等を介してN.A.が入力されると、ステップ618(図21)に移行してその入力されたN.A.をRAMなどのメモリに記憶する。   In the next step 616, after the NA input screen of the projection optical system is displayed on the display, the process proceeds to the next step 617 and the N.A. A. Wait for input. When the operator inputs N.A. via a keyboard or the like, the process proceeds to step 618 (FIG. 21), and the input N.A. is stored in a memory such as a RAM.

次のステップ619では、結像性能の評価対象である結像性能(以下、適宜「評価対象の結像性能」と呼ぶ)の指定画面をディスプレイ上に表示した後、ステップ620に進んで評価対象の結像性能が指定されたか否かを判断する。ここで、評価対象の結像性能の指定画面では、併せて指定完了ボタンが表示されるようになっている。   In the next step 619, a designated screen for imaging performance (hereinafter referred to as “evaluation imaging performance” as appropriate) is displayed on the display, and then the process proceeds to step 620. It is determined whether or not the imaging performance is designated. Here, the designation completion button is displayed together with the imaging performance designation screen to be evaluated.

そして、オペレータによりキーボードなどを介して評価対象の結像性能として前述の13種類の結像性能のいずれかが指定されると、その指定された評価対象の結像性能をRAMなどのメモリに記憶した後、ステップ624に進んで指定完了が指示されたか否かを判断する。そして、この判断が否定された場合にはステップ620に戻る。一方、ステップ620における判断が否定された場合には、ステップ624に移行する。   When one of the 13 types of imaging performance described above is specified as the imaging performance of the evaluation target by the operator via a keyboard or the like, the specified imaging performance of the evaluation target is stored in a memory such as a RAM. After that, the routine proceeds to step 624, where it is determined whether designation completion is instructed. If this determination is denied, the process returns to step 620. On the other hand, if the determination in step 620 is negative, the process proceeds to step 624.

すなわち、本実施形態では、ステップ620→622→624のループ、又はステップ620→624のループを繰り返すことにより、評価対象の結像性能の指定が完了するのを待つ。そして、オペレータがマウスなどを介して指定完了ボタンをポインティングすると、ステップ626に移行する。このとき、複数の評価対象の結像性能(評価項目)を指定しても構わない。   In other words, in this embodiment, the loop of step 620 → 622 → 624 or the loop of step 620 → 624 is repeated to wait for the completion of the designation of the imaging performance to be evaluated. When the operator points to the designation completion button via the mouse or the like, the process proceeds to step 626. At this time, a plurality of imaging performances (evaluation items) for evaluation may be designated.

ステップ626では、評価条件に対応するZSファイルを作成する。ここで、評価条件とは、評価の対象となる条件、すなわち上記ステップ610、615、618でそれぞれ入力された情報により定まる露光条件(以下、適宜「目的露光条件」と呼ぶ)の下における、評価項目の結像性能(ここでは、ステップ620で指定されステップ622でメモリに記憶された評価対象の結像性能)を評価するための条件を意味する。   In step 626, a ZS file corresponding to the evaluation condition is created. Here, the evaluation condition is an evaluation under the conditions to be evaluated, that is, under the exposure conditions (hereinafter referred to as “target exposure conditions” as appropriate) determined by the information input in steps 610, 615, and 618, respectively. This means a condition for evaluating the imaging performance of the item (here, the imaging performance of the evaluation target specified in step 620 and stored in the memory in step 622).

このステップ626におけるZSファイルの作成は、前述したステップ296におけるZSファイルの作成と同様にして行われる。   The creation of the ZS file in step 626 is performed in the same manner as the creation of the ZS file in step 296 described above.

次のステップ634では、目的露光条件下における、評価項目の結像性能(ここでは、ステップ620で指定されステップ622でメモリに記憶された評価対象の結像性能)を次のようにして算出する。   In the next step 634, the imaging performance of the evaluation item (here, the imaging performance of the evaluation target specified in step 620 and stored in the memory in step 622) under the target exposure condition is calculated as follows. .

すなわち、上記ステップ602で取得した情報から求められる波面収差のデータと、上記ステップ626で作成されたZSファイルのデータとを、前述した式(10)に代入することにより、視野内の各評価点における結像性能を算出する。   That is, by substituting the wavefront aberration data obtained from the information obtained in step 602 and the ZS file data created in step 626 into the aforementioned equation (10), each evaluation point in the field of view is obtained. The imaging performance at is calculated.

そして、次のステップ636では、算出した結像性能の情報をディスプレイ上に表示する。このとき、ディスプレイ上には、結像性能の情報とともに、OKボタン及びやり直しボタンが併せて表示される。   In the next step 636, the calculated imaging performance information is displayed on the display. At this time, an OK button and a redo button are displayed together with information on the imaging performance on the display.

上記の結像性能の表示により、オペレータは、自らが指定した目的露光条件下における、評価項目である結像性能を認識することができる。   By displaying the imaging performance described above, the operator can recognize the imaging performance that is an evaluation item under the target exposure condition specified by the operator.

この表示を見たオペレータは、例えば目的露光条件下における結像性能が十分に満足すべきものである場合には、マウスなどを用いてOKボタンをポインティングすることとなる。これにより、本第3モードの処理を終了し、図5のメインルーチンのステップ122にリターンする。   For example, when the imaging performance under the target exposure condition should be sufficiently satisfied, the operator who views the display points the OK button using a mouse or the like. As a result, the processing in the third mode ends, and the process returns to step 122 of the main routine of FIG.

この一方、オペレータは、表示内容を見て目的露光条件下における結像性能が十分に満足すべきものなどでない場合には、別の目的露光条件下における結像性能を知るべく、やり直しボタンをマウスなどを用いてポインティングする。これにより、ステップ606に戻り、パターン情報の入力画面を再度表示した後、ステップ608以降の処理(判断を含む)が繰り返し行われる。   On the other hand, if the image formation performance under the target exposure condition is not sufficiently satisfied by looking at the display content, the operator can set the redo button to a mouse or the like to know the image formation performance under another target exposure condition. Use to point. As a result, the process returns to step 606, the pattern information input screen is displayed again, and the processing (including judgment) after step 608 is repeated.

ここで、本第3のモードでは、やり直しボタンを繰り返し押し、種々の露光条件を目的露光条件として設定して結像性能を算出・表示させることにより、オペレータは最良露光条件を容易に決定できる。すなわち、例えば、ステップ608で入力するパターンの情報以外の指定情報を固定したまま、パターン情報を徐々に変更しながら、やり直しボタンを繰り返し押して、上述のZSファイルの作成及び結像性能(評価対象の結像性能)の算出を、繰り返し行い、ステップ636における算出結果の表示を順次確認することにより、結像性能(評価対象の結像性能)が最小(あるいは最適)となるパターン情報を見つけることにより、最良露光条件として最適なパターンを決定することができる。   Here, in the third mode, the operator can easily determine the best exposure condition by repeatedly pressing the redo button and calculating and displaying the imaging performance by setting various exposure conditions as the target exposure conditions. That is, for example, while the designation information other than the pattern information input in step 608 is fixed, the pattern information is gradually changed and the redo button is repeatedly pressed to create the above ZS file and the imaging performance (evaluation target). By repeatedly calculating the (imaging performance) and sequentially checking the display of the calculation results in step 636, by finding pattern information that minimizes (or optimizes) the imaging performance (imaging performance to be evaluated) An optimum pattern can be determined as the best exposure condition.

同様に、残りの指定情報を固定したまま、ある特定の条件のみを徐々に変更しながら、やり直しボタンを繰り返し押して、上述のZSファイルの作成及び結像性能(評価対象の結像性能)の算出を、繰り返し行い、ステップ636における算出結果の表示を順次確認することにより、結像性能が最適となるその特定の条件を見つけることにより、最良露光条件として最適な特定条件を決定することができる。   Similarly, with the remaining designation information fixed, while gradually changing only certain specific conditions, repeatedly press the Redo button to create the ZS file and calculate the imaging performance (imaging performance to be evaluated). Are repeatedly performed, and the display of the calculation result in step 636 is sequentially confirmed to find the specific condition that optimizes the imaging performance, thereby determining the optimal specific condition as the best exposure condition.

図5の説明に戻り、ステップ122では、終了か、続行かの選択画面をディスプレイ上に表示する。そして、続行が選択されると、ステップ102に戻る。一方、終了が選択された場合には、本ルーチンの一連の処理を終了する。   Returning to the description of FIG. 5, in step 122, a screen for selecting whether to end or continue is displayed on the display. When continue is selected, the process returns to step 102. On the other hand, when the end is selected, a series of processing of this routine is ended.

なお、前述の第1のモードの処理において、基準IDにおける波面収差補正量が未知の場合も考えられ、この場合には、この結像性能から波面収差補正量を推定することができる。以下、これについて説明する。   In the first mode processing, the wavefront aberration correction amount in the reference ID may be unknown, and in this case, the wavefront aberration correction amount can be estimated from this imaging performance. This will be described below.

ここでは、単体波面収差とon bodyの波面収差のずれが前述の可動レンズ131〜135などの調整パラメータの調整量のずれΔx’と対応すると仮定して波面収差の補正量を推定する。 Here, the correction amount of the wavefront aberration is estimated on the assumption that the deviation between the single wavefront aberration and the on-body wavefront aberration corresponds to the adjustment amount deviation Δx ′ of the adjustment parameters of the movable lenses 13 1 to 13 5 described above.

単体波面収差とon bodyでの波面収差とが一致すると仮定したときの調整量をΔx、調整量の補正量をΔx’、ZSファイルをZS、基準IDでの理論結像性能(on bodyの波面収差のずれが無い場合の理論的結像性能)をK0、基準ID(同じ調整パラメータの値)での実際の結像性能をK1、波面収差変化表をH、結像性能変化表をH’、単体波面収差をWp、波面収差補正量をΔWpとすると、次の2式(65)、(66)が成り立つ。 When the single wavefront aberration and the on-body wavefront aberration are the same, the adjustment amount is Δx, the adjustment amount is Δx ′, the ZS file is ZS, and the theoretical imaging performance with reference ID (on-body wavefront) Theoretical imaging performance when there is no aberration deviation) is K 0 , the actual imaging performance with the reference ID (same adjustment parameter value) is K 1 , the wavefront aberration change table is H, and the imaging performance change table is When H ′, the single wavefront aberration is Wp, and the wavefront aberration correction amount is ΔWp, the following two formulas (65) and (66) hold.

0=ZS・(Wp+H・Δx) ……(65)
1=ZS・(Wp+H・(Δx+Δx’)) ……(66)
これより、
1−K0=ZS・H・Δx’=H’・Δx’ ……(67)
これより、上式(67)を最小自乗法で解くと、
調整量の補正量Δx’は、次式(68)のように表せる。
K 0 = ZS · (Wp + H · Δx) (65)
K 1 = ZS · (Wp + H · (Δx + Δx ′)) (66)
Than this,
K 1 −K 0 = ZS · H · Δx ′ = H ′ · Δx ′ (67)
From this, when the above equation (67) is solved by the least square method,
The correction amount Δx ′ of the adjustment amount can be expressed as the following equation (68).

Δx’=(H'T・H')-1・H'T・(K1−K0) ……(68)
また、波面収差の補正量ΔWpは、次式(69)のように表せる。
Δx ′ = (H ′ T · H ′) −1 · H ′ T · (K 1 −K 0 ) (68)
Further, the wavefront aberration correction amount ΔWp can be expressed by the following equation (69).

ΔWp=H・Δx’ ……(69)
各基準IDは、この波面収差補正量ΔWpを持つこととなる。
ΔWp = H · Δx ′ (69)
Each reference ID has this wavefront aberration correction amount ΔWp.

また、実際のon body波面収差は、次式(70)のようになる。   Further, the actual on body wavefront aberration is expressed by the following equation (70).

実際のon body波面収差=Wp+H・Δx+ΔWp ……(70)   Actual on-body wavefront aberration = Wp + H · Δx + ΔWp (70)

ところで、本実施形態の露光装置9221〜9223では、半導体デバイスの製造時には、デバイス製造用のレチクルRがレチクルステージRST上に装填され、その後、レチクルアライメント及びいわゆるベースライン計測、並びにEGA(エンハンスト・グローバル・アライメント)等のウエハアライメントなどの準備作業が行われる。 By the way, in the exposure apparatuses 922 1 to 922 3 of this embodiment, when manufacturing a semiconductor device, a reticle R for device manufacture is loaded on the reticle stage RST, and then reticle alignment, so-called baseline measurement, and EGA (enhanced) are performed.・ Preparation work such as wafer alignment such as global alignment is performed.

なお、上記のレチクルアライメント、ベースライン計測等の準備作業については、例えば例えば特開平7−176468号公報(対応する米国特許第5,646,413号)などなどに詳細に開示され、また、これに続くEGAについては、特開昭61−44429号公報(対応する米国特許第4,780,617号)などに詳細に開示されている。   The preparation work such as reticle alignment and baseline measurement described above is disclosed in detail in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-176468 (corresponding US Pat. No. 5,646,413) and the like. Subsequent EGA is disclosed in detail in JP-A-61-44429 (corresponding US Pat. No. 4,780,617) and the like.

その後、ウエハアライメント結果に基づいて、ステップ・アンド・スキャン方式の露光が行われる。なお、露光時の動作等は通常のスキャニング・ステッパ(スキャナ)と異なることがないので、詳細説明については省略する。   Thereafter, step-and-scan exposure is performed based on the wafer alignment result. The operation during exposure does not differ from that of a normal scanning stepper (scanner), and a detailed description thereof will be omitted.

これまでの説明から明らかなように、本実施形態では、可動レンズ131〜135、Zチルトステージ58のZ、θx、θy方向の位置(あるいはその変化量)、及び光源16からの照明光の波長のシフト量が調整量となっている。そして、可動レンズ131〜135、Zチルトステージ58及び光源16と、可動レンズを駆動する駆動素子及び結像性能補正コントローラ48、Zチルトステージ58を駆動するウエハステージ駆動部56、並びに、結像性能補正コントローラ48、ウエハステージ駆動部56及び光源16を制御する主制御装置50によって調整装置が構成されている。しかしながら、調整装置の構成は、これに限定されるものではなく、例えば調整部として可動レンズ131〜135のみを含んでいても良い。かかる場合であっても、投影光学系の結像性能(諸収差)の調整は可能だからである。 As is apparent from the above description, in this embodiment, the movable lenses 13 1 to 13 5 , the positions of the Z tilt stage 58 in the Z, θx, and θy directions (or their variations), and the illumination light from the light source 16 The amount of wavelength shift is the adjustment amount. The movable lenses 13 1 to 13 5 , the Z tilt stage 58 and the light source 16, the driving element and imaging performance correction controller 48 for driving the movable lens, the wafer stage driving unit 56 for driving the Z tilt stage 58, and the connection The image performance correction controller 48, the wafer stage drive unit 56, and the main controller 50 that controls the light source 16 constitute an adjustment device. However, the configuration of the adjustment device is not limited to this, and for example, only the movable lenses 13 1 to 13 5 may be included as the adjustment unit. This is because even in such a case, the imaging performance (various aberrations) of the projection optical system can be adjusted.

また、第2通信サーバ930により、第1算出装置、第2算出装置、処理装置、評価装置、ツェルニケ感度再算出装置、調整量再算出装置及び決定装置が構成されている。   The second communication server 930 includes a first calculation device, a second calculation device, a processing device, an evaluation device, a Zernike sensitivity recalculation device, an adjustment amount recalculation device, and a determination device.

また、これまでの説明では、投影光学系PLの調整等に際して行われる波面収差の計測は、波面収差計測器80を用い、ピンホール及び投影光学系PLを介して形成された空間像に基づいて行うものとしたが、これに限らず、例えば米国特許第5,978,085号などに開示されている特殊な構造の計測用マスクを用い、そのマスク上の複数の計測用パターンのそれぞれを、個別に設けられたピンホール及び投影光学系を順次介して物体上に焼き付けるとともに、マスク上の基準パターンを集光レンズ及びピンホールを介することなく、投影光学系を介して物体上に焼き付けて、それぞれの焼き付けの結果得られる複数の計測用パターンのレジスト像それぞれの基準パターンのレジスト像に対する位置ずれを計測して所定の演算により、波面収差を算出することとしても良い。   Further, in the description so far, the measurement of the wavefront aberration performed when the projection optical system PL is adjusted is based on the aerial image formed through the pinhole and the projection optical system PL using the wavefront aberration measuring instrument 80. However, the present invention is not limited to this. For example, a measurement mask having a special structure disclosed in US Pat. No. 5,978,085 is used, and each of a plurality of measurement patterns on the mask is used. Bake on the object through the pinhole and projection optical system provided individually one after another, and print the reference pattern on the mask onto the object through the projection optical system without going through the condenser lens and pinhole, The registration image of each of the plurality of measurement patterns obtained as a result of each printing is measured with respect to the registration image of the reference pattern, and a predetermined calculation is performed. Aberration may be calculated a.

さらに、例えば特開2000−97617号公報などに開示されているPDI(ポイントデフラクション干渉計)を用いて波面収差を計測しても良い。また、例えば特開平10−284368号公報、米国特許第4,309,602号などに開示されている位相回復法、及び、例えば特開2000−146757号公報などに開示されているハーフトーン位相シフトマスクを用いる手法なども用いることができる。さらに、例えば特開平10−170399号公報、Jena Review 1991/1, pp8-12 "Wavefront analysis of photolithographic lenses" Wolfgang Freitaget al., Applied Optics Vol. 31, No.13, May 1, 1992, pp2284‐2290. "Aberration analysis in aerial images formed by lithographic lenses", Wolfgang Freitag et al.、及び特開2002−22609号公報などに開示されているように、投影光学系の瞳内の一部を通過する光束を用いる手法なども用いることができる。   Further, the wavefront aberration may be measured using a PDI (Point Deflection Interferometer) disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-97617. Further, for example, the phase recovery method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-284368, US Pat. No. 4,309,602 and the like, and the halftone phase shift disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-146757, etc. A technique using a mask can also be used. Further, for example, JP-A-10-170399, Jena Review 1991/1, pp8-12 "Wavefront analysis of photolithographic lenses" Wolfgang Freitaget al., Applied Optics Vol. 31, No.13, May 1, 1992, pp2284-2290 As disclosed in “Aberration analysis in aerial images formed by lithographic lenses”, Wolfgang Freitag et al., And Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-22609, the light beam passing through a part of the pupil of the projection optical system is reflected. The technique used can also be used.

以上説明したように、本実施形態に係る像形成状態調整システム10によると、前述の第1モード又は第2モードが選択されたとき、第2通信サーバ930により、与えられた目標露光条件と、前記投影光学系の波面に関する情報とに基づいて、目標露光条件下における所定の結像性能のツェルニケ感度(ZS)が算出されるとともに(図10のステップ296及び図19のステップ496参照))、前述の調整装置の複数の調整量(例えば19個の調整量の全て(又はその一部))と、所定の露光条件下における投影光学系の所定の結像性能(前述した12種類の線形収差及び線幅のうちから選択された結像性能)と該結像性能の所定の目標値との差と、算出された前記所定の結像性能のツェルニケ感度と、波面収差変化表との関係を示す結像性能計算関数(前述の式(30)参照)に基づいて前記目標露光条件下における前記複数の調整量の最適値が算出される。   As described above, according to the image forming state adjustment system 10 according to the present embodiment, when the first mode or the second mode described above is selected, the second communication server 930 gives the target exposure conditions given, Based on the information about the wavefront of the projection optical system, the Zernike sensitivity (ZS) of the predetermined imaging performance under the target exposure condition is calculated (see step 296 in FIG. 10 and step 496 in FIG. 19)). A plurality of adjustment amounts (for example, all (or part of 19 adjustment amounts) of the adjustment device) and a predetermined imaging performance of the projection optical system under a predetermined exposure condition (the above-described 12 types of linear aberrations) And the imaging performance selected from the line width) and a predetermined target value of the imaging performance, the calculated Zernike sensitivity of the predetermined imaging performance, and the wavefront aberration change table. Show Optimum values of the plurality of adjustment amount in said target exposure conditions based on the image performance calculation functions (see the above equations (30)) is calculated.

また、第2通信サーバ930では、この第2モードで算出した調整量に基づいて、第1通信サーバ920を介して前述の調整装置を調整する。従って、本実施形態の像形成状態調整システム10によると、任意の目標露光条件下におけるレチクルパターンの投影光学系PLによる投影像のウエハW上での形成状態を迅速に最適化することが可能となっている。   Further, the second communication server 930 adjusts the adjustment device described above via the first communication server 920 based on the adjustment amount calculated in the second mode. Therefore, according to the image formation state adjustment system 10 of the present embodiment, it is possible to quickly optimize the formation state of the projection image on the wafer W by the projection optical system PL of the reticle pattern under an arbitrary target exposure condition. It has become.

そして、上記の如く、調整装置を調整した状態(パターンの像の線幅などの所定の結像性能が最適な状態となるような投影光学系PLによる像形成状態の調整が行われた状態)で、前記パターンが投影光学系を用いてウエハ上に転写される。従って、その投影光学系PLを用いてパターンの像(転写像)が精度良くウエハ上に形成されることとなる。   Then, as described above, the adjustment device is adjusted (a state in which the image forming state is adjusted by the projection optical system PL so that predetermined imaging performance such as the line width of the pattern image is optimal) The pattern is transferred onto the wafer using a projection optical system. Therefore, a pattern image (transfer image) is accurately formed on the wafer using the projection optical system PL.

ここで、第2モードの場合、波面収差の実測値を基礎として調整量が算出されるので、第1モードの場合に比べても同等以上の精度の高い調整量の最適値の算出が可能となる。   Here, in the second mode, the adjustment amount is calculated on the basis of the actually measured value of the wavefront aberration, so that it is possible to calculate the optimum value of the adjustment amount with the same or higher accuracy than in the first mode. Become.

また、本実施形態の像形成状態調整システム10によると、第2通信サーバ930により、与えられた目標露光条件と、投影光学系の波面に関する情報とに基づいて、目標露光条件下における調整装置で用いられる複数の調整量と投影光学系の所定の結像性能との関係を表す特定関数を、前記波面を展開したツェルニケ多項式の各項の係数でそれぞれ偏微分した偏微分係数、すなわち所定の結像性能のツェルニケ感度が算出される(ステップ296等参照)。ここで、前記ツェルニケ感度の算出は、特定関数が線形関数であるか非線形関数であるかを問わず、行うことができる。   In addition, according to the image forming state adjustment system 10 of the present embodiment, the second communication server 930 is an adjustment device under the target exposure condition based on the target exposure condition given and information on the wavefront of the projection optical system. A specific function representing a relationship between a plurality of adjustment amounts used and a predetermined imaging performance of the projection optical system is partially differentiated by a coefficient of each term of the Zernike polynomial that expands the wavefront, that is, a predetermined result. The Zernike sensitivity of the image performance is calculated (see step 296 etc.). Here, the Zernike sensitivity can be calculated regardless of whether the specific function is a linear function or a nonlinear function.

次いで、前記複数の調整量と、所定の露光条件下における投影光学系の前記所定の結像性能と該結像性能の所定の目標値との差と、算出されたツェルニケ感度と、波面収差変化表との関係を示す結像性能計算関数に基づいて目標露光条件下における複数の調整量の最適値が算出される(ステップ302等参照)。ここで、特定関数が線形関数である場合には、結像性能計算関数は、その特定関数と実質的に同一の関数(固定のオフセット値(零を含む)を加算した関数を含む)となり、特定関数が非線形関数である場合には、結像性能計算関数は、その非線形関数の線形近似関数となる。   Next, the plurality of adjustment amounts, the difference between the predetermined imaging performance of the projection optical system under a predetermined exposure condition and a predetermined target value of the imaging performance, the calculated Zernike sensitivity, and the wavefront aberration change Based on the imaging performance calculation function indicating the relationship with the table, optimum values of a plurality of adjustment amounts under the target exposure conditions are calculated (see step 302 and the like). Here, when the specific function is a linear function, the imaging performance calculation function is substantially the same function (including a function obtained by adding a fixed offset value (including zero)), and When the specific function is a nonlinear function, the imaging performance calculation function is a linear approximation function of the nonlinear function.

また、本実施形態によると、図11に示されるように、複数の調整量と投影光学系PLの所定の結像性能との関係を表す非線形関数A1を線形近似した結像性能計算近似関数A’1を作成する工程(図10のステップ296(又は図19のステップ496)等参照)を経て、その作成された結像性能計算近似関数に基づいて調整量の最適値を、例えば最小自乗法により算出する(図10のステップ302(又は図19のステップ502)等参照)。   Further, according to the present embodiment, as shown in FIG. 11, an imaging performance calculation approximate function A obtained by linearly approximating a nonlinear function A1 representing the relationship between a plurality of adjustment amounts and the predetermined imaging performance of the projection optical system PL. Through the process of creating '1 (see step 296 in FIG. 10 (or step 496 in FIG. 19), etc.), the optimum value of the adjustment amount is calculated based on the created imaging performance calculation approximation function, for example, the least square method. (See step 302 in FIG. 10 (or step 502 in FIG. 19) and the like).

従って、前述したパターンの像の線幅などの、調整装置の調整量と線形関係に無い(換言すれば各ツェルニケ係数に対して非線形な)結像性能の調整に用いることができる、調整量の最適値(最適な調整量)を容易に算出することが可能になる。   Therefore, the adjustment amount of the adjustment amount that can be used for adjustment of imaging performance that is not linearly related to the adjustment amount of the adjustment device, such as the line width of the image of the pattern described above (in other words, non-linear with respect to each Zernike coefficient). It is possible to easily calculate the optimum value (optimum adjustment amount).

また、前記複数の調整量の最適値の算出結果と前記結像性能計算関数とに基づいて最適化の結果が評価される(図10のステップ306等参照)。そして、この評価の結果、更なる最適化が必要な場合に、前述のカウント値mがインクリメントされる度に、図10のステップ296〜314のループの処理が繰り返し行われる。そして、各繰り返しの都度、ステップ296において、それに先立ってステップ302(又はステップ310)において算出された最新の複数の調整量の最適値に対応する、前記非線形関数を線形近似する新たな結像性能計算近次関数が作成されるとともに、ステップ302で前記新たな結像性能計算近次関数に基づいて前記複数の調整量の最適値が算出される。すなわち、各繰り返しの都度、ステップ296において、複数の調整量の最適値の算出結果と前記波面収差変化表とに基づいて算出される新たな波面に関する情報と前記目標露光条件とに基づいて、目標露光条件下における所定の結像性能のツェルニケ感度が新たに算出され、ステップ302において、前記複数の調整量と、所定の露光条件下における前記投影光学系の前記所定の結像性能と該結像性能の所定の目標値との差と、前記新たに算出された前記所定の結像性能のツェルニケ感度と、前記波面収差変化表との関係を示す結像性能計算関数に基づいて前記目標露光条件下における前記複数の調整量の最適値が新たに算出される。   Further, the optimization result is evaluated based on the calculation result of the optimum values of the plurality of adjustment amounts and the imaging performance calculation function (see step 306 in FIG. 10). As a result of this evaluation, when further optimization is required, the loop processing of steps 296 to 314 in FIG. 10 is repeated each time the count value m is incremented. Then, for each iteration, a new imaging performance that linearly approximates the nonlinear function corresponding to the optimum values of the latest plurality of adjustment amounts calculated in step 302 (or step 310) in advance in step 296. A calculated near-order function is created, and optimum values of the plurality of adjustment amounts are calculated in step 302 based on the new imaging performance calculation near-order function. That is, at each iteration, in step 296, based on the information on the new wavefront calculated based on the calculation result of the optimum value of the plurality of adjustment amounts and the wavefront aberration change table, and the target exposure condition, The Zernike sensitivity of the predetermined imaging performance under the exposure condition is newly calculated. In step 302, the plurality of adjustment amounts, the predetermined imaging performance of the projection optical system under the predetermined exposure condition, and the imaging The target exposure condition based on an imaging performance calculation function indicating a relationship between a difference from a predetermined target value of performance, a Zernike sensitivity of the newly calculated predetermined imaging performance, and the wavefront aberration change table The optimum values of the plurality of adjustment amounts below are newly calculated.

なお、前述したステップ312における所定回数M回を2回とすることで、前記ループの処理を1回だけ行うこととすることができるし、あるいは所定回数M回を3回以上にすることにより、評価の結果、更なる最適化が必要とされる限り、上記ステップ306、296及び302を含む一連の処理を、複数回繰り返すこととすることができる。かかる場合には、その複数回の繰り返しにより、漸近的に調整量の最適解が導かれる。   In addition, by setting the predetermined number of times M in step 312 to 2 times, the processing of the loop can be performed only once, or by setting the predetermined number of times M to 3 times or more, As a result of the evaluation, as long as further optimization is required, a series of processes including the above steps 306, 296, and 302 can be repeated a plurality of times. In such a case, the optimum solution of the adjustment amount is asymptotically derived by repeating the plurality of times.

いずれにしても、複数の調整量の最適値の算出結果に基づいて前述の調整装置を調整した状態で、レチクルRのパターンが投影光学系PLを用いてウエハ上に転写される。この場合、パターンの像の線幅などの所定の結像性能が最適な状態となるような投影光学系による像形成状態の調整が行われた状態で、その投影光学系を用いてパターンがウエハ上に転写される。従って、パターンの像(転写像)を精度良くウエハ上に形成することができる。   In any case, the pattern of the reticle R is transferred onto the wafer using the projection optical system PL in a state where the above-described adjustment device is adjusted based on the calculation results of the optimum values of the plurality of adjustment amounts. In this case, the pattern is formed on the wafer using the projection optical system in a state in which the image formation state is adjusted by the projection optical system so that the predetermined imaging performance such as the line width of the pattern image is optimal. Transcribed above. Therefore, a pattern image (transfer image) can be formed on the wafer with high accuracy.

また、本実施形態に係る像形成状態調整システム10によると、前述の第3モードが選択されたとき、第2通信サーバ930により、少なくとも1つの基準となる露光条件(基準ID)下における、前述の調整装置で用いられる複数の調整量の情報及び投影光学系の波面に関する情報に基づいて、任意の露光条件下における所定の結像性能のツェルニケ感度が算出されるとともに(図21のステップ626参照)、投影光学系の波面収差と算出された所定の結像性能のツェルニケ感度とに基づいて、前記任意の露光条件下における投影光学系の前記所定の結像性能が算出される(図21のステップ634参照)。そして、その算出結果が、画面上に表示される(図21のステップ636参照)。従って、その画面の表示を見ることで、誰でも容易に投影光学系の所定の結像性能が満足すべきものかどうかなどを評価することが可能となる。   In addition, according to the image forming state adjustment system 10 according to the present embodiment, when the above-described third mode is selected, the second communication server 930 performs the above-described operation under at least one reference exposure condition (reference ID). The Zernike sensitivity of predetermined imaging performance under an arbitrary exposure condition is calculated based on information on a plurality of adjustment amounts used in the adjustment apparatus and information on the wavefront of the projection optical system (see step 626 in FIG. 21). ), The predetermined imaging performance of the projection optical system under the arbitrary exposure conditions is calculated based on the wavefront aberration of the projection optical system and the calculated Zernike sensitivity of the predetermined imaging performance (FIG. 21). Step 634). Then, the calculation result is displayed on the screen (see step 636 in FIG. 21). Accordingly, by looking at the display on the screen, anyone can easily evaluate whether or not the predetermined imaging performance of the projection optical system should be satisfied.

また、本実施形態に係る像形成状態調整システム10によると、露光装置922が備える波面収差計測器80により投影光学系PLの波面が自己計測される。第1通信サーバ920では、波面収差計測器80で計測される投影光学系PLの波面の計測結果を通信路を介して第2通信サーバ930に送信する。第2通信サーバ930では、波面の計測結果を利用して前述の調整装置を制御する。従って、投影光学系の瞳面における波面の情報、すなわち瞳面を通過する総合的な情報を利用して投影光学系PLの結像性能が精度良く調整される。この結果、投影光学系によるパターンの結像状態が最適となるように調整される。この場合、第2通信サーバ930を露光装置922及びそれに接続された第1通信サーバ920から離れた位置に配置することが可能であり、かかる場合には、遠隔操作により投影光学系PLの結像性能、ひいては投影光学系PLによるパターンの結像状態の高精度な調整が可能となる。   Further, according to the image formation state adjustment system 10 according to the present embodiment, the wavefront of the projection optical system PL is self-measured by the wavefront aberration measuring instrument 80 provided in the exposure apparatus 922. The first communication server 920 transmits the measurement result of the wavefront of the projection optical system PL measured by the wavefront aberration measuring instrument 80 to the second communication server 930 via the communication path. The second communication server 930 controls the adjustment device described above using the wavefront measurement result. Therefore, the imaging performance of the projection optical system PL is accurately adjusted using information on the wavefront on the pupil plane of the projection optical system, that is, comprehensive information passing through the pupil plane. As a result, adjustment is made so that the image formation state of the pattern by the projection optical system is optimized. In this case, the second communication server 930 can be disposed at a position away from the exposure apparatus 922 and the first communication server 920 connected thereto, and in such a case, the image of the projection optical system PL is remotely controlled. It is possible to adjust the performance, and consequently the image formation state of the pattern by the projection optical system PL with high accuracy.

また、図1のような社内LANシステムを露光装置メーカ内に構築する場合には、例えば、研究開発部門のクリーンルーム側、例えば露光装置の組み立て調整を行う場所(以下、「現場」と呼ぶ)に第1通信サーバ920を設置し、第2通信サーバ930を現場から離れた研究室に設置する。そして、現場側の技術者が前述した波面収差の計測や、実験段階での露光装置の露光条件の情報(パターンの情報を含む)を第1通信サーバ920を介して研究室側の第2通信サーバ930に送る。そして、研究室側の技術者は、自ら設計したソフトウェアプログラムが予めインストールされた第2通信サーバ930を用いて、送られてきた情報に基づいて、露光装置922の投影光学系PLの結像性能の自動補正を、離れた場所から行い、その結像性能の調整後の投影光学系の波面収差の計測結果を受け取ることにより、その結像性能の調整の効果を確認することができ、ソフトウェアの開発段階などにも役立てることができる。   Further, when an in-house LAN system as shown in FIG. 1 is built in an exposure apparatus manufacturer, for example, on the clean room side of the research and development department, for example, a place where the exposure apparatus is assembled and adjusted (hereinafter referred to as “site”). The first communication server 920 is installed, and the second communication server 930 is installed in a laboratory away from the site. Then, the technician on the site side measures the wavefront aberration described above and the exposure condition information (including pattern information) of the exposure apparatus at the experimental stage via the first communication server 920 in the second communication on the laboratory side. Send to server 930. Then, a laboratory engineer uses the second communication server 930 in which a software program designed by himself / herself is installed in advance, and based on the sent information, the imaging performance of the projection optical system PL of the exposure apparatus 922 Is automatically corrected from a remote location and the measurement results of the wavefront aberration of the projection optical system after the adjustment of the imaging performance is received, so that the effect of the adjustment of the imaging performance can be confirmed. It can also be used for the development stage.

なお、上記実施形態で説明した第2通信サーバの処理アルゴリズムは、一例であって本発明の像形成状態調整システムがこれに限定されないことは勿論である。   Note that the processing algorithm of the second communication server described in the above embodiment is merely an example, and the image forming state adjustment system of the present invention is not limited to this.

例えば、前述したウェイト(結像性能のウェイト、視野内の各評価点のウェイト)の指定や、ターゲット(視野内の各評価点における結像性能の目標値)の指定や、最適化フィールド範囲の指定などは、必ずしもできるようになっていなくても良い。これらは、前述した如くデフォルト設定により予め指定しておくことで対応が可能だからである。同様の理由により、許容値や制約条件の指定も必ずしもできるようにする必要もない。   For example, the above-mentioned weight (imaging performance weight, weight of each evaluation point in the field of view), target (target value of imaging performance at each evaluation point in the field of view), optimization field range The designation or the like may not necessarily be possible. This is because these can be dealt with by specifying in advance by default settings as described above. For the same reason, it is not always necessary to specify an allowable value or a constraint condition.

この反対に、上述しなかった他の機能を付加しても良い。例えば線幅性能は、特定のフォーカス面だけで線幅性能(線幅ばらつき)が良くても、焦点深度内の他のフォーカス面で線幅性能が悪くなることは好ましくない。そこで、焦点深度内の複数のフォーカス面で線幅性能を同時に最適化するべく、式(10)のZに、焦点深度内の複数のフォーカス面のZ位置を代入して、各フォーカス面に対する線幅計算を行い、その全ての結果を同時に最適化するような、処理アルゴリズムを、特に第1、第2モードにおいて採用しても良い。また、第1、第2モードにおいて、オペレータが画面上に表示された最適化計算の結果を見て、必要と判断した場合に、ウェイトの再設定を行うものとしたが、例えば予め定めた所定回数だけ、所定の基準でウェイトの再設定を行うような処理アルゴリズムを採用しても良い。   On the other hand, other functions not described above may be added. For example, even if the line width performance (line width variation) is good only on a specific focus surface, it is not preferable that the line width performance deteriorates on other focus surfaces within the depth of focus. Therefore, in order to simultaneously optimize the line width performance on a plurality of focus surfaces within the depth of focus, the Z position of the plurality of focus surfaces within the depth of focus is substituted for Z in Equation (10), and a line for each focus surface is obtained. A processing algorithm that performs width calculation and optimizes all the results simultaneously may be employed, particularly in the first and second modes. In the first and second modes, the weight is reset when the operator sees the result of the optimization calculation displayed on the screen and determines that it is necessary. A processing algorithm that resets weights based on a predetermined number of times may be employed.

なお、上記実施形態では、調整装置の調整量の最適値を求めるに際して用いられる結像性能計算近次関数は、複数(19個)の調整量と前述の所定の結像性能、具体的には線幅との関係を表す非線形関数を、前記複数の調整量のそれぞれで偏微分した線形近似関数の線形和として表される所定の結像性能の線形近似変化量を含む関数であるものとした(前述の式(27)参照)。しかし、要求される精度がそれほど厳しくない場合や、製造段階で投影光学系の結像性能が精度良く調整されている場合などの特殊な場合には、上記の結像性能計算近似関数として、前述した式(42)などのような、それぞれの調整量と前記所定の結像性能との関係を表す非線形関数の線形近似関数の線形和として表される前記所定の結像性能の線形近似変化量を含む関数を用いることも可能である。   In the above embodiment, the imaging performance calculation near-order function used for obtaining the optimum value of the adjustment amount of the adjusting device is the plural (19) adjustment amounts and the predetermined imaging performance described above, specifically, The nonlinear function representing the relationship with the line width is assumed to be a function including a linear approximation change amount of a predetermined imaging performance expressed as a linear sum of linear approximation functions obtained by partial differentiation with respect to each of the plurality of adjustment amounts. (See equation (27) above). However, if the required accuracy is not so severe, or if the imaging performance of the projection optical system is accurately adjusted at the manufacturing stage, the above-mentioned imaging performance calculation approximate function is The linear approximation change amount of the predetermined imaging performance expressed as a linear sum of the linear approximation functions of the nonlinear functions representing the relationship between the respective adjustment amounts and the predetermined imaging performance, such as the equation (42). It is also possible to use a function including

また、上記実施形態では、モード1の場合に基準IDにおける計算上の波面収差を用い、モード2の場合に実測した波面収差を用い、モード3の場合にモード1と同様の波面収差のデータを用いるものとしたが、例えば、モード3の場合に実測した波面収差を用いることとしても良い。すなわち、実測した波面収差に基づいて、種々の露光条件下における前述の13種類の結像性能を演算により求めることとしても良く、この演算結果に基づいて前述の最良露光条件の決定を行えば、実測データを基礎としたことにより、より正確な最良露光条件の決定が可能となる。   Further, in the above embodiment, the wavefront aberration calculated in the reference ID is used in the mode 1, the wavefront aberration actually measured in the mode 2 is used, and the wavefront aberration data similar to that in the mode 1 is obtained in the mode 3. For example, the wavefront aberration actually measured in the case of mode 3 may be used. That is, based on the actually measured wavefront aberration, the above-mentioned 13 types of imaging performance under various exposure conditions may be obtained by calculation, and if the above-mentioned best exposure conditions are determined based on the calculation results, Based on the actual measurement data, it is possible to determine the best exposure condition more accurately.

また、モード1、モード3の場合に、基準IDにおける計算上の波面収差を用いる代わりに、実測された波面収差を用いることとしても良い。要は、前述の最適化計算などに、波面収差のデータを用いれば良い。   Further, in the case of mode 1 and mode 3, instead of using the calculated wavefront aberration in the reference ID, the actually measured wavefront aberration may be used. In short, wavefront aberration data may be used for the above-described optimization calculation.

また、上記実施形態では、第2通信サーバでは、モード1からモード3までの3つのモードの設定が可能となっているが、モード1のみ、モード2のみ、モード1とモード2のみ、モード1とモード3のみ、モード2とモード3のみが設定可能であっても良い。   In the above embodiment, the second communication server can set three modes from mode 1 to mode 3, but only mode 1, only mode 2, only mode 1 and mode 2, only mode 1 Only mode 3 and mode 2 and mode 3 may be settable.

なお、これまでの説明では、必要以上の説明の煩雑化を避ける観点から、露光装置が設置される環境の大気圧の変動や、投影光学系に照射される照明光のエネルギ量の大小に起因して、投影光学系の結像性能が変化する点、すなわち結像性能のいわゆる大気圧変動やいわゆる照射変動に関しては特に触れられてはいないが、上記実施形態においても、これらを考慮することとしても良い。これらの基礎データは、実験又は高精度な光学シミュレーションにより得ることが可能である。   In the description so far, from the viewpoint of avoiding more complicated explanation than necessary, it is caused by fluctuations in the atmospheric pressure of the environment where the exposure apparatus is installed and the amount of energy of illumination light irradiated on the projection optical system. The point that the imaging performance of the projection optical system changes, that is, the so-called atmospheric pressure fluctuation and the so-called irradiation fluctuation of the imaging performance is not particularly mentioned. Also good. These basic data can be obtained by experiments or high-precision optical simulation.

一方、前述した実施形態において、基準IDにおける波面収差変化表などのデータベースを作成するときに、これら大気圧、照射量などについても基準となる値を仮定し、これらを加味して前述のシミュレーションにより波面収差変化表などのデータベースを作成しておく。そして、例えば、前述したモード1が選択された場合に、基準IDにおける計算上の波面収差を用いる前提として、第2通信サーバ930は、そのとき、すなわち像形成状態の最適化を行うときに、調整量算出の対象となる露光装置922のチャンバ11内(又はクリーンルーム内)の大気圧を計測するセンサの計測データと、その露光装置922の主制御装置50が収集しているログデータ中の照射履歴データとを、第1通信サーバ920を介して取り込む。次いで、第2通信サーバ930では、それらのデータに基づいて、前述の基準IDにおける基準となる大気圧、照射量からの変動量を算出し、その算出結果に基づいて投影光学系の結像性能の大気圧変動、照射変動を算出する。そして、第2通信サーバ930では、この算出結果をも考慮して、前述したモード1の基準IDにおける計算上の波面収差を用いた最適化処理を行うこととすれば良い。   On the other hand, in the above-described embodiment, when creating a database such as a wavefront aberration change table for the reference ID, the atmospheric pressure, the irradiation amount, etc. are assumed to serve as reference values, and these are taken into account by the above simulation. Create a database such as a wavefront aberration change table. For example, when the above-described mode 1 is selected, the second communication server 930 assumes that the calculated wavefront aberration in the reference ID is used, that is, when the image forming state is optimized, Measurement data of a sensor that measures the atmospheric pressure in the chamber 11 (or in the clean room) of the exposure apparatus 922 that is an adjustment amount calculation target, and irradiation in log data collected by the main controller 50 of the exposure apparatus 922 History data is taken in via the first communication server 920. Next, the second communication server 930 calculates the reference atmospheric pressure and the amount of variation from the irradiation amount based on these data, and the imaging performance of the projection optical system based on the calculation result. Atmospheric pressure fluctuation and irradiation fluctuation are calculated. Then, the second communication server 930 may perform the optimization process using the calculated wavefront aberration in the reference ID of mode 1 described above in consideration of the calculation result.

なお、モード3は勿論、モード2の場合においても、同様に、上述した投影光学系の結像性能の大気圧変動や、照射変動などを考慮することとしても良い。この点に関しては、後述する変形例においても同様である。   In the case of mode 2 as well as mode 3, similarly, the atmospheric pressure fluctuation or irradiation fluctuation of the imaging performance of the projection optical system described above may be taken into consideration. This also applies to the modified examples described later.

第2通信サーバの処理アルゴリズムの上述した種々の変更は、ソフトウェアを変更することにより容易に実現できる。   The above-described various changes in the processing algorithm of the second communication server can be easily realized by changing the software.

なお、上記実施形態で説明したシステム構成は、一例であって、本発明に係る像形成状態調整システムがこれに限定されるものではない。例えば、公衆回線をその一部に含む通信路を有するシステム構成を採用しても良い。   The system configuration described in the above embodiment is merely an example, and the image forming state adjustment system according to the present invention is not limited to this. For example, a system configuration having a communication path including a public line as a part thereof may be adopted.

また、上記実施形態では、第2通信サーバ930内に前述の最適化プログラムが格納されている場合について説明したが、これに限らず、第1通信サーバ920が備えるCD−ROMドライブに最適化プログラム及びこれに付属するデータベースを記録したCD−ROMを装填し、CD−ROMドライブから最適化プログラム及びこれに付属するデータベースを第1通信サーバ920が備えるハードディスクなどの記憶装置内にインストール及びコピーしておいても良い。このようにすれば、第1通信サーバ920が、露光装置922からの情報を受け取るだけで、前述の最適化処理などを行うことが可能となる。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the above-mentioned optimization program was stored in the 2nd communication server 930, it is not restricted to this, The optimization program is in the CD-ROM drive with which the 1st communication server 920 is provided. And a CD-ROM in which a database attached thereto is loaded, and an optimization program and a database attached thereto are installed and copied from a CD-ROM drive into a storage device such as a hard disk provided in the first communication server 920. You can leave it. In this way, the first communication server 920 can perform the aforementioned optimization processing and the like only by receiving information from the exposure apparatus 922.

あるいは、露光装置922が備えるドライブ装置46に最適化プログラム及びこれに付属するデータベースを記録したCD−ROMを装填し、CD−ROMドライブから最適化プログラム及びこれに付属するデータベースをハードディスクなどの記憶装置42内にインストール及びコピーしておいても良い。このようにすれば、露光装置922単独で、前述の最適化処理などを行うことが可能となる。なお、オペレータがパターン情報を入力する代わりに、メーカAのデバイス製造工場のホストコンピュータからパターン情報を得る、あるいはウエハに転写すべきパターンが形成されたレチクルに付されたバーコード又は2次元コードなどを露光装置が読み取ってパターン情報を得るようにし、オペレータやサービスエンジニアなどを介在させることなく、露光装置による投影光学系PLの自動調整を可能としても良い。この場合、主制御装置50が、第1算出装置、第2算出装置、処理装置、評価装置、ツェルニケ感度再算出装置、調整量再算出装置及び決定装置を構成することとなる。   Alternatively, a CD-ROM storing an optimization program and a database attached thereto is loaded into the drive device 46 provided in the exposure apparatus 922, and the optimization program and the database attached thereto are stored from the CD-ROM drive into a storage device such as a hard disk. It may be installed and copied in 42. In this way, it is possible to perform the above-described optimization processing and the like with the exposure apparatus 922 alone. Instead of inputting pattern information by an operator, pattern information is obtained from a host computer of a device manufacturing factory of manufacturer A, or a barcode or a two-dimensional code attached to a reticle on which a pattern to be transferred to a wafer is formed. The exposure apparatus may read pattern information to obtain pattern information, and automatic adjustment of the projection optical system PL by the exposure apparatus may be possible without intervention of an operator or service engineer. In this case, the main controller 50 constitutes a first calculation device, a second calculation device, a processing device, an evaluation device, a Zernike sensitivity recalculation device, an adjustment amount recalculation device, and a determination device.

すなわち、主制御装置50は、前述のモード1の処理(判断を含む)を実行して、基準となる露光条件(基準ID)下における、前記調整装置の調整情報及び投影光学系の波面に関する情報に基づいて目標露光条件下における調整装置の最適な調整量を算出し、その算出した調整量に基づいて、調整装置を制御する。この結果、任意の目標露光条件下におけるパターンの投影像のウエハ上での形成状態がほぼ全自動で最適化される。   That is, the main controller 50 executes the above-described mode 1 process (including determination), and the adjustment information of the adjustment device and the information on the wavefront of the projection optical system under the reference exposure condition (reference ID). The optimal adjustment amount of the adjustment device under the target exposure condition is calculated based on the above, and the adjustment device is controlled based on the calculated adjustment amount. As a result, the formation state of the pattern projection image on the wafer under an arbitrary target exposure condition is optimized almost automatically.

また、主制御装置50は、前述のモード2の処理を実行し、所定の目標露光条件下における、調整装置の調整情報及び投影光学系の波面の情報の実測データに基づいて目標露光条件下における調整装置の最適な調整量を算出し、その算出した調整量に基づいて、前記調整装置を制御する。この場合、任意の目標露光条件下におけるパターンの投影像のウエハ上での形成状態がほぼ全自動で最適化される。この場合、第1モードに比べ、より正確な調整量に基づいて調整装置が制御される。   Further, main controller 50 executes the process of mode 2 described above, and under the target exposure condition based on the measurement data of the adjustment information of the adjustment device and the wavefront information of the projection optical system under the predetermined target exposure condition. An optimum adjustment amount of the adjustment device is calculated, and the adjustment device is controlled based on the calculated adjustment amount. In this case, the formation state of the pattern projection image on the wafer under an arbitrary target exposure condition is optimized almost automatically. In this case, the adjustment device is controlled based on a more accurate adjustment amount than in the first mode.

なお、上記実施形態では、波面収差計測器として全体形状がウエハホルダと交換可能な形状を有する波面収差計測器を用いても良い。かかる場合には、この波面収差計測器は、ウエハ又はウエハホルダをウエハステージWST(Zチルトステージ58)上に搬入し、ウエハステージWST(Zチルトステージ58)から搬出する搬送系(ウエハローダなど)を用いて自動搬送することが可能である。なお、ウエハステージに搬入される波面収差計測器は、例えば前述の波面収差計測器80の全てが組み込まれていなくても良く、その一部のみが組み込まれ、残りがウエハステージの外部に設けられていても良い。さらに、上記実施形態では、ウエハステージに対して波面収差計測器80を着脱自在としたが、常設としても良い。このとき、波面収差計測器80の一部のみをウエハステージに設置し、残りをウエハステージの外部に配置しても良い。さらに上記実施形態では、波面収差計測器80の受光光学系の収差を無視するものとしたが、その波面収差を考慮して投影光学系の波面収差を決定しても良い。また、波面収差の計測に例えば前述の米国特許第5,978,085号に開示された計測用レチクルを用いる場合には、ウエハ上のレジスト層に転写され形成された計測用パターンの潜像の基準パターンの潜像に対する位置ずれを、例えば露光装置が備えるアライメント系ALGによって検出することとしても良い。なお、計測用パターンの潜像を検出する場合には、ウエハなどの物体上の感光層としてフォトレジストを用いても良いし、あるいは光磁気材料などを用いても良い。さらに、露光装置とコータ・デベロッパとをインライン接続し、前述の計測用パターンが転写されたウエハなどの物体を現像処理して得られるレジスト像、さらにはエッチング処理をして得られるエッチング像を露光装置のアライメント系ALGで検出しても良い。このような種々の工夫により、前述した投影光学系PLの結像性能の自動調整を、オペレータやサービスエンジニアを介在させることなく像形成状態調整システム10によって全て自動的に行うようにすることも可能である。同様に、最適化プログラムを第1通信サーバに格納しておくことにより、前述した投影光学系PLの結像性能の自動調整を、オペレータやサービスエンジニアを介在させることなく第1通信サーバによって行うことができる。同様に、最適化プログラムが露光装置922の記憶装置42にインストールしておくことにより、前述した投影光学系PLの結像性能の自動調整を、オペレータやサービスエンジニアを介在させることなく露光装置単独で行うことも可能である。   In the above embodiment, a wavefront aberration measuring instrument having an overall shape that can be exchanged with the wafer holder may be used as the wavefront aberration measuring instrument. In such a case, this wavefront aberration measuring instrument uses a transfer system (such as a wafer loader) that loads a wafer or wafer holder onto wafer stage WST (Z tilt stage 58) and unloads it from wafer stage WST (Z tilt stage 58). Can be automatically conveyed. Note that the wavefront aberration measuring instrument carried into the wafer stage may not include all of the wavefront aberration measuring instrument 80 described above, for example, and only a part of the wavefront aberration measuring instrument 80 is provided outside the wafer stage. May be. Furthermore, in the above embodiment, the wavefront aberration measuring instrument 80 is detachable from the wafer stage, but may be permanently installed. At this time, only a part of the wavefront aberration measuring instrument 80 may be placed on the wafer stage, and the rest may be placed outside the wafer stage. Furthermore, in the above embodiment, the aberration of the light receiving optical system of the wavefront aberration measuring instrument 80 is ignored, but the wavefront aberration of the projection optical system may be determined in consideration of the wavefront aberration. Further, when the measurement reticle disclosed in, for example, the aforementioned US Pat. No. 5,978,085 is used for measuring the wavefront aberration, the latent image of the measurement pattern transferred and formed on the resist layer on the wafer is used. The positional deviation of the reference pattern with respect to the latent image may be detected by, for example, an alignment system ALG provided in the exposure apparatus. When detecting a latent image of a measurement pattern, a photoresist may be used as a photosensitive layer on an object such as a wafer, or a magneto-optical material may be used. In addition, the exposure device and coater / developer are connected in-line, and the resist image obtained by developing the wafer or other object to which the above-mentioned measurement pattern is transferred, and the etching image obtained by etching are exposed. You may detect with the alignment system ALG of an apparatus. By such various ideas, it is possible to automatically perform the above-described automatic adjustment of the imaging performance of the projection optical system PL by the image forming state adjustment system 10 without involving an operator or a service engineer. It is. Similarly, by storing the optimization program in the first communication server, the above-described automatic adjustment of the imaging performance of the projection optical system PL can be performed by the first communication server without intervention of an operator or service engineer. Can do. Similarly, by installing an optimization program in the storage device 42 of the exposure apparatus 922, the above-described automatic adjustment of the imaging performance of the projection optical system PL can be performed by the exposure apparatus alone without intervention of an operator or service engineer. It is also possible to do this.

この他、第1通信サーバ920と第2通信サーバ930とは、無線回線によって接続しても良い。   In addition, the first communication server 920 and the second communication server 930 may be connected by a wireless line.

なお、上記実施形態では13種類の結像性能を最適化するものとしたが、結像性能の種類(数)はこれに限られるものではなく、最適化の対象となる露光条件の種類を変更することで、更に多くの結像性能、あるいはより少ない結像性能を最適化しても良い。例えば、各Zernike係数に対する非線形な結像性能として、上記実施形態で説明したラインパターンの像の線幅CDに代えて、あるいはこれに加えて、縦横線の線幅差及び孤立線と密集線との線幅差などを、評価対象又は最適化対象として採りあげても良い。   In the above embodiment, 13 types of imaging performance are optimized, but the type (number) of imaging performance is not limited to this, and the type of exposure condition to be optimized is changed. By doing so, more or less imaging performance may be optimized. For example, as nonlinear imaging performance for each Zernike coefficient, instead of or in addition to the line width CD of the image of the line pattern described in the above embodiment, the line width difference between vertical and horizontal lines, isolated lines and dense lines The line width difference may be taken as an evaluation object or an optimization object.

また、上記実施形態では、各ツェルニケ係数に対して線形な結像性能である12種類の収差と各ツェルニケ係数に対して非線形な結像性能である線幅とを、同一の最適化計算手法で処理する場合について説明したが、例えば国際公開03/065428号パンフレットに開示される線形収差の最適化を行う計算手法は、本実施形態で説明した方法に比べて簡単であり、その計算に要する時間も非常に短い。そこで、最適化の対象となる結像性能の種類に応じたモードの設定が可能な構成にし、線形最適化しかしない場合は、上記国際公開03/065428号パンフレットに開示される最適化計算を行い、これ以外の場合に、上で説明した最適化計算を実行するようにしても良い。   In the above embodiment, 12 types of aberrations that are linear imaging performance with respect to each Zernike coefficient and line widths that are non-linear imaging performance with respect to each Zernike coefficient are calculated using the same optimization calculation method. The case of processing has been described. For example, the calculation method for optimizing linear aberration disclosed in International Publication No. 03/065428 is simpler than the method described in this embodiment, and the time required for the calculation is as follows. Also very short. Therefore, if the mode can be set according to the type of imaging performance to be optimized and only linear optimization is performed, the optimization calculation disclosed in the above-mentioned WO 03/065428 is performed. In other cases, the optimization calculation described above may be executed.

また、上記実施形態ではツェルニケ多項式の第1項〜第n項の各係数を全て用いるものとしているが、第1項〜第n項の少なくとも1つの項でその係数を用いなくても良い。例えば、第2項〜第4項の各係数を用いないで、対応する結像性能を従来通りに調整しても良い。この場合、これら第2項〜第4項の各係数を用いない場合、対応する結像性能の調整を、前述の可動レンズ131〜135の少なくとも1つの3自由度方向の位置の調整で行っても良いが、ウエハW(Zチルトステージ58)のZ位置及び傾斜の調整で行っても良い。 In the above embodiment, all the coefficients of the first to nth terms of the Zernike polynomial are used. However, the coefficients may not be used in at least one of the first to nth terms. For example, the corresponding imaging performance may be adjusted as usual without using the coefficients of the second to fourth terms. In this case, when the coefficients of the second to fourth terms are not used, the corresponding imaging performance is adjusted by adjusting the position of at least one of the movable lenses 13 1 to 13 5 in the three-degree-of-freedom direction. However, it may be performed by adjusting the Z position and tilt of the wafer W (Z tilt stage 58).

さらに、上記実施形態では、線形近似計算(ZSの算出)後に、最小自乗法(Least Square Method)または減衰最小自乗法(Damped Least Square Method)により最適化を行うものとしたが、例えば(1) 最急降下法(Steepest Decent Method)や共役勾配法(Conjugate Gradient Method)などの勾配法、(2) Flecible Method、(3) Variable by Variable Method、(4) Orthonomalization Method、(5) Adaptive Method、(6)2次微分法、(7) Grobal Optimization by Simulated annealing、(8) Grobal Optimazation by Biological evolution、及び(9)遺伝的アルゴリズム(US2001/0053962Aを参照)などを用いることが可能である。   Further, in the above embodiment, after linear approximation calculation (ZS calculation), optimization is performed by the least square method (Least Square Method) or the attenuated least square method (Damped Least Square Method). For example, (1) Gradient methods such as Steepest Decent Method and Conjugate Gradient Method, (2) Flecible Method, (3) Variable by Variable Method, (4) Orthonomalization Method, (5) Adaptive Method, (6 ) Quadratic differentiation, (7) global optimization by simulated annealing, (8) global optimization by biological evolution, and (9) genetic algorithm (see US2001 / 0053962A).

なお、上記実施形態では、通信路としてLAN、あるいはLAN及び公衆回線、その他の信号線を用いる場合について説明したが、これに限らず、信号線や通信路は有線でも無線でも良い。   In the above embodiment, a case where a LAN, or a LAN and a public line, and other signal lines are used as a communication path has been described. However, the present invention is not limited to this, and the signal line and the communication path may be wired or wireless.

また、上記実施形態では、照明条件の情報として、通常照明ではσ値(コヒーレンスファクタ)、輪帯照明では輪帯比を用いるものとしたが、輪帯照明で輪帯比に加えて、あるいはその代わりに内径や外径を用いても良いし、4極照明などの変形照明(SHRINC又は多極照明とも呼ばれる)では、照明光学系の瞳面上における照明光の光量分布はその一部、すなわち照明光学系の光軸との距離がほぼ等しい位置にその光量重心が設定される複数の部分領域で光量が高められるので、照明光学系の瞳面における複数の部分領域(光量重心)の位置情報(例えば、照明光学系の瞳面で光軸を原点とする座標系における座標値など)、複数の部分領域(光量重心)と照明光学系の光軸との距離、及び部分領域の大きさ(σ値に相当)などを用いても良い。   In the above embodiment, as illumination condition information, a σ value (coherence factor) is used for normal illumination, and an annular ratio is used for annular illumination, but in addition to or in addition to the annular ratio in annular illumination, Instead, an inner diameter or an outer diameter may be used, and in modified illumination such as quadrupole illumination (also called SHRINC or multipolar illumination), the light amount distribution of illumination light on the pupil plane of the illumination optical system is a part thereof, that is, Since the amount of light is increased in a plurality of partial areas whose light intensity centroids are set at positions where the distance from the optical axis of the illumination optical system is substantially equal, position information of the plurality of partial areas (light intensity centroids) on the pupil plane of the illumination optical system (For example, coordinate values in a coordinate system with the optical axis as the origin on the pupil plane of the illumination optical system, etc.), the distance between a plurality of partial regions (light intensity centroids) and the optical axis of the illumination optical system, and the size of the partial region ( equivalent to σ value) Also good.

さらに、上記実施形態では、投影光学系PLの光学素子を移動して結像性能を調整するものとしたが、結像性能調整機構は光学素子の駆動機構に限られるものではなく、その駆動機構に加えて、あるいはその代わりに、例えば投影光学系PLの光学素子間での気体の圧力を変更する、レチクルRを投影光学系の光軸方向に移動又は傾斜させる、あるいはレチクルとウエハとの間に配置される平行平面板の光学的な厚さを変更する機構などを用いても良い。但し、この場合には上記実施形態における自由度の数が変更され得る。   Further, in the above embodiment, the imaging performance is adjusted by moving the optical element of the projection optical system PL, but the imaging performance adjustment mechanism is not limited to the driving mechanism of the optical element, and the driving mechanism In addition to or instead of this, for example, the pressure of the gas between the optical elements of the projection optical system PL is changed, the reticle R is moved or tilted in the optical axis direction of the projection optical system, or between the reticle and the wafer. For example, a mechanism for changing the optical thickness of the plane parallel plate disposed on the plate may be used. However, in this case, the number of degrees of freedom in the above embodiment can be changed.

また、上記実施形態では、露光装置922が、複数台設けられ、第2通信サーバ930が、通信路を介して複数台の露光装置9221〜9223に共通に接続された場合について説明したが、本発明がこれに限定されることはなく、露光装置は単数であっても勿論良い。 In the above embodiment, a case has been described in which a plurality of exposure apparatuses 922 are provided and the second communication server 930 is commonly connected to the plurality of exposure apparatuses 922 1 to 922 3 via a communication path. However, the present invention is not limited to this, and a single exposure apparatus may of course be used.

なお、上記実施形態では、露光装置としてスキャニング・ステッパを用いる場合について説明したが、これに限らず、マスクとウエハとを静止させた状態で露光を行うステッパに本発明を適用しても良い。   In the above embodiment, the case where a scanning stepper is used as the exposure apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention may be applied to a stepper that performs exposure while the mask and the wafer are stationary.

さらに、上記実施形態では複数台の露光装置が同一構成であるものとしたが、照明光ELの波長が異なる露光装置を混用しても良いし、あるいは構成が異なる露光装置、例えば静止露光方式の露光装置(ステッパなど)と走査露光方式の露光装置(スキャナなど)とを混用しても良い。また、複数台の露光装置の一部を、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置としても良い。また、例えば国際公開WO99/49504などに開示される、投影光学系PLとウエハとの間に液体が満たされる液浸型露光装置を用いても良い。   Further, in the above embodiment, the plurality of exposure apparatuses have the same configuration, but exposure apparatuses having different wavelengths of the illumination light EL may be mixed, or exposure apparatuses having different configurations, for example, a static exposure method An exposure apparatus (such as a stepper) and a scanning exposure type exposure apparatus (such as a scanner) may be mixed. A part of the plurality of exposure apparatuses may be an exposure apparatus that uses a charged particle beam such as an electron beam or an ion beam. Further, for example, an immersion type exposure apparatus disclosed in International Publication WO99 / 49504 or the like in which a liquid is filled between the projection optical system PL and the wafer may be used.

この場合の露光装置の用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置、プラズマディスプレイ又は有機ELなどの表示装置、撮像素子(CCDなど)、薄膜磁気へッド、マイクロマシーン及びDNAチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、EUV露光装置、X線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。   The use of the exposure apparatus in this case is not limited to the exposure apparatus for semiconductor manufacturing, but for example, an exposure apparatus for liquid crystal that transfers a liquid crystal display element pattern to a square glass plate, a plasma display, an organic EL, or the like The present invention can be widely applied to an exposure apparatus for manufacturing a display device, an image sensor (CCD, etc.), a thin film magnetic head, a micromachine, a DNA chip, and the like. Further, in order to manufacture reticles or masks used in not only microdevices such as semiconductor elements but also light exposure apparatuses, EUV exposure apparatuses, X-ray exposure apparatuses, electron beam exposure apparatuses, etc., glass substrates or silicon wafers, etc. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern.

また、上記実施形態の露光装置の光源は、F2レーザ、ArFエキシマレーザ、KrFエキシマレーザなどの紫外パルス光源に限らず、連続光源、例えばg線(波長436nm)、i線(波長365nm)などの輝線を発する超高圧水銀ランプを用いることも可能である。さらに、照明光ELとして、X線、特にEUV光などを用いても良い。 The light source of the exposure apparatus of the above embodiment is not limited to an ultraviolet pulse light source such as an F 2 laser, ArF excimer laser, or KrF excimer laser, but a continuous light source such as g-line (wavelength 436 nm), i-line (wavelength 365 nm), etc. It is also possible to use an ultra-high pressure mercury lamp that emits a bright line. Further, X-rays, particularly EUV light, etc. may be used as the illumination light EL.

また、DFB半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム(又はエルビウムとイッテルビウムの両方)がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。また、投影光学系の倍率は縮小系のみならず等倍及び拡大系のいずれでも良い。また、投影光学系としては、屈折系に限らず、反射光学素子と屈折光学素子とを有する反射屈折系(カタッディオプトリック系)あるいは反射光学素子のみを用いる反射系を用いても良い。なお、投影光学系PLとして反射屈折系又は反射系を用いるときは、前述した可動の光学素子として反射光学素子(凹面鏡や反射鏡など)の位置などを変更して投影光学系の結像性能を調整する。また、照明光ELとして、特にAr2レーザ光、又はEUV光などを用いる場合には、投影光学系PLを反射光学素子のみから成るオール反射系とすることもできる。但し、Ar2レーザ光やEUV光などを用いる場合にはレチクルRも反射型とする。 In addition, a single wavelength laser beam oscillated from a DFB semiconductor laser or fiber laser is amplified by a fiber amplifier doped with, for example, erbium (or both erbium and ytterbium), and a nonlinear optical crystal is obtained. It is also possible to use harmonics that have been converted into ultraviolet light. Further, the magnification of the projection optical system may be not only a reduction system but also an equal magnification or an enlargement system. The projection optical system is not limited to a refraction system, and may be a catadioptric system (catadioptric system) having a reflection optical element and a refraction optical element or a reflection system using only a reflection optical element. When a catadioptric system or a reflective system is used as the projection optical system PL, the imaging performance of the projection optical system is improved by changing the position of the reflective optical element (such as a concave mirror or a reflective mirror) as the movable optical element described above. adjust. Further, when Ar 2 laser light, EUV light or the like is used as the illumination light EL, the projection optical system PL may be an all reflection system composed of only a reflective optical element. However, when using Ar 2 laser light or EUV light, the reticle R is also of a reflective type.

なお、半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した実施形態の露光装置によりレチクルのパターンをウエハに転写するステップ、デバイス組み立てステップ(ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む)、検査ステップ等を経て製造される。このデバイス製造方法によると、リソグラフィ工程で、前述した実施形態の露光装置を用いて露光が行われるので、対象パターンに応じて結像性能が調整された、あるいは波面収差の計測結果に基づいて結像性能が高精度に調整された投影光学系PLを介してレチクルRのパターンがウエハW上に転写されるので、微細パターンを重ね合せ精度良くウエハW上に転写することが可能となる。従って、最終製品であるデバイスの歩留まりが向上し、その生産性の向上が可能となる。   For semiconductor devices, the step of designing the function and performance of the device, the step of manufacturing a reticle based on this design step, the step of manufacturing a wafer from a silicon material, and the pattern of the reticle on the wafer by the exposure apparatus of the above-described embodiment And a device assembly step (including a dicing process, a bonding process, and a packaging process), an inspection step, and the like. According to this device manufacturing method, since exposure is performed in the lithography process using the exposure apparatus of the above-described embodiment, the imaging performance is adjusted according to the target pattern, or the result is based on the measurement result of the wavefront aberration. Since the pattern of the reticle R is transferred onto the wafer W via the projection optical system PL whose image performance is adjusted with high accuracy, it becomes possible to transfer the fine pattern onto the wafer W with good overlay accuracy. Therefore, the yield of the device as the final product is improved, and the productivity can be improved.

以上説明したように、本発明の算出方法は、投影光学系によって物体上に投影されるパターンの像の形成状態を調整する調整装置で用いられる調整量を算出するのに適している。また、本発明の調整方法は、前記パターンの像の物体上での形成状態を調整するのに適している。また、本発明の露光方法及び露光装置は、パターンを物体上に精度良く転写するのに適している。また、本発明の像形成状態調整システムは、パターンの投影像の物体上での形成状態を迅速に最適化するのに適している。また、本発明のプログラム及び情報記録媒体は、露光装置の制御系の一部を構成するコンピュータにパターンの投影像の物体上での形成状態の最適化のための処理を実行させるのに適している。   As described above, the calculation method of the present invention is suitable for calculating the adjustment amount used in the adjustment device that adjusts the formation state of the pattern image projected onto the object by the projection optical system. The adjustment method of the present invention is suitable for adjusting the formation state of the pattern image on the object. The exposure method and exposure apparatus of the present invention are suitable for transferring a pattern onto an object with high accuracy. The image formation state adjustment system of the present invention is suitable for quickly optimizing the formation state of a pattern projection image on an object. The program and the information recording medium of the present invention are suitable for causing a computer constituting a part of a control system of an exposure apparatus to execute processing for optimizing the formation state of a pattern projection image on an object. Yes.

本発明の一実施形態に係る像形成状態調整システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the image formation state adjustment system which concerns on one Embodiment of this invention. 図1の第1の露光装置9221の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the structure of the 1st exposure apparatus 922 1 of FIG. 波面収差計測器の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of a wavefront aberration measuring device. 図4(A)は、光学系に収差が存在しない場合においてマイクロレンズアレイから射出される光束を示す図、図4(B)は、光学系に収差が存在する場合においてマイクロレンズアレイから射出される光束を示す図である。4A shows a light beam emitted from the microlens array when there is no aberration in the optical system, and FIG. 4B shows a light beam emitted from the microlens array when there is aberration in the optical system. FIG. 第2通信サーバ内のCPUによって実行される処理アルゴリズムを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process algorithm performed by CPU in a 2nd communication server. 図5のステップ118における処理を示すフローチャート(その1)である。It is a flowchart (the 1) which shows the process in step 118 of FIG. 図5のステップ118における処理を示すフローチャート(その2)である。It is a flowchart (the 2) which shows the process in step 118 of FIG. 図5のステップ118における処理を示すフローチャート(その3)である。6 is a flowchart (No. 3) showing a process in step 118 of FIG. 図5のステップ118における処理を示すフローチャート(その4)である。6 is a flowchart (No. 4) showing a process in step 118 of FIG. 図5のステップ118における処理を示すフローチャート(その5)である。6 is a flowchart (No. 5) showing a process in step 118 of FIG. 調整量の最適解を漸近的に求める手法に関して、原理的な説明を行うための図(その1)である。FIG. 5 is a diagram (part 1) for explaining the principle of a method for asymptotically obtaining an optimal solution for an adjustment amount; 調整量の最適解を漸近的に求める手法に関して、原理的な説明を行うための図(その2)である。FIG. 6 is a diagram (part 2) for explaining the principle of a method for asymptotically obtaining an optimal solution for an adjustment amount; 調整量の最適解を漸近的に求める手法に関して、原理的な説明を行うための図(その3)である。FIG. 10 is a diagram (No. 3) for explaining the principle of a method for asymptotically obtaining an optimal solution for an adjustment amount; 調整量の最適解を漸近的に求める手法に関して、原理的な説明を行うための図(その4)である。FIG. 14 is a diagram (No. 4) for explaining the principle of a technique for asymptotically obtaining an optimal solution for an adjustment amount; 図5のステップ116における処理を示すフローチャート(その1)である。It is a flowchart (the 1) which shows the process in step 116 of FIG. 図5のステップ116における処理を示すフローチャート(その2)である。It is a flowchart (the 2) which shows the process in step 116 of FIG. 図5のステップ116における処理を示すフローチャート(その3)である。It is a flowchart (the 3) which shows the process in step 116 of FIG. 図5のステップ116における処理を示すフローチャート(その4)である。6 is a flowchart (No. 4) showing a process in step 116 of FIG. 図5のステップ116における処理を示すフローチャート(その5)である。It is a flowchart (the 5) which shows the process in step 116 of FIG. 図5のステップ120における処理を示すフローチャート(その1)である。It is a flowchart (the 1) which shows the process in step 120 of FIG. 図5のステップ120における処理を示すフローチャート(その2)である。It is a flowchart (the 2) which shows the process in step 120 of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10…像形成状態調整システム、131〜135…可動レンズ(調整装置の一部)、16…光源(調整装置の一部)、48…結像性能補正コントローラ(調整装置の一部)、50…主制御装置(調整装置の一部)、56…ウエハステージ駆動部(調整装置の一部)、58…Zチルトステージ(調整装置の一部)、9221,9222,9223…露光装置、930…第2通信サーバ(コンピュータ、第1算出装置、第2算出装置、処理装置、評価装置、ツェルニケ感度再算出装置、調整量再算出装置、決定装置)、EL…照明光(エネルギビーム)、R…レチクル(マスク)、PL…投影光学系、W…ウエハ(物体)。
10 ... imaging condition adjustment system, 131-134 5 ... (part of the adjustment device) movable lens, 16 ... (part of the adjustment device) light source, (part of the adjusting device) 48 ... imaging performance correction controller, 50... Main control device (part of adjustment device) 56... Wafer stage drive unit (part of adjustment device) 58... Z tilt stage (part of adjustment device) 922 1 , 922 2 , 922 3 . Device, 930 ... second communication server (computer, first calculation device, second calculation device, processing device, evaluation device, Zernike sensitivity recalculation device, adjustment amount recalculation device, determination device), EL ... illumination light (energy beam) ), R ... reticle (mask), PL ... projection optical system, W ... wafer (object).

Claims (31)

投影光学系によって物体上に投影されるパターンの像の前記物体上での形成状態を調整する調整装置で用いられる調整量の最適値を算出する算出方法であって、
複数の調整量と前記投影光学系の所定の結像性能との関係を表す非線形関数を線形近似した結像性能計算近似関数を作成する近似関数作成工程と;
前記結像性能計算近似関数に基づいて前記複数の調整量の最適値を算出する算出工程と;を含む算出方法。
A calculation method for calculating an optimum value of an adjustment amount used in an adjustment device for adjusting a formation state of an image of a pattern projected on an object by a projection optical system on the object,
An approximation function creating step for creating an imaging performance calculation approximation function that linearly approximates a nonlinear function representing a relationship between a plurality of adjustment amounts and the predetermined imaging performance of the projection optical system;
A calculation step of calculating an optimum value of the plurality of adjustment amounts based on the imaging performance calculation approximation function.
算出された最新の複数の調整量の最適値に対応する、前記非線形関数を線形近似する新たな結像性能計算近次関数を作成する第1副工程と、前記新たな結像性能計算近次関数に基づいて前記複数の調整量の最適値を算出する第2副工程との一連の処理を、少なくとも1回行う処理工程を、更に含む請求項1に記載の算出方法。   A first sub-step of creating a new imaging performance calculation proximity function that linearly approximates the nonlinear function corresponding to the calculated optimum values of the plurality of latest adjustment amounts; and the new imaging performance calculation proximity The calculation method according to claim 1, further comprising a processing step of performing a series of processing with the second sub-step of calculating the optimum values of the plurality of adjustment amounts based on a function at least once. 前記処理工程では、前記一連の処理を複数回繰り返して、前記調整量の最適解を導くことを特徴とする請求項2に記載の算出方法。   The calculation method according to claim 2, wherein in the processing step, the series of processing is repeated a plurality of times to derive an optimal solution of the adjustment amount. 前記結像性能計算近似関数は、それぞれの調整量と前記所定の結像性能との関係を表す非線形関数の線形近似関数の線形和として表される前記所定の結像性能の線形近似変化量を含む関数であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の算出方法。   The imaging performance calculation approximation function is a linear approximation change amount of the predetermined imaging performance expressed as a linear sum of a linear approximation function of a nonlinear function representing a relationship between each adjustment amount and the predetermined imaging performance. The calculation method according to claim 1, wherein the calculation method is a function including. 前記結像性能計算近次関数は、前記複数の調整量と前記所定の結像性能との関係を表す非線形関数を、前記複数の調整量のそれぞれで偏微分した線形近似関数の線形和として表される前記所定の結像性能の線形近似変化量を含む関数であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の算出方法。   The imaging performance calculation proximity function is expressed as a linear sum of linear approximation functions obtained by partially differentiating a nonlinear function representing the relationship between the plurality of adjustment amounts and the predetermined imaging performance with each of the plurality of adjustment amounts. The calculation method according to claim 1, wherein the calculation method is a function including a linear approximate change amount of the predetermined imaging performance. 投影光学系によって物体上に投影されるパターンの像の前記物体上での形成状態を、調整装置を用いて調整する調整方法であって、
請求項1〜5のいずれか一項に記載の算出方法を用いて複数の調整量の最適値を算出する工程と;
算出された複数の調整量の最適値に基づいて前記調整装置を調整する工程と;を含む調整方法。
An adjustment method for adjusting a formation state of an image of a pattern projected on an object by a projection optical system on the object using an adjustment device,
Calculating an optimum value of a plurality of adjustment amounts using the calculation method according to claim 1;
Adjusting the adjusting device based on the calculated optimum values of the plurality of adjustment amounts.
請求項6に記載の調整方法により、前記パターンの像の前記物体上での形成状態を調整する工程と;
前記像の形成状態の調整が行われた後、前記パターンを前記投影光学系を用いて前記物体上に転写する工程と;を含む露光方法。
Adjusting the formation state of the image of the pattern on the object by the adjustment method according to claim 6;
And a step of transferring the pattern onto the object using the projection optical system after adjusting the image formation state.
パターンの投影像の形成状態を調整する調整装置を備えた投影光学系を用いて、所定のパターンを物体上に転写する露光方法であって、
与えられた目標露光条件と、前記投影光学系の波面に関する情報とに基づいて、目標露光条件下における前記調整装置で用いられる複数の調整量と前記投影光学系の所定の結像性能との関係を表す特定関数を、前記波面を展開したツェルニケ多項式の各項の係数でそれぞれ偏微分した偏微分係数である前記所定の結像性能のツェルニケ感度を算出するツェルニケ感度算出工程と;
前記複数の調整量と、所定の露光条件下における前記投影光学系の前記所定の結像性能と該結像性能の所定の目標値との差と、算出された前記所定の結像性能のツェルニケ感度と、前記複数の調整量のそれぞれと前記投影光学系の波面収差の変化との関係を示すパラメータ群から成る波面収差変化表との関係を示す結像性能計算関数に基づいて前記目標露光条件下における前記複数の調整量の最適値を算出する調整量算出工程と;
前記目標露光条件下で、前記複数の調整量の最適値の算出結果に基づいて前記調整装置を調整した状態で、前記パターンを前記投影光学系を用いて前記物体上に転写する転写工程と;を含む露光方法。
An exposure method for transferring a predetermined pattern onto an object using a projection optical system provided with an adjusting device for adjusting a formation state of a projected image of a pattern,
Based on given target exposure conditions and information on the wavefront of the projection optical system, a relationship between a plurality of adjustment amounts used in the adjustment device under the target exposure conditions and predetermined imaging performance of the projection optical system A Zernike sensitivity calculating step of calculating Zernike sensitivity of the predetermined imaging performance, which is a partial differential coefficient obtained by partially differentiating a specific function representing the Zernike polynomial by a coefficient of each term of the Zernike polynomial that expands the wavefront;
The plurality of adjustment amounts, the difference between the predetermined imaging performance of the projection optical system under a predetermined exposure condition and a predetermined target value of the imaging performance, and the calculated Zernike of the predetermined imaging performance The target exposure condition based on an imaging performance calculation function indicating a relationship between sensitivity and a wavefront aberration change table including a parameter group indicating a relationship between each of the plurality of adjustment amounts and a change in wavefront aberration of the projection optical system An adjustment amount calculation step of calculating an optimum value of the plurality of adjustment amounts below;
A transfer step of transferring the pattern onto the object using the projection optical system in a state where the adjustment device is adjusted based on the calculation result of the optimum values of the plurality of adjustment amounts under the target exposure condition; An exposure method comprising:
前記転写工程に先立って、前記複数の調整量の最適値の算出結果と前記結像性能計算関数とに基づいて最適化の結果を評価する評価工程と;
評価の結果、更なる最適化が必要な場合に、前記複数の調整量の最適値の算出結果と前記波面収差変化表とに基づいて算出される新たな波面に関する情報と前記目標露光条件とに基づいて、前記目標露光条件下における前記所定の結像性能のツェルニケ感度を新たに算出するツェルニケ感度再算出工程と;
前記複数の調整量と、所定の露光条件下における前記投影光学系の前記所定の結像性能と該結像性能の所定の目標値との差と、前記新たに算出された前記所定の結像性能のツェルニケ感度と、前記波面収差変化表との関係を示す結像性能計算関数に基づいて前記目標露光条件下における前記複数の調整量の最適値を新たに算出する調整量再算出工程と;を更に含む請求項8に記載の露光方法。
An evaluation step of evaluating an optimization result based on a calculation result of an optimum value of the plurality of adjustment amounts and the imaging performance calculation function prior to the transfer step;
As a result of the evaluation, when further optimization is required, information on the new wavefront calculated based on the calculation result of the optimum value of the plurality of adjustment amounts and the wavefront aberration change table and the target exposure condition A Zernike sensitivity recalculation step for newly calculating a Zernike sensitivity of the predetermined imaging performance under the target exposure condition;
The plurality of adjustment amounts, a difference between the predetermined imaging performance of the projection optical system under a predetermined exposure condition and a predetermined target value of the imaging performance, and the newly calculated predetermined imaging An adjustment amount recalculation step for newly calculating optimum values of the plurality of adjustment amounts under the target exposure condition based on an imaging performance calculation function indicating a relationship between Zernike sensitivity of performance and the wavefront aberration change table; The exposure method according to claim 8, further comprising:
前記評価工程、前記ツェルニケ感度再算出工程及び調整量再算出工程の一連の処理を、複数回繰り返すことを特徴とする請求項8に記載の露光方法。   The exposure method according to claim 8, wherein a series of processes of the evaluation step, the Zernike sensitivity recalculation step, and the adjustment amount recalculation step are repeated a plurality of times. 前記所定露光条件は、少なくとも1つの基準となる露光条件であることを特徴とする請求項8〜10のいずれか一項に記載の露光方法。   The exposure method according to claim 8, wherein the predetermined exposure condition is an exposure condition serving as at least one reference. 前記投影光学系の波面に関する情報は、前記基準となる露光条件下における調整後の前記投影光学系の波面に関する情報であることを特徴とする請求項11に記載の露光方法。   12. The exposure method according to claim 11, wherein the information about the wavefront of the projection optical system is information about the wavefront of the projection optical system after adjustment under the reference exposure conditions. 前記投影光学系の波面収差に関する情報は、前記投影光学系の単体の波面収差と前記基準となる露光条件下における前記投影光学系の結像性能との情報に基づいて算出されたものであることを特徴とする請求項11に記載の露光方法。   The information on the wavefront aberration of the projection optical system is calculated based on information on the single wavefront aberration of the projection optical system and the imaging performance of the projection optical system under the reference exposure conditions. The exposure method according to claim 11. 前記所定露光条件は、前記目標露光条件であることを特徴とする請求項8〜10のいずれか一項に記載の露光方法。   The exposure method according to claim 8, wherein the predetermined exposure condition is the target exposure condition. 前記投影光学系の波面に関する情報は、前記目標露光条件下における波面収差の実測データであることを特徴とする請求項14に記載の露光方法。   15. The exposure method according to claim 14, wherein the information on the wavefront of the projection optical system is actually measured data of wavefront aberration under the target exposure condition. パターンの投影像を物体上に形成する投影光学系の所定の結像性能を算出する結像性能算出方法であって、
少なくとも1つの基準となる露光条件下における、前記投影像の形成状態を調整する調整装置で用いられる複数の調整量の情報及び前記投影光学系の波面に関する情報に基づいて、任意の露光条件下における、前記複数の調整量と前記投影光学系の所定の結像性能との関係を表す特定関数を、前記波面を展開したツェルニケ多項式の各項の係数でそれぞれ偏微分した偏微分係数である前記所定の結像性能のツェルニケ感度を算出するツェルニケ感度算出工程と;
前記投影光学系の波面収差と前記所定の結像性能のツェルニケ感度とに基づいて、前記任意の露光条件下における前記投影光学系の前記所定の結像性能を算出する結像性能算出工程と;を含む結像性能算出方法。
An imaging performance calculation method for calculating a predetermined imaging performance of a projection optical system that forms a projected image of a pattern on an object,
Based on information on a plurality of adjustment amounts used in the adjustment device that adjusts the formation state of the projection image under exposure conditions serving as at least one reference, and information on the wavefront of the projection optical system, The predetermined function is a partial differential coefficient obtained by partially differentiating a specific function representing a relationship between the plurality of adjustment amounts and a predetermined imaging performance of the projection optical system with a coefficient of each term of a Zernike polynomial in which the wavefront is expanded. A Zernike sensitivity calculating step of calculating a Zernike sensitivity of the imaging performance of;
An imaging performance calculation step of calculating the predetermined imaging performance of the projection optical system under the arbitrary exposure conditions based on the wavefront aberration of the projection optical system and the Zernike sensitivity of the predetermined imaging performance; Imaging performance calculation method including
投影光学系を介して物体上にパターンを転写する露光方法であって、
請求項16に記載の結像性能算出方法を用いて、前記転写における複数の設定情報のうち着目する設定情報に関して設定値が異なる複数の露光条件でそれぞれ前記投影光学系の結像性能を算出する工程を含む露光方法。
An exposure method for transferring a pattern onto an object via a projection optical system,
The imaging performance calculation method according to claim 16 is used to calculate the imaging performance of the projection optical system respectively under a plurality of exposure conditions having different setting values with respect to setting information of interest among a plurality of setting information in the transfer. An exposure method including steps.
エネルギビームによりマスクを照明して前記マスクに形成されたパターンを投影光学系を介して物体上に転写する露光装置であって、
前記パターンの投影像の物体上での形成状態を調整する調整装置と;
与えられた目標露光条件と、前記投影光学系の波面に関する情報とに基づいて、目標露光条件下における前記調整装置で用いられる複数の調整量と前記投影光学系の所定の結像性能との関係を表す特定関数を、前記波面を展開したツェルニケ多項式の各項の係数でそれぞれ偏微分した偏微分係数である前記所定の結像性能のツェルニケ感度を算出する第1算出装置と;
前記複数の調整量と、所定の露光条件下における前記投影光学系の前記所定の結像性能と該結像性能の所定の目標値との差と、前記第1算出装置により算出されたツェルニケ感度と、前記複数の調整量のそれぞれと前記投影光学系の波面収差の変化との関係を示すパラメータ群から成る波面収差変化表との関係を示す結像性能計算関数に基づいて前記目標露光条件下における前記複数の調整量の最適値を算出する第2算出装置と;
前記パターンの転写を行うに当たり、前記複数の調整量の最適値の算出結果に基づいて前記調整装置を調整する処理装置と;を備える露光装置。
An exposure apparatus that illuminates a mask with an energy beam and transfers a pattern formed on the mask onto an object via a projection optical system,
An adjusting device for adjusting a formation state of the projected image of the pattern on the object;
Based on given target exposure conditions and information on the wavefront of the projection optical system, a relationship between a plurality of adjustment amounts used in the adjustment device under the target exposure conditions and predetermined imaging performance of the projection optical system A first calculation device that calculates Zernike sensitivity of the predetermined imaging performance, which is a partial differential coefficient obtained by partially differentiating a specific function that represents a specific function by a coefficient of each term of a Zernike polynomial that expands the wavefront;
The plurality of adjustment amounts, the difference between the predetermined imaging performance of the projection optical system under a predetermined exposure condition and a predetermined target value of the imaging performance, and the Zernike sensitivity calculated by the first calculation device Based on an imaging performance calculation function indicating a relationship between each of the plurality of adjustment amounts and a wavefront aberration change table including a parameter group indicating a relationship between a change in wavefront aberration of the projection optical system. A second calculation device for calculating an optimum value of the plurality of adjustment amounts in;
An exposure apparatus comprising: a processing device that adjusts the adjustment device based on a calculation result of the optimum values of the plurality of adjustment amounts when transferring the pattern.
前記処理装置による調整に先立って、前記複数の調整量の最適値の算出結果と前記結像性能計算関数とに基づいて最適化の結果を評価し、更なる最適化が必要か否かを判断する評価装置と;
前記評価装置により更なる最適化が必要と判断された場合に、前記複数の調整量の最適値の算出結果と前記波面収差変化表とに基づいて新たな波面に関する情報を算出するとともに、その新たな波面に関する情報と前記目標露光条件とに基づいて、前記目標露光条件下における前記所定の結像性能のツェルニケ感度を新たに算出するツェルニケ感度再算出装置と;
前記複数の調整量と、所定の露光条件下における前記投影光学系の前記所定の結像性能と該結像性能の所定の目標値との差と、前記新たに算出された前記所定の結像性能のツェルニケ感度と、前記波面収差変化表との関係を示す結像性能計算関数に基づいて前記目標露光条件下における前記複数の調整量の最適値を新たに算出する調整量再算出装置と;を更に備える請求項18に記載の露光装置。
Prior to the adjustment by the processing device, the optimization result is evaluated based on the calculation result of the optimum value of the plurality of adjustment amounts and the imaging performance calculation function, and it is determined whether further optimization is necessary. An evaluation device to perform;
When the evaluation device determines that further optimization is necessary, it calculates new wavefront information based on the calculation results of the optimum values of the plurality of adjustment amounts and the wavefront aberration change table, and the new A Zernike sensitivity recalculation device that newly calculates a Zernike sensitivity of the predetermined imaging performance under the target exposure condition on the basis of information relating to a correct wavefront and the target exposure condition;
The plurality of adjustment amounts, a difference between the predetermined imaging performance of the projection optical system under a predetermined exposure condition and a predetermined target value of the imaging performance, and the newly calculated predetermined imaging An adjustment amount recalculation device that newly calculates an optimum value of the plurality of adjustment amounts under the target exposure condition based on an imaging performance calculation function indicating a relationship between Zernike sensitivity of performance and the wavefront aberration change table; The exposure apparatus according to claim 18, further comprising:
エネルギビームによりマスクを照明して前記マスクに形成されたパターンを投影光学系を介して物体上に転写する露光装置であって、
前記投影像の物体上での形成状態を調整する調整装置と;
少なくとも1つの基準となる露光条件下における、前記調整装置で用いられる複数の調整量の情報及び前記投影光学系の波面に関する情報に基づいて、任意の露光条件下における、前記複数の調整量と前記投影光学系の所定の結像性能との関係を表す特定関数を、前記波面を展開したツェルニケ多項式の各項の係数でそれぞれ偏微分した偏微分係数である前記所定の結像性能のツェルニケ感度を算出する第1算出装置と;
前記投影光学系の波面収差と前記第1算出装置で算出されたツェルニケ感度とに基づいて、前記任意の露光条件下における前記投影光学系の前記所定の結像性能を算出する第2算出装置と;を備える露光装置。
An exposure apparatus that illuminates a mask with an energy beam and transfers a pattern formed on the mask onto an object via a projection optical system,
An adjusting device for adjusting the formation state of the projected image on the object;
Based on information on a plurality of adjustment amounts used in the adjustment device and information on the wavefront of the projection optical system under at least one reference exposure condition, the plurality of adjustment amounts under the arbitrary exposure conditions The Zernike sensitivity of the predetermined imaging performance, which is a partial differential coefficient obtained by partially differentiating the specific function representing the relationship with the predetermined imaging performance of the projection optical system by the coefficient of each term of the Zernike polynomial that expands the wavefront. A first calculating device for calculating;
A second calculation device for calculating the predetermined imaging performance of the projection optical system under the arbitrary exposure conditions based on the wavefront aberration of the projection optical system and the Zernike sensitivity calculated by the first calculation device; An exposure apparatus.
前記投影光学系による投影対象となるパターンの投影条件に関する複数の設定情報のうち着目する設定情報に関して設定値が異なる複数の露光条件で、前記第1、第2算出装置を用いて、それぞれ前記投影光学系の前記所定の結像性能を算出し、前記露光条件毎に算出される前記結像性能に基づいて前記着目する設定情報に関する設定値が最適となる露光条件を決定する決定装置を、更に備える請求項20に記載の露光装置。   Using the first and second calculation devices, the projection is performed under a plurality of exposure conditions having different setting values with respect to setting information to be noticed among a plurality of setting information related to the projection conditions of the pattern to be projected by the projection optical system. A determination device that calculates the predetermined imaging performance of the optical system, and determines an exposure condition in which a setting value related to the focused setting information is optimal based on the imaging performance calculated for each exposure condition; The exposure apparatus according to claim 20. 所定のパターンの投影像を投影光学系を用いて物体上に形成する露光装置で用いられる前記投影像の物体上での形成状態を最適化するための像形成状態調整システムであって、
前記投影像の物体上での形成状態を調整する調整装置と;
前記露光装置に通信路を介して接続されたコンピュータと;を備え、
前記コンピュータは、
与えられた目標露光条件と、前記投影光学系の波面に関する情報とに基づいて、目標露光条件下における前記調整装置で用いられる複数の調整量と前記投影光学系の所定の結像性能との関係を表す特定関数を、前記波面を展開したツェルニケ多項式の各項の係数でそれぞれ偏微分した偏微分係数である前記所定の結像性能のツェルニケ感度を算出する第1の機能と;
前記複数の調整量と、所定の露光条件下における前記投影光学系の前記所定の結像性能と該結像性能の所定の目標値との差と、算出された前記所定の結像性能のツェルニケ感度と、前記複数の調整量のそれぞれと前記投影光学系の波面収差の変化との関係を示すパラメータ群から成る波面収差変化表との関係を示す結像性能計算関数に基づいて前記目標露光条件下における前記複数の調整量の最適値を算出する第2の機能と;を有することを特徴とする像形成状態調整システム。
An image formation state adjustment system for optimizing the formation state of the projection image on an object used in an exposure apparatus that forms a projection image of a predetermined pattern on the object using a projection optical system,
An adjusting device for adjusting the formation state of the projected image on the object;
A computer connected to the exposure apparatus via a communication path;
The computer
Based on given target exposure conditions and information on the wavefront of the projection optical system, a relationship between a plurality of adjustment amounts used in the adjustment device under the target exposure conditions and predetermined imaging performance of the projection optical system A first function for calculating a Zernike sensitivity of the predetermined imaging performance, which is a partial differential coefficient obtained by partially differentiating a specific function representing the Zernike polynomial by a coefficient of each term of the Zernike polynomial that expands the wavefront;
The plurality of adjustment amounts, the difference between the predetermined imaging performance of the projection optical system under a predetermined exposure condition and a predetermined target value of the imaging performance, and the calculated Zernike of the predetermined imaging performance The target exposure condition based on an imaging performance calculation function indicating a relationship between sensitivity and a wavefront aberration change table including a parameter group indicating a relationship between each of the plurality of adjustment amounts and a change in wavefront aberration of the projection optical system A second function of calculating an optimum value of the plurality of adjustment amounts below; and an image forming state adjustment system characterized by comprising:
前記コンピュータは、
前記複数の調整量の最適値の算出結果と前記結像性能計算関数とに基づいて最適化の結果を評価しその評価結果に基づいて更なる最適化が必要か否かを判断する第3の機能と;
更なる最適化が必要と判断した場合に、前記複数の調整量の最適値の算出結果と前記波面収差変化表とに基づいて新たな波面に関する情報を算出するとともに、その新たな波面に関する情報と前記目標露光条件とに基づいて、前記目標露光条件下における前記所定の結像性能のツェルニケ感度を新たに算出する第4の機能と;
前記複数の調整量と、所定の露光条件下における前記投影光学系の前記所定の結像性能と該結像性能の所定の目標値との差と、前記新たに算出された前記所定の結像性能のツェルニケ感度と、前記波面収差変化表との関係を示す結像性能計算関数に基づいて前記目標露光条件下における前記複数の調整量の最適値を新たに算出する第5の機能と;を更に有することを特徴とする請求項22に記載の像形成状態調整システム。
The computer
A third evaluation for evaluating the optimization result based on the calculation result of the optimum values of the plurality of adjustment amounts and the imaging performance calculation function, and determining whether further optimization is necessary based on the evaluation result; Function and;
When it is determined that further optimization is necessary, information on a new wavefront is calculated based on the calculation results of the optimum values of the plurality of adjustment amounts and the wavefront aberration change table, and information on the new wavefront A fourth function for newly calculating the Zernike sensitivity of the predetermined imaging performance under the target exposure condition based on the target exposure condition;
The plurality of adjustment amounts, a difference between the predetermined imaging performance of the projection optical system under a predetermined exposure condition and a predetermined target value of the imaging performance, and the newly calculated predetermined imaging A fifth function for newly calculating optimum values of the plurality of adjustment amounts under the target exposure condition based on an imaging performance calculation function indicating a relationship between Zernike sensitivity of performance and the wavefront aberration change table; The image forming state adjustment system according to claim 22, further comprising:
所定のパターンの投影像を投影光学系を用いて物体上に形成する露光装置で用いられる前記投影像の物体上での形成状態を最適化するための像形成状態調整システムであって、
前記投影像の物体上での形成状態を調整する調整装置と;
前記露光装置に通信路を介して接続され、少なくとも1つの基準となる露光条件下における、前記調整装置で用いられる複数の調整量の情報及び前記投影光学系の波面に関する情報に基づいて、任意の露光条件下における、前記複数の調整量と前記投影光学系の所定の結像性能との関係を表す特定関数を、前記波面を展開したツェルニケ多項式の各項の係数でそれぞれ偏微分した偏微分係数であるツェルニケ感度を算出するとともに、前記投影光学系の波面収差と算出された前記所定の結像性能のツェルニケ感度とに基づいて、前記任意の露光条件下における前記投影光学系の前記所定の結像性能を算出するコンピュータと;を備える像形成状態調整システム。
An image formation state adjustment system for optimizing the formation state of the projection image on an object used in an exposure apparatus that forms a projection image of a predetermined pattern on the object using a projection optical system,
An adjusting device for adjusting the formation state of the projected image on the object;
Based on information on a plurality of adjustment amounts used in the adjustment device and information on the wavefront of the projection optical system under an exposure condition that is connected to the exposure device via a communication path and serves as at least one reference. A partial differential coefficient obtained by partially differentiating a specific function representing the relationship between the plurality of adjustment amounts and the predetermined imaging performance of the projection optical system under the exposure condition by a coefficient of each term of the Zernike polynomial that expands the wavefront Zernike sensitivity is calculated, and based on the wavefront aberration of the projection optical system and the calculated Zernike sensitivity of the predetermined imaging performance, the predetermined result of the projection optical system under the arbitrary exposure conditions is calculated. An image forming state adjustment system comprising: a computer that calculates image performance.
前記コンピュータは、前記投影光学系による投影対象となるパターンの投影条件に関する複数の設定情報のうち着目する設定情報に関して設定値が異なる複数の露光条件について前記所定の結像性能の算出をそれぞれ実行し、前記露光条件毎に算出される前記結像性能に基づいて前記着目する設定情報に関する設定値が最適となる露光条件を決定することを特徴とする請求項24に記載の像形成状態調整システム。   The computer executes the calculation of the predetermined imaging performance for a plurality of exposure conditions having different setting values with respect to setting information to be noted among a plurality of setting information related to the projection conditions of a pattern to be projected by the projection optical system. 25. The image forming state adjustment system according to claim 24, wherein an exposure condition in which a setting value related to the focused setting information is optimal is determined based on the imaging performance calculated for each exposure condition. 前記コンピュータは、前記露光装置の構成各部を制御する制御用コンピュータであることを特徴とする請求項22〜25のいずれか一項に記載の像形成状態調整システム。   The image forming state adjustment system according to any one of claims 22 to 25, wherein the computer is a control computer that controls each component of the exposure apparatus. 所定のパターンの投影像を投影光学系を用いて物体上に形成するとともに、前記投影像の前記物体上での形成状態を調整する調整装置を備えた露光装置の制御系の一部を構成するコンピュータに所定の処理を実行させるプログラムであって、
与えられた目標露光条件と、前記投影光学系の波面に関する情報とに基づいて、目標露光条件下における前記調整装置で用いられる複数の調整量と前記投影光学系の所定の結像性能との関係を表す特定関数を、前記波面を展開したツェルニケ多項式の各項の係数でそれぞれ偏微分した偏微分係数である前記所定の結像性能のツェルニケ感度を算出する手順と;
前記複数の調整量と、所定の露光条件下における前記投影光学系の前記所定の結像性能と該結像性能の所定の目標値との差と、算出された前記所定の結像性能のツェルニケ感度と、前記複数の調整量のそれぞれと前記投影光学系の波面収差の変化との関係を示すパラメータ群から成る波面収差変化表との関係を示す結像性能計算関数に基づいて前記目標露光条件下における前記複数の調整量の最適値を算出する手順と;を、前記コンピュータに実行させるプログラム。
A projection image of a predetermined pattern is formed on an object using a projection optical system, and a part of a control system of an exposure apparatus including an adjustment device that adjusts a formation state of the projection image on the object is configured. A program for causing a computer to execute predetermined processing,
Based on given target exposure conditions and information on the wavefront of the projection optical system, a relationship between a plurality of adjustment amounts used in the adjustment device under the target exposure conditions and predetermined imaging performance of the projection optical system A procedure for calculating Zernike sensitivity of the predetermined imaging performance, which is a partial differential coefficient obtained by partially differentiating a specific function that represents a specific function by a coefficient of each term of a Zernike polynomial that expands the wavefront;
The plurality of adjustment amounts, the difference between the predetermined imaging performance of the projection optical system under a predetermined exposure condition and a predetermined target value of the imaging performance, and the calculated Zernike of the predetermined imaging performance The target exposure condition based on an imaging performance calculation function indicating a relationship between sensitivity and a wavefront aberration change table including a parameter group indicating a relationship between each of the plurality of adjustment amounts and a change in wavefront aberration of the projection optical system A program for causing the computer to execute a procedure for calculating optimal values of the plurality of adjustment amounts below.
前記複数の調整量の最適値の算出結果と前記結像性能計算関数とに基づいて最適化の結果を評価しその評価結果に基づいて更なる最適化が必要か否かを判断する手順と;
更なる最適化が必要と判断した場合に、前記複数の調整量の最適値の算出結果と前記波面収差変化表とに基づいて新たな波面に関する情報を算出するとともに、その新たな波面に関する情報と前記目標露光条件とに基づいて、前記目標露光条件下における前記所定の結像性能のツェルニケ感度を新たに算出する手順と;
前記複数の調整量と、所定の露光条件下における前記投影光学系の前記所定の結像性能と該結像性能の所定の目標値との差と、新たに算出された前記所定の結像性能のツェルニケ感度と、前記波面収差変化表との関係を示す結像性能計算関数に基づいて前記目標露光条件下における前記複数の調整量の最適値を新たに算出する手順と;を前記コンピュータに更に実行させる請求項27に記載のプログラム。
A procedure for evaluating an optimization result based on a calculation result of an optimum value of the plurality of adjustment amounts and the imaging performance calculation function, and determining whether further optimization is necessary based on the evaluation result;
When it is determined that further optimization is necessary, information on a new wavefront is calculated based on the calculation results of the optimum values of the plurality of adjustment amounts and the wavefront aberration change table, and information on the new wavefront A procedure for newly calculating the Zernike sensitivity of the predetermined imaging performance under the target exposure condition based on the target exposure condition;
The plurality of adjustment amounts, a difference between the predetermined imaging performance of the projection optical system under a predetermined exposure condition and a predetermined target value of the imaging performance, and the newly calculated predetermined imaging performance A step of newly calculating optimum values of the plurality of adjustment amounts under the target exposure condition based on an imaging performance calculation function indicating a relationship between the Zernike sensitivity of the lens and the wavefront aberration change table; The program according to claim 27 to be executed.
所定のパターンの投影像を投影光学系を用いて物体上に形成するとともに、前記投影像の前記物体上での形成状態を調整する調整装置を備えた露光装置の制御系の一部を構成するコンピュータに所定の処理を実行させるプログラムであって、
少なくとも1つの基準となる露光条件下における、前記調整装置で用いられる複数の調整量の情報及び前記投影光学系の波面に関する情報に基づいて、任意の露光条件下における、前記複数の調整量と前記投影光学系の所定の結像性能との関係を表す特定関数を、前記波面を展開したツェルニケ多項式の各項の係数でそれぞれ偏微分した偏微分係数である前記所定の結像性能のツェルニケ感度を算出する手順と;
前記投影光学系の波面収差と算出された前記所定の結像性能のツェルニケ感度とに基づいて、前記任意の露光条件下における前記投影光学系の前記所定の結像性能を算出する手順と;を前記コンピュータに実行させるプログラム。
A projection image of a predetermined pattern is formed on an object using a projection optical system, and a part of a control system of an exposure apparatus including an adjustment device that adjusts a formation state of the projection image on the object is configured. A program for causing a computer to execute predetermined processing,
Based on information on a plurality of adjustment amounts used in the adjustment device and information on the wavefront of the projection optical system under at least one reference exposure condition, the plurality of adjustment amounts under the arbitrary exposure conditions The Zernike sensitivity of the predetermined imaging performance, which is a partial differential coefficient obtained by partially differentiating the specific function representing the relationship with the predetermined imaging performance of the projection optical system by the coefficient of each term of the Zernike polynomial that expands the wavefront. A procedure for calculating;
Calculating the predetermined imaging performance of the projection optical system under the arbitrary exposure conditions based on the wavefront aberration of the projection optical system and the calculated Zernike sensitivity of the predetermined imaging performance; A program to be executed by the computer.
前記投影光学系による投影対象となるパターンの投影条件に関する複数の設定情報のうち着目する設定情報に関して設定値が異なる複数の露光条件について前記所定の結像性能の算出を、前記コンピュータに、それぞれ実行させるとともに、
前記露光条件毎に算出される前記結像性能に基づいて前記着目する設定情報に関する設定値が最適となる露光条件を決定する手順を、前記コンピュータに更に実行させることを特徴とする請求項29に記載のプログラム。
The computer executes the calculation of the predetermined imaging performance for a plurality of exposure conditions having different setting values with respect to setting information of interest among a plurality of setting information related to the projection conditions of the pattern to be projected by the projection optical system. As well as
30. The method according to claim 29, further causing the computer to execute a procedure for determining an exposure condition at which a setting value relating to the setting information of interest is optimal based on the imaging performance calculated for each of the exposure conditions. The listed program.
請求項27〜30のいずれか一項に記載のプログラムが記録されたコンピュータによる読み取りが可能な情報記録媒体。
A computer-readable information recording medium on which the program according to any one of claims 27 to 30 is recorded.
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