(57)【要約】      （修正有）【課題】投影光学系の光学性能を調整するための調整パラメータとして物体面距離及び像面距離の両方を求めることができる技術を提供する。【解決手段】異なるｎ個の照明条件のそれぞれについて、ｍ個の調整パラメータのそれぞれの値の変化に対する敏感度を取得するステップＳ１０２と、前記互いに異なるｎ個の照明条件のそれぞれについて、テストパターンの像の位置ズレを取得するステップＳ１０４と、ｍ個の調整パラメータの値を変数として、前記ｎ個の位置ズレを、ｍ個の敏感度のそれぞれとｍ個の変数のそれぞれとの積の和を含む関数で定義してｎ個の方程式を生成するステップＳ１０６と、前記ｎ個の方程式を解くことで前記ｍ個の調整パラメータのそれぞれの値を算出する算出ステップＳ１０８と、を有し、前記敏感度は、調整パラメータの値の変化に対する前記テストパターンの像の位置ズレを示し、前記調整パラメータは、物体面距離と、像面距離とを含む。【選択図】図１
2010109017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レチクルのパターンを基板に転写する露光装置の投影光学系の光学性能を調整するための調整パラメータの値を算出する算出方法であって、
互いに異なるｎ（ｎ≧２）個の照明条件のそれぞれについて、互いに異なるｍ個（ｍ≦ｎ）の調整パラメータのそれぞれの値の変化に対する敏感度を取得する第１の取得ステップと、
前記互いに異なるｎ個の照明条件のそれぞれについて、前記投影光学系の物体面に配置されたテストパターンを投影した際に前記投影光学系の像面に形成される前記テストパターンの像の位置ズレを取得する第２の取得ステップと、
ｍ個の調整パラメータの値を変数として、前記第２の取得ステップで取得したｎ個の位置ズレのそれぞれを、前記第１の取得ステップで取得したｍ個の敏感度のそれぞれとｍ個の変数のそれぞれとの積の和を含む関数で定義してｎ個の方程式を生成し、前記ｎ個の方程式を解くことで前記ｍ個の調整パラメータのそれぞれの値を算出する算出ステップと、
を有し、
前記敏感度は、調整パラメータの値の変化に対する前記投影光学系の像面に形成される前記テストパターンの像の位置ズレを示し、
前記調整パラメータは、少なくとも、前記レチクルと前記投影光学系の最も物体面側の光学素子との間の物体面距離と、前記基板と前記投影光学系の最も像面側の光学素子との間の像面距離とを含むことを特徴とする算出方法。
【請求項２】
前記算出ステップでは、前記第２の取得ステップで取得したｎ個の位置ズレのそれぞれを、前記第１の取得ステップで取得したｍ個の敏感度のそれぞれとｍ個の変数のそれぞれとの積の和と前記投影光学系の収差情報とを含む関数で定義してｎ個の方程式を生成し、前記ｎ個の方程式を解くことで前記ｍ個の調整パラメータのそれぞれの値を算出することを特徴とする請求項１に記載の算出方法。
【請求項３】
レチクルのパターンを基板に投影する投影光学系を備える露光装置であって、
前記投影光学系の光学性能を調整するための調整パラメータの値を算出する算出部と、
前記算出部で算出された調整パラメータの値に基づいて、前記投影光学系の光学性能を調整する調整部と、
を有し、
前記算出部は、互いに異なるｎ（ｎ≧２）個の照明条件のそれぞれについて、互いに異なるｍ個（ｍ≦ｎ）の調整パラメータの値を変数として、前記投影光学系の物体面に配置されたテストパターンを投影した際に前記投影光学系の像面に形成される前記テストパターンの像の位置ズレを、前記互いに異なるｍ個の調整パラメータのそれぞれの値の変化に対する敏感度と前記ｍ個の変数との積の和を含む関数で定義してｎ個の方程式を生成し、前記ｎ個の方程式を解くことで前記ｍ個の調整パラメータのそれぞれの値を算出し、
前記敏感度は、調整パラメータの値の変化に対する前記投影光学系の像面に形成される前記テストパターンの像の位置ズレを示し、
前記調整パラメータは、少なくとも、前記レチクルと前記投影光学系の最も物体面側の光学素子との間の物体面距離と、前記基板と前記投影光学系の最も像面側の光学素子との間の像面距離とを含むことを特徴とする露光装置。
【請求項４】
前記互いに異なるｎ個の照明条件のそれぞれについて、前記投影光学系の物体面に配置されたテストパターンを投影した際に前記投影光学系の像面に形成される前記テストパターンの像の位置ズレを計測する計測部を更に有することを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
【請求項５】
前記互いに異なるｎ個の照明条件のそれぞれについて、前記投影光学系の物体面に配置されたテストパターンを投影した際に前記投影光学系の像面に形成される前記テストパターンの像の位置ズレを入力する入力部を更に有することを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
【請求項６】
前記レチクルを保持する第１のステージと、
前記基板を保持する第２のステージと、
を更に有し、
前記調整部は、前記算出部で算出された前記物体面距離の値及び前記像面距離の値に基づいて、前記第１のステージ及び前記第２のステージの前記投影光学系の光軸方向の位置を調整することを特徴とする請求項３乃至５のうちいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項７】
請求項３乃至６のうちいずれか１項に記載の露光装置を用いて基板を露光するステップと、
露光された前記基板を現像するステップと、
を有することを特徴とするデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、算出方法、露光装置及びデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィー（焼き付け）技術を用いて半導体素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッドなど（半導体デバイス）を製造する際に、投影露光装置が従来から使用されている。投影露光装置は、レチクル（マスク）に形成されたパターンを投影光学系によってウエハ等の基板に投影してパターンを転写する。
【０００３】
投影露光装置においては、投影光学系の収差によるパターン（転写されるパターン）への影響が深刻な問題になってきているため、検査（計測）項目の増加など収差に対する要求が厳しくなると共に、かかる収差を高精度に調整することが重要となっている。
【０００４】
そこで、投影光学系を介してテストパターンを結像させ、テストパターン像の中心の基準からの位置ずれに基づいて、投影光学系の収差を計測する技術が提案されている（特許文献１参照）。かかる技術では、投影光学系を通過する光束を特定の瞳領域のみを通過するように制限することで、特定の収差量（例えば、ベストフォーカス量やＺｅｒｎｉｋｅ係数）だけを抽出することができる。ここで、特定の瞳領域のみを通過するように制限するためには、投影光学系の瞳面と共役な位置に特殊な開口を有する絞りを配置すればよい。また、レチクルのテストパターン面に対して反対の面（レチクルの裏面）側に特殊な開口を有する遮光部を配置してパターンを照明する光束の入射角度を制限し、特定の瞳領域のみを通過するように制限してもよい。なお、投影光学系の瞳面を通過させる光束の領域（瞳領域）は、表１に示すＺｅｒｉｋｅ多項式の各項の係数（Ｚｅｒｎｉｋｅ係数）Ｃ１乃至Ｃ３６に対して決定される。
【０００５】
【表１】
2010109017.tif 000003
【０００６】
また、投影光学系の瞳面に形成される光強度分布の大きさを変えて、その複数の条件下で像を投影光学系の像面上に形成し、複数の像の計測結果から投影光学系の収差を算出する方法が提案されている（特許文献２参照）。特許文献２では、照明光学系が形成する有効光源分布の大きさ、レチクルパターンの形状、または、投影光学系の開口絞りの大きさを変えることにより、投影光学系の瞳面に形成される光強度分布の大きさを変えている。
【０００７】
一方、ＰＳＦＭ（Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｆｏｃｕｓ  Ｍｏｎｉｔｏｒ）マスクを用いてデフォーカスを計測する技術も提案されている（特許文献３参照）。かかる技術では、回折格子パターンの＋１次光と−１次光の回折強度を異ならせる、或いは、一方の回折次数をゼロにすることで、非対称な回折格子像を形成する。この際、回折格子像は、デフォーカス状態に応じて回折光の飛ぶ方向（回折方向）に横ズレを起こすため、この現象を利用してデフォーカスを計測することができる。
【０００８】
但し、ＰＳＦＭマスクはパターンの製造誤差（描画誤差や位相の彫り込み誤差）の影響を受けやすい。そこで、異なる２つの照明条件でＰＳＦＭマスクのパターンを形成し、２つの照明条件ごとの位置ズレ量ｄ１及びｄ２から、以下の式１に従って、デフォーカス量ΔＺを求めている（特許文献４参照）。なお、ｋ１及びｋ２は、異なる２つの照明条件ごとのフォーカスに対する位置ズレ敏感度である。
【０００９】
ΔＺ＝（ｄ１−ｄ２）／（ｋ１−ｋ２）  ・・・（式１）
【特許文献１】特開２００３−１７８９６８号公報
【特許文献２】特許第３９２６５７０号公報
【特許文献３】特許第３２９７４２３号公報
【特許文献４】特開２００６−８０２９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
投影光学系の収差を決める（調整する）パラメータとして、物体面距離（レチクルと投影光学系の最も物体面側の光学素子との間の距離）や像面距離（ウエハと投影光学系の最も像面側の光学素子との間の距離）がある。従って、レチクルステージ及びウエハステージの光軸方向の位置を調整することで、投影光学系の収差を最適な状態に調整することができる。但し、レチクルステージ及びウエハステージの光軸方向の位置で投影光学系の収差を調整するためには、物体面距離に対する収差敏感度と像面距離に対する収差敏感度の異なる２つの敏感度から最適化をする必要がある。なお、投影露光装置は、一般に、縮小投影光学系を有しているため、物体面距離に対する収差敏感度と像面距離に対する収差敏感度とが異なる。
【００１１】
しかしながら、特許文献１及び３（特許文献１では、特定の収差量としてデフォーカス量を対応させることができる）は、物体面距離又は像面距離のどちらか一方の敏感度からしか投影光学系の収差を最適化していない。また、特許文献２では、計測対象が投影光学系の収差であり、物体面距離及び像面距離は計測していない。換言すれば、特許文献１乃至３では、投影光学系の収差が真に最適化されていない。
【００１２】
また、特許文献４では、異なる２つの照明条件ごとの位置ズレ量からデフォーカス量を求めているが、異なる２つの照明条件を用いているのは、ＰＳＦＭマスクのパターンの製造誤差を除去するためである。従って、求められるデフォーカス量は１つであり、かかる１つのデフォーカス量からは、投影光学系の収差を真に最適化することができない。例えば、１つのデフォーカス量で物体面距離と像面距離を同時に調整するとしても、その解（即ち、レチクルステージ及びウエハステージの光軸方向の位置）は無数に存在するため、投影光学系の収差を真に最適化しているとは言えない。
【００１３】
本発明は、このような従来技術の課題に鑑みて、投影光学系の光学性能を調整するための調整パラメータとして物体面距離及び像面距離の両方を求めることができる技術を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明の第１の側面としての算出方法は、レチクルのパターンを基板に転写する露光装置の投影光学系の光学性能を調整するための調整パラメータの値を算出する算出方法であって、互いに異なるｎ（ｎ≧２）個の照明条件のそれぞれについて、互いに異なるｍ個（ｍ≦ｎ）の調整パラメータのそれぞれの値の変化に対する敏感度を取得する第１の取得ステップと、前記互いに異なるｎ個の照明条件のそれぞれについて、前記投影光学系の物体面に配置されたテストパターンを投影した際に前記投影光学系の像面に形成される前記テストパターンの像の位置ズレを取得する第２の取得ステップと、ｍ個の調整パラメータの値を変数として、前記第２の取得ステップで取得したｎ個の位置ズレのそれぞれを、前記第１の取得ステップで取得したｍ個の敏感度のそれぞれとｍ個の変数のそれぞれとの積の和を含む関数で定義してｎ個の方程式を生成し、前記ｎ個の方程式を解くことで前記ｍ個の調整パラメータのそれぞれの値を算出する算出ステップと、を有し、前記敏感度は、調整パラメータの値の変化に対する前記投影光学系の像面に形成される前記テストパターンの像の位置ズレを示し、前記調整パラメータは、少なくとも、前記レチクルと前記投影光学系の最も物体面側の光学素子との間の物体面距離と、前記基板と前記投影光学系の最も像面側の光学素子との間の像面距離とを含むことを特徴とする。
【００１５】
本発明の第２の側面としての露光装置は、レチクルのパターンを基板に投影する投影光学系を備える露光装置であって、前記投影光学系の光学性能を調整するための調整パラメータの値を算出する算出部と、前記算出部で算出された調整パラメータの値に基づいて、前記投影光学系の光学性能を調整する調整部と、を有し、前記算出部は、互いに異なるｎ（ｎ≧２）個の照明条件のそれぞれについて、互いに異なるｍ個（ｍ≦ｎ）の調整パラメータの値を変数として、前記投影光学系の物体面に配置されたテストパターンを投影した際に前記投影光学系の像面に形成される前記テストパターンの像の位置ズレを、前記互いに異なるｍ個の調整パラメータのそれぞれの値の変化に対する敏感度と前記ｍ個の変数との積の和を含む関数で定義してｎ個の方程式を生成し、前記ｎ個の方程式を解くことで前記ｍ個の調整パラメータのそれぞれの値を算出し、前記敏感度は、調整パラメータの値の変化に対する前記投影光学系の像面に形成される前記テストパターンの像の位置ズレを示し、前記調整パラメータは、少なくとも、前記レチクルと前記投影光学系の最も物体面側の光学素子との間の物体面距離と、前記基板と前記投影光学系の最も像面側の光学素子との間の像面距離とを含むことを特徴とする。
【００１６】
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、例えば、投影光学系の光学性能を調整するための調整パラメータとして物体面距離及び像面距離の両方を求めることができる技術を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１９】
図１は、本発明の一側面としての算出方法を説明するためのフローチャートである。かかる算出方法は、例えば、汎用のコンピュータなどの情報処理装置で実行され、レチクルのパターンを基板（ウエハなど）に転写する露光装置における投影光学系の光学性能（収差）を調整するための調整パラメータの値を算出する。調整パラメータは、本実施形態では、少なくとも、物体面距離と像面距離とを含む。物体面距離は、投影光学系の物体面に配置されるレチクルと投影光学系の最も物体面側の光学素子との間の距離である。また、像面距離は、投影光学系の像面に配置される基板と投影光学系の最も像面側の光学素子との間の距離である。なお、図１に示す算出方法を実行する情報処理装置は、露光装置と一体的に構成されていてもよいし、露光装置とは別に構成されていてもよい。
【００２０】
図１を参照するに、ステップＳ１０２では、露光装置に設定可能な互いに異なるｎ（ｎ≧２）個の照明条件のそれぞれについて、互いに異なるｍ個（ｍ≦ｎ）の調整パラメータのそれぞれの敏感度を取得する（第１の取得ステップ）。調整パラメータの敏感度とは、調整パラメータの値の変化に対するテストパターンの像の位置ズレを示すものであって、照明条件ごとに異なる。なお、テストパターンの像は、投影光学系の物体面に配置されたテストパターンを投影した際に投影光学系の像面に形成される。
【００２１】
ステップＳ１０４では、互いに異なるｎ個の照明条件のそれぞれについて、投影光学系の物体面に配置されたテストパターンを投影した際に投影光学系の像面に形成されるテストパターンの像の位置ズレを取得する（第２の取得ステップ）。
【００２２】
ステップＳ１０６では、ｍ個の調整パターンの値を変数として、ステップＳ１０２取得した位置ズレ及びステップＳ１０４で取得した調整パラメータの敏感度に基づいて、方程式を生成する。具体的には、ステップＳ１０４で取得したｎ個の位置ズレのそれぞれを、ステップＳ１０２で取得したｍ個の調整パラメータの敏感度のそれぞれとｍ個の変数のそれぞれとの積の和を含む関数で定義してｎ個の方程式を生成する。
【００２３】
ステップＳ１０８では、ステップＳ１０６で作成したｎ個の方程式を解いて、ｍ個の調整パラメータのそれぞれの値を算出する。
【００２４】
ここで、図１に示す算出方法において、投影光学系の光学性能を調整するための調整パラメータとして物体面距離及び像面距離の両方を求めることができる理由について説明する。
【００２５】
上述したように、投影光学系の収差を真に最適化（調整）するためには、調整パラメータとしての物体面距離と像面距離の両方を同時に調整する必要がある。そこで、本実施形態では、第１の照明条件において、投影光学系の物体面に配置されたテストパターンを投影する際に投影光学系の像面に形成されるテストパターンの像の位置ズレを取得する。同様に、第２の照明条件において、投影光学系の物体面に配置されたテストパターンを投影する際に投影光学系の像面に形成されるテストパターンの像の位置ズレを取得する。
【００２６】
テストパターンの像の位置ズレは、ある照明条件における物体面距離の誤差因子と像面距離の誤差因子との総和であると考えることができる。従って、ある照明条件でのテストパターンの像の位置ズレは、以下の式２で示すように、ある照明条件での物体面距離の変化に対する敏感度と物体面距離との積と、ある照明条件での像面距離の変化に対する敏感度と像面距離との積との和を含む関数で定義される。
【００２７】
Ｓｎ＝Ｃｏｎ×ΔＲ＋Ｃｉｎ×ΔＷ  ・・・（式２）
なお、式２において、Ｓｎは、第ｎの照明条件でのテストパターンの像の位置ズレである。Ｃｏｎは、第ｎの照明条件での物体面距離の変化に対する位置ズレの敏感度（物体面距離の敏感度）であり、Ｃｉｎは、第ｎの照明条件での像面距離の変化に対する位置ズレの敏感度（像面距離の敏感度）である。また、ΔＲは、物体面距離（変数）であり、ΔＷは、像面距離（変数）である。なお、物体面距離の敏感度Ｃｏｎ及び像面距離の敏感度Ｃｉｎは、光学シミュレーションなどで求めることができる。
【００２８】
物体面距離の敏感度及び像面距離の敏感度は、上述したように、照明条件によって異なる。テストパターンからの光束は、投影光学系の瞳面の照明条件に依存した領域を通過する。なお、テストパターンは、テストレチクルに形成されていてもよいし、露光装置に常設されている基準プレートに形成されていてもよい。
【００２９】
テストパターンからの光束の投影光学系の瞳面を通過する領域が変われば、像面に結像するテストパターンの像（形状）に影響を与える。また、照明条件が異なれば、テストパターンからの光束の投影光学系の瞳面を通過する領域は変わるため、テストパターンの像の位置ズレも変化する。
【００３０】
従って、照明条件ごとにテストパターンの像の位置ズレを式２で定義することで、解くことが可能な複数の方程式（連立方程式）が生成され、かかる連立方程式を解くことで物体面距離と像面距離の両方を算出することが可能である。更に、照明条件を増やして変数（調整パラメータの値、本実施形態では、物体面距離及び像面距離）の数よりも多い数の方程式を作成し、かかる方程式を最小自乗法などを用いて解くことで物体面距離と像面距離を高精度に算出することも可能である。
【００３１】
また、テストパターンの像の位置ズレＳｎが調整パラメータの誤差因子の総和であるとすると、式２に示すような調整パラメータが少ない場合には、式２に用いられていない調整パラメータの誤差因子が位置ズレＳｎに含まれていると考えられる。従って、かかる調整パラメータの誤差因子をテストパターンの像の位置ズレＳｎから取り除くことで、調整パラメータ（物体面距離や像面距離）の値をより高精度に算出することができる。
【００３２】
テストパターンの像の位置ズレＳｎに実際に含まれている調整パラメータの誤差因子は投影光学系の収差（波面収差）そのものであるため、投影光学系の収差が予め分かっていれば、投影光学系の収差情報から調整パラメータの誤差要因を取り除くことが可能である。換言すれば、式２において、投影光学系の収差情報を用いることで、調整パラメータの値をより高精度に算出することができる。具体的には、照明条件ごとのテストパターンの像の位置ズレを、以下の式３で示すように、ある照明条件での物体面距離の敏感度と物体面距離との積と、ある照明条件での像面距離の敏感度と像面距離との積との和と、投影光学系の収差情報とを含む関数で定義する。
【００３３】
Ｓｎ＝Ｃｏｎ×ΔＲ＋Ｃｉｎ×ΔＷ＋Ａ×Ｚｎ  ・・・（式３）
なお、式３において、Ａは、投影光学系の波面収差（Ｚｅｒｎｉｋｅ係数の列ベクトル）であり、Ｚｎは、第ｎの照明条件でのＺｅｒｎｉｋｅ係数の変化に対する位置ズレの敏感度（行ベクトル）である。なお、Ｚｅｒｎｉｋｅ係数の敏感度Ｚｎは、物体面距離の敏感度Ｃｏｎ及び像面距離の敏感度Ｃｉｎと同様に、シミュレーションなどで求めることができる。
【００３４】
テストパターンの像の位置ズレには投影光学系の波面収差の影響も含まれているため、式３を用いることで、投影光学系の波面収差を考慮した方程式を生成することができる。詳細には、投影光学系の収差の観点からは、テストパターンの像の位置ズレを投影光学系の波面収差のみで説明することができる。
【００３５】
但し、実際には、計測条件が異なることで変化する投影光学系の収差（例えば、物体面距離や像面距離）が存在する。このような計測条件によって異なる誤差が投影光学系の波面収差を変化させ、テストパターンの像の位置ズレを変化させると考えられる。従って、式３では、投影光学系の波面収差を計測した計測条件と異なる条件や装置状態などよって変化する誤差を補正して、調整パラメータの値を求めていると言える。
【００３６】
また、照明条件を増やすことで、物体面距離や像面距離の調整パラメータに加えて特定のレンズの駆動量や露光光の波長など他の調整パラメータも求めることが可能となる。但し、調整パラメータの数は、照明条件の数以下であることが必要である。
【００３７】
以下、本実施形態の算出方法（図１）を投影光学系の光学性能を調整するための調整パラメータとして物体面距離及び像面距離を求める具体的に説明する。
【００３８】
まず、投影光学系の収差の計測を説明する。図２に示すように、開口絞りＡＳを含む照明光学系からの光束を用いて、テストレチクルＴＲに形成されたテストパターンＴＰを照明し、投影光学系ＰＯを介して、テストパターンＴＰの像ＴＰａを基板ＳＴに転写する。そして、開口絞りＡＳを回転させて、或いは、異なる開口絞りに変更して（即ち、主光線の方向を変えて）テストパターンＴＰを照明し、投影光学系ＰＯを介して、テストパターンＴＰの像ＴＰａを基板ＳＴに転写する。これを繰り返すことで投影光学系ＰＯの瞳面ＰＰにおける収差のうち特定の収差を計測することができる。なお、開口絞りＡＳは、テストレチクルＴＲに形成されたテストパターンＴＰに最適化された開口形状を有する。また、テストパターンＴＰの像ＴＰａを実際に基板ＳＴに転写するのではなく、テストパターンＴＰの空中像を計測してもよい。
【００３９】
なお、デフォーカスも同様にして計測することが可能である。デフォーカスを計測する場合には、開口絞りＡＳは、テストパターンＴＰに最適化された開口形状を有する必要はなく、例えば、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す半円形状のように、斜入射照明を実現する開口形状を有すればよい。
【００４０】
テストパターンＴＰとしては、ライン間又はスペース間のピッチ（間隔）が略等しい周期パターンであって、光束を透過させるスペース幅が周期パターンの中心ライン又は中心スペースから外側に向かって減少するパターンを用いる。このようなテストパターンＴＰは、ほぼ０次回折光だけが投影光学系ＰＯの瞳面ＰＰを通過するように、回折光を低減させる機能を有する。従って、投影光学系ＰＯの瞳面ＰＰにおいて、開口絞りＡＳの開口形状に近い形状の光強度分布が形成される。また、テストパターンＴＰの像ＴＰａ（に対応する光強度分布）は、ライン間が解像しない歪の少ない１つのパターンとみなすことができる。
【００４１】
また、図３に示すように、テストパターンＴＰが形成された面に対して反対の面に開口部ＯＧを有する遮光部を配置させてテストレチクルＴＲを用いても投影光学系ＰＯの収差の計測することが可能である。開口部ＯＧの開口形状及び位置は、計測する投影光学系ＰＯの収差（計測対象）に応じて決定される。テストレチクルＴＲに複数のテストパターンＴＰが形成されている場合には、複数のテストパターンＴＰのそれぞれに対応して開口部ＯＧを配置する（即ち、１つのテストパターンＴＰに対して１つの開口部ＯＧを設ける）。但し、複数の開口部ＯＧは、互いに異なる形状、或いは、回転対称な状態で配置されている。そして、上述したように、基板ＳＴに転写される１つ以上のテストパターンＴＰの像ＴＰａの位置を計測することで、投影光学系ＰＯの瞳面ＰＰにおける収差のうち特定の収差を計測することができる。
【００４２】
なお、デフォーカスを計測する場合、開口部ＯＧは、特殊な形状を有する必要はなく、斜入射照明を実現する形状を有すればよい。テストパターンＴＰを斜入射照明して形成されるテストパターンＴＰの像ＴＰａは、基板ＳＴ（結像面）のフォーカス位置に応じて位置ズレを生じる。テストパターンＴＰとして上述した周期パターンを用いると、ほぼ０次回折光だけが像面に到達するため、テストパターンＴＰの像ＴＰａの位置ズレ量とデフォーカス量との関係は、斜入射照明の入射角度とほぼ一致する。従って、テストパターンＴＰの像ＴＰａの位置ズレを計測することで、デフォーカスを計測することが可能となる。
【００４３】
テストパターンＴＰについて更に詳細に説明する。なお、本実施形態では、テストパターンＴＰが形成された面に対して反対の面に開口部ＯＧを有する遮光部を配置させたテストレチクルＴＲを例に説明する。テストパターンＴＰは、図５に示すように、フレームタイプのパターンである。また、それぞれのフレームを構成するラインＴＰＬは、図６（ａ）又は図６（ｂ）に示すように、上述した周期パターンからなる。図５に示すテストパターンＴＰのライン幅（ラインＴＰＬの幅）は、特に限定されるものではなく、基板ＳＴに転写されたテストパターンＴＰを計測装置が適正に計測できるライン幅であればよい。テストパターンＴＰのライン幅は、本実施形態では、２μｍである。
【００４４】
図７は、テストレチクルＴＲにおけるテストパターンＴＰと開口部ＯＧとの配置（位置関係）を示す図であって、図７（ａ）は上面図を示し、図７（ｂ）は断面図を示している。テストレチクルＲＴは、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、テストパターンＴＰを下面に、テストパターンＴＰに対応する開口部ＯＧを上面（下面の反対面）に有する。テストパターンＴＰは、テストレチクルＴＲを照明した際のσ＝１の照明領域ＩＡにおいて、照明領域ＩＡの中心ＩＡＣの直下に位置するように配置される。また、開口部ＯＧは、半円形状を有し、照明領域ＩＡに沿って配置される。
【００４５】
また、テストレチクルＲＴは、テストパターンＴＰ及び開口部ＯＧから十分に離れたレファレンス領域において、レファレンスパターンＲＰを下面に、素ガラスを上面に有する。レファレンスパターンＲＰは、テストパターンＴＰのパターン寸法と異なるパターン寸法を有する。レファレンスパターンＲＰは、素ガラスの下に配置されており、斜入射照明されないため、デフォーカスによる位置ズレは生じない。従って、レファレンスパターンＲＰは、テストパターンＴＰのような特殊なパターンである必要はなく、本実施形態では、２μｍ幅のフレームタイプのパターンとしている。
【００４６】
図５乃至図７に示すテストレチクルＴＲを用いた本実施形態の算出方法を説明する。まず、第１の照明条件（例えば、輪帯照明）でスキャン露光を行い、テストレチクルＴＲのテストパターンＴＰを基板ＳＴに転写する。次に、テストレチクルＴＲを保持するステージを駆動して、テストレチクルＴＲのレファレンス領域が照明されるようにする。また、第１の照明条件でスキャン露光を行い、テストパターンＴＰと重なるようにレファレンスパターンＲＰを基板ＳＴに転写する。そして、基板ＳＴに転写されたテストパターンＴＰ及びレファレンスパターンＲＰを計測装置で計測して、第１の照明条件でのテストパターンＴＰの像の位置ズレを取得する。
【００４７】
同様に、第２の照明条件（σ＝０．７の通常照明）でスキャン露光を行い、テストパターンＴＰとレファレンスパターンＲＰとが重なるように基板ＳＴに転写する。そして、基板ＳＴに転写されたテストパターンＴＰ及びレファレンスパターンＲＰを計測装置で計測して、第２の照明条件でのテストパターンＴＰの像の位置ズレを取得する。
【００４８】
これらの２つの異なる照明条件でのテストパターンＴＰの像の位置ズレ（Ｓｎ）、予め取得しておいた照明条件ごとの物体面距離の敏感度（Ｃｏｎ）及び像面距離の敏感度（Ｃｉｎ）から、式２に従って２つの方程式（連立方程式）を作成する。そして、かかる連立方程式を解くことで、投影光学系の収差を最適化するための物体面距離及び像面距離（調整パラメータ）を求めることができる。
【００４９】
なお、第１の照明条件及び第２の照明条件には、好ましい照明条件がある。上述したテストレチクルＴＲを用いることで、互いに異なる複数の照明条件のそれぞれに対して異なる入射角度でデフォーカスを計測することが可能である。本実施形態では、第１の照明条件での物体面距離の敏感度Ｃｏ１と像面距離の敏感度Ｃｉ１、及び、第２の照明条件での物体面距離の敏感度Ｃｏ２と像面距離の敏感度Ｃｉ２を用いて連立方程式（式２参照）を生成している。そして、かかる連立方程式を解くことで、上述したように、物体面距離及び像面距離のそれぞれを求めている。この際、物体面距離の敏感度Ｃｏ１と像面距離の敏感度Ｃｉ１で表されるベクトルと物体面距離の敏感度Ｃｏ２と像面距離の敏感度Ｃｉ２で表されるベクトルとの内積が０に近く、且つ、両者のベクトルの大きさが大きいことが好ましい。換言すれば、物体面距離の敏感度及び像面距離の敏感度が高く、且つ、直交関係に近い照明条件を第１の照明条件及び第２の照明条件とすることが好ましい。
【００５０】
本発明者が照明条件について鋭意検討した結果、第１の照明条件及び第２の照明条件としては、輪帯照明（外σ＝０．８以上、内σ＝０．５〜０．７程度）と通常照明（σ＝０．７近傍）との組み合わせが好ましいことが分かった。
【００５１】
また、図８に示すように、テストパターンＴＰ及びＴＰ’を下面に、テストパターンＴＰ及びＴＰ’のそれぞれに対応する開口部ＯＧ及びＯＧ’を上面に有するテストレチクルＴＲを用いてもよい。なお、テストパターンＴＰ及びＴＰ’は、図８では、テストレチクルＴＲのスキャン方向に配置されているが、テストレチクルＴＲのスキャン方向に直交する方向に配置してもよい。また、テストレチクルＴＲのスキャン方向及びスキャン方向に直交する方向のそれぞれに２つのテストパターンを配置してもよい。ここで、図８は、テストレチクルＴＲにおけるテストパターンＴＰ及びＴＰ’と開口部ＯＧ及びＯＧ’との配置（位置関係）を示す図であって、図８（ａ）は上面図を示し、図８（ｂ）は断面図を示している。
【００５２】
テストパターンＴＰとテストパターンＴＰ’とは、図９に示すように、パターン寸法の異なるフレームタイプのパターンである。また、開口部ＯＧと開口部ＯＧ’とは、半円形状を有し、点対称な関係となっている。開口部ＯＧ及びＯＧ’は、開口部ＯＧを通過した光束がテストパターンＴＰ’に、或いは、開口部ＯＧ’を通過した光束がテストパターンＴＰに影響を及ぼさないように、σ＝１以上離れた距離で配置される。ここで、図９は、テストパターンＴＰ及びＴＰ’のパターン寸法の関係を示す図である。
【００５３】
図８に示すテストレチクルＴＲを用いる場合には、第１の照明条件及び第２の照明条件のそれぞれについて、テストパターンＴＰとテストパターンＴＰ’とが重なるように基板ＳＴに転写する。そして、基板ＳＴに転写されたテストパターンＴＰ及びＴＰ’を計測装置で計測して、第１の照明条件及び第２の照明条件でのテストパターンＴＰの像の位置ズレを取得する。図８に示すテストレチクルＴＲを用いた場合には、２つのテストパターンＴＰ及びＴＰ’を重ねて基板ＳＴに転写するため、図７に示すテストレチクルＴＲを用いた場合と比較して、テストパターンＴＰの像の位置ズレが２倍となる。
【００５４】
また、図１０に示すようなテストレチクルＴＲを用いてもよい。図１０に示すテストレチクルＴＲは、テストパターンＴＰ及びＴＰ’を下面に、テストパターンＴＰ及びＴＰ’のそれぞれに対応する開口部ＯＧ及びＯＧ’を上面に有する。更に、図１０に示すテストレチクルＴＲは、レファレンス領域において、テストパターンＴＰ及びテストパターンＴＰ’のそれぞれに対応するレファレンスパターンＲＰ及びＲＰ’を下面に、素ガラスを上面に有する。なお、レファレンス領域は、テストパターンＴＰ及びＴＰ’や開口部ＯＧ及びＯＧ’から十分に離れている。ここで、図１０は、テストレチクルＴＲにおけるテストパターンＴＰ及びＴＰ’と、開口部ＯＧ及びＯＧ’と、レファレンスパターンＲＰ及びＲＰ’との配置（位置関係）を示す図である。図１０（ａ）は、テストレチクルＴＲの上面図を示し、図１０（ｂ）は、テストレチクルＴＲの断面図を示している。
【００５５】
レファレンスパターンＲＰ及びＲＰ’のそれぞれは、テストパターンＴＰ及びＴＰ’のそれぞれのパターン寸法と異なるパターン寸法を有する。また、レファレンスパターンＲＰとレファレンスパターンＲＰ’との間の距離は、テストパターンＴＰとテストパターンＴＰ’との間の距離と同じである。
【００５６】
図１０に示すテストレチクルＴＲを用いる場合には、第１の照明条件でスキャン露光を行い、テストレチクルＴＲのテストパターンＴＰ及びＴＰ’のそれぞれを基板ＳＴに転写する。次に、テストレチクルＴＲを保持するステージを駆動して、テストレチクルＴＲのレファレンス領域が照明されるようにする。また、第１の照明条件でスキャン露光を行い、テストパターンＴＰ及びＴＰ’のそれぞれと重なるようにレファレンスパターンＲＰ及びＲＰ’のそれぞれを基板ＳＴに転写する。そして、基板ＳＴに転写されたテストパターンＴＰ及びＴＰ’と、レファレンスパターンＲＰ及びＲＰ’とを計測装置で計測して、第１の照明条件でのテストパターンＴＰの像の位置ズレとテストパターンＴＰ’の像の位置ズレとの差分を取得する。
【００５７】
同様に、第２の照明条件でスキャン露光を行い、テストパターンＴＰ及びＴＰ’のそれぞれとレファレンスパターンＲＰ及びＲＰ’のそれぞれとが重なるように基板ＳＴに転写する。そして、基板ＳＴに転写されたテストパターンＴＰ及びＴＰ’と、レファレンスパターンＲＰ及びＲＰ’とを計測装置で計測して、第２の照明条件でのテストパターンＴＰの像の位置ズレとテストパターンＴＰ’の像の位置ズレとの差分を取得する。
【００５８】
図１０に示すテストレチクルＴＲは、テストパターンＴＰ及びＴＰ’のそれぞれとレファレンスパターンＲＰ及びＲＰ’のそれぞれとを重ねる際のステージの駆動誤差が位置ズレに含まれている場合に有利である。これは、上述したように、図１０に示すテストレチクルＴＲを用いる場合には、テストパターンＴＰの像の位置ズレとテストパターンＴＰ’の像の位置ズレとの差分を取得しているため、ステージの駆動誤差を相殺することができるからである。
【００５９】
また、図１１に示すように、半円形状を有する開口部ＯＧ及びＯＧ’を逆向きに配置させたテストレチクルＴＲを用いてもよい。なお、開口部ＯＧ及びＯＧＧ’は、半円形状である必要はなく、σ＝１の長さを１辺とする正方形形状であってもよい。この場合にも、実際には、テストレチクルＴＲ上の領域ＡＡしか光束が通過しないため、同様な効果を得ることができる。ここで、図１１は、テストレチクルＴＲにおけるテストパターンＴＰ及びＴＰ’と、開口部ＯＧ及びＯＧ’と、レファレンスパターンＲＰ及びＲＰ’との配置（位置関係）を示す図である。図１１（ａ）は、テストレチクルＴＲの上面図を示し、図１１（ｂ）は、テストレチクルＴＲの断面図を示している。
【００６０】
なお、上述したテストパターンＴＰをテストレチクルＴＲの全面に配置することで、例えば、ウエハ上のショット全面において、最適な物体面距離及び像面距離（調整パラメータ）を求めることができる。
【００６１】
また、本実施形態では、スキャン露光を行ってテストパターンＴＰを基板ＳＴに転写しているが、静止露光を行ってテストパターンＴＰを基板ＳＴに転写させてもよい。この場合、図１２に示すように、テストレチクル上の露光装置の露光領域（スリット内）に相当する領域ＥＡ１及びＥＡ２に複数のテストパターンＴＰを配置する。また、テストレチクル上のレファレンス領域にも、領域ＥＡ１及びＥＡ２に配置された複数のテストパターンＴＰのそれぞれに対応させて複数のレファレンスパターンを配置する。なお、図１２では図示していないが、複数のテストパターンＴＰのそれぞれを斜入射照明するための開口部が配置されることは言うまでもない。ここで、図１２は、静止露光を行ってテストパターンＴＰを基板ＳＴに転写させる場合のテストレチクルの一部を示す図である。
【００６２】
以下、本実施形態の算出方法（図１）が有効であることを説明するために、実際の実験結果を示す。本実験では、ＡｒＦエキシマレーザーを光源とし、開口数（ＮＡ）＝１．３５の投影光学系を備える露光装置を使用した。
【００６３】
光学シミュレーションによって取得した第１の照明条件（輪帯照明）での物体面距離の敏感度Ｃｏ１及び第２の照明条件（σ＝０．７の通常照明）での物体面距離の敏感度Ｃｏ２を図１３に示す。図１３では、横軸に物体面距離（レチクルステージの光軸方向の位置）［ｎｍ］を、縦軸にテストパターンの像の位置ズレ［ｎｍ］を採用している。
【００６４】
同様に、光学シミュレーションによって取得した第１の照明条件（輪帯照明）での像面距離の敏感度Ｃｉ１及び第２の照明条件（σ＝０．７の通常照明）での像面距離の敏感度Ｃｉ２を図１４に示す。図１４では、横軸に像面距離（ウエハステージの光軸方向の位置）［ｎｍ］を、縦軸にテストパターンの像の位置ズレ［ｎｍ］を採用している。
【００６５】
なお、これらの物体面距離の敏感度及び像面距離の敏感度は、物体面距離又は像面距離を変更させながら、実際にテストパターンの像の位置ズレを計測して求めてもよい。
【００６６】
本実験では、１つの像高で投影光学系の光学特性（収差）を計測することが可能な複数のテストパターン及び開口部を有するテストレチクル（図１２参照）を使用した。かかるテストレチクルにおいて、９個のテストパターン及び開口部がスリット方向に配置されている。
【００６７】
まず、露光装置を初期状態にして、第１の照明条件（輪帯照明）及び第２の照明条件（σ＝０．７の通常照明）のそれぞれについて、テストパターンを転写して、かかるテストパターンの像の位置ズレを計測した。
【００６８】
次に、露光装置を初期状態と異なる状態にして、同様に、第１の照明条件（輪帯照明）及び第２の照明条件（σ＝０．７の通常照明）のそれぞれについて、テストパターンを転写して、かかるテストパターンの像の位置ズレを計測した。本実験では、露光装置を初期状態と異なる状態にするために、レチクルステージを投影光学系の光軸方向に約１０μｍ、スリット方向に約１０μｍ移動させ、ウエハステージを投影光学系の光軸方向に約０．７ｕｍ、スリット方向に約０．７μｍ移動させた。
【００６９】
このような２つの状態でのテストパターンの像の位置ズレの差分のそれぞれをΔＩ１照明及びΔＩ２照明としてプロットした結果を図１５に示す。図１５では、横軸にＸ像高［ｎｍ］を、縦軸にテストパターンの像の位置ズレ［ｎｍ］を採用している。図１５を参照するに、ΔＩ１照明は、ΔＩ２照明に比べて、Ｘ像高内において位置ズレの差がない。従って、１つの照明条件だけでは、露光装置の状態の変化を正確に計測できていないことがわかる。
【００７０】
また、計測された第１の照明条件（輪帯照明）及び第２の照明条件（σ＝０．７の通常照明）のそれぞれでのテストパターンの位置ズレ、物体面距離の敏感度Ｃｏ１及びＣｏ２、像面距離の敏感度Ｃｉ１及びＣｉ２から式２に従って方程式（連立方程式）を生成した。そして、かかる連立方程式を解いて求めた物体面距離ΔＲ及び像面距離ΔＷのそれぞれを図１６及び図１７に示す。なお、図１６及び図１７のそれぞれには、露光装置に実際に設定した物体面距離及び像面距離（設定値）も実線で示している。図１６及び図１７を参照するに、露光装置に実際に設定した物体面距離及び像面距離に対して、ほぼ忠実に物体面距離ΔＲ及び像面距離ΔＷを算出できていることがわかる。
【００７１】
このように、本実施形態の算出方法によれば、投影光学系の光学性能を調整するための調整パラメータとして物体面距離及び像面距離の両方を求めることができる。
【００７２】
次に、図１８を参照して、本発明の一側面としての露光装置１について説明する。露光装置１は、本実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式でレチクル３０のパターンをウエハ５０に転写する投影露光装置である。但し、露光装置１は、ステップ・アンド・リピート方式やその他の露光方式も適用することができる。
【００７３】
露光装置１は、光源１０と、照明光学系２０と、レチクル３０及びテストレチクル３２を支持するレチクルステージ３５と、投影光学系４０と、ウエハ５０及び計測部６０を支持するウエハステージ５５と、制御部７０とを有する。
【００７４】
光源１０は、例えば、波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーなどのエキシマレーザーを使用する。但し、光源１０は、エキシマレーザーに限定されず、波長約１５７ｎｍのＦ２レーザーや狭帯域化した水銀ランプなどを使用してもよい。
【００７５】
照明光学系２０は、レチクル３０及びテストレチクル３２を照明する光学系であり、レンズ、ミラー、オプティカルインテグレーター、位相板、回折光学素子、絞り等を含む。照明光学系２０は、レチクル３０及びテストレチクル３２を所望の照明条件（例えば、輪帯照明や通常照明など）で照明する機能を有する。
【００７６】
レチクル３０は、回路パターンを有し、レチクルステージ３５に支持及び駆動される。レチクル３０から発せられた回折光は、投影光学系４０を介して、ウエハ５０に投影される。露光装置１は、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置であるため、レチクル３０とウエハ５０を走査することによって、レチクル３０のパターンをウエハ５０に転写する。
【００７７】
テストレチクル３２は、図示しないテストパターンを有し、投影光学系４０の光学性能（収差）を調整するための調整パラメータの値を算出する際に投影光学系４０の物体面に配置される。テストレチクル３２には、上述したテストレチクルＴＲを用いることができるため、ここでの詳細な説明は省略する。
【００７８】
レチクルステージ（第１のステージ）３５は、レチクル３０及びテストレチクル３２を支持し、図示しない移動機構に接続されている。図示しない移動機構は、リニアモーターなどで構成され、レチクルステージ３５を駆動することでレチクル３０及びテストレチクル３２を移動させることができる。
【００７９】
投影光学系４０は、レチクル３０のパターンをウエハ５０に投影する光学系である。また、投影光学系４０は、テストレチクル３２のテストパターンを計測部６０に投影する機能も有する。投影光学系４０は、屈折系、反射屈折系又は反射系の光学系を使用することができる。
【００８０】
ウエハ５０は、レチクル３０のパターンが投影（転写）される基板である。但し、ウエハ５０の代わりにガラスプレートやその他の基板を用いることもできる。
【００８１】
ウエハステージ（第２のステージ）５５は、ウエハ５０及び計測部６０を支持し、例えば、リニアモーターを利用してウエハ５０及び計測部６０を駆動する。
【００８２】
計測部６０は、投影光学系４０の光学性能（収差）を調整するための調整パラメータの値を算出する際に投影光学系４０の像面に配置され、テストレチクル３２のテストパターンの像（空中像）を計測する。計測部６０は、当業界で周知のいかなる構成をも適用することができる。
【００８３】
制御部７０は、汎用のコンピュータなどの情報処理装置で構成され、露光装置１の動作を制御する。制御部７０は、本実施形態では、図１に示す算出方法を実行して、投影光学系４０の光学性能を調整するための調整パラメータの値を算出する算出部としての機能を有する。また、制御部７０は、算出された調整パラメータの値に基づいて、投影光学系４０の光学性能を調整する調整部としての機能も有する。例えば、制御部７０は、調整パラメータとして物体面距離及び像面距離を算出し、かかる算出結果に基づいて、レチクルステージ３５及びウエハステージ５５の投影光学系４０の光軸方向の位置を調整する。これにより、投影光学系４０の収差を最適化することができる。
【００８４】
図１９を参照して、露光装置１の動作を説明する。なお、上述したように、制御部７０が露光装置１の各部を統括的に制御することで図１９に示す動作が実現される。
【００８５】
ステップＳ１９０２では、テストレチクル３２を投影光学系４０の物体面に配置し、計測部６０を投影光学系４０の像面に配置する。
【００８６】
ステップＳ１９０４では、照明光学系２０に第ｎの照明条件を設定する。
【００８７】
ステップＳ１９０６では、ステップＳ１９０４で設定された第ｎの照明条件で露光を行い、計測部６０でテストレチクル３２のテストパターンの像を計測する。
【００８８】
ステップＳ１９０８では、ステップＳ１９０６で計測されたテストパターンの像から、ステップＳ１９０４で設定された第ｎの照明条件でのテストパターンの像の位置ズレを算出する。
【００８９】
ここで、テストパターンの像（空中像）を計測部６０で計測した場合のテストパターンの像の位置を取得する具体的な手法について図２０及び図２１を用いて説明する。
【００９０】
まず、テストパターンの像を、投影光学系４０を介して、ウエハステージ５５上に配置したプレート６０ａ上に投影する。受光器６０ｃは、光量検出器であり、プレート６０ａ上に形成されたスリット６０ｂを通過する光を受光する。そして、ウエハステージ５５を移動して、投影光学系の像面にプレート６０ａの表面を一致させる。
【００９１】
次に、投影光学系４０の光軸方向（Ｚ方向）と直交するＸＹ面内でウエハステージ５５を移動しながら、スリット６０ｂを通過する光を受光器６０ｃで受光する。そして、受光器６０ｃの出力信号の変化から、テストパターン像の中心位置を取得する。例えば、図２１のような出力信号が得られた場合には、出力信号がピークとなるＸ，Ｙ位置をテストパターン像の中心位置とすることができる。ここで、図２０は計測部６０の構成を示す図であり、図２１はＸ、Ｙ位置における受光器６０ｃの出力信号を示す図である。
【００９２】
ステップＳ１９１０では、照明光学系２０に全ての照明条件を設定したか否かを判定する。照明光学系２０に全ての照明条件を設定していなければ、ステップＳ１９０４に戻って、照明光学系２０に第ｎ＋１の照明条件を設定する。一方、照明光学系２０に全ての照明条件を設定していれば、ステップＳ１９１２に進む。
【００９３】
ステップＳ１９１２では、投影光学系の光学性能（収差）を調整するための調整パラメータの値を算出する算出処理（即ち、図１に示す算出方法）を実行する本実施形態では、調整パラメータとして、少なくとも、物体面距離及び像面距離が算出される。なお、第ｎの照明条件での物体面距離の敏感度Ｃｏｎや像面距離の敏感度Ｃｉｎは、予め制御部７０に格納されているものとする。
【００９４】
ステップＳ１９１４では、ステップＳ１９１２で算出された調整パラメータの値を設定して、投影光学系の光学性能を調整する。本実施形態では、上述したように、少なくとも、物体面距離及び像面距離が算出されるため、算出された物体面距離及び像面距離に基づいて、レチクルステージ３５及びウエハステージ５５の投影光学系４０の光軸方向の位置を調整する。
【００９５】
ステップＳ１９１６では、レチクル３０を投影光学系４０の物体面に配置し、ウエハ５０を投影光学系４０の像面に配置する。
【００９６】
ステップＳ１９１８では、レチクル３０のパターンをウエハ５０に転写するための露光処理を実行する。露光において、光源１０から発せられた光束は、照明光学系２０によってレチクル３０を照明する。レチクル３０のパターンを反映する光束は、投影光学系４０によってウエハ５０に結像する。この際、投影光学系４０の光学特性（収差）は、上述したように、レチクルステージ３５及びウエハステージ５５の投影光学系４０の光軸方向の位置を調整することで最適化されている。従って、露光装置１は、優れた露光性能を実現し、高いスループットで経済性よく高品位なデバイス（半導体素子、ＬＣＤ素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッドなど）を提供することができる。かかるデバイスは、露光装置１を用いてレジストが塗布された基板（ウエハ、ガラスプレート等）を露光する工程と、露光された基板を現像する工程と、その他の周知の工程と、を経ることによって製造される。
【００９７】
なお、本実施形態の露光装置１では、テストパターンの光学像を計測部６０で計測することでテストパターンの像の位置ズレを得ている。但し、テストパターンを基板に転写して、基板に転写されたテストパターンを実際に計測することでテストパターンの像の位置ズレを得てもよい。この場合には、テストパターンの像の位置ズレを露光装置１に入力するための入力部が必要となる。
【００９８】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の一側面としての算出方法を説明するためのフローチャートである。
【図２】テストパターンの像の位置ズレの計測（取得）を説明するための図である。
【図３】テストパターンの像の位置ズレの計測（取得）を説明するための図である。
【図４】デフォーカスを計測する場合の開口絞りの開口形状の一例を示す図である。
【図５】テストパターンの全体の構成を示す図である。
【図６】図５に示すテストパターンを構成するラインの一例を示す図である。
【図７】テストレチクルにおけるテストパターンと開口部との配置（位置関係）を示す図である。
【図８】テストレチクルにおけるテストパターンと開口部との配置（位置関係）を示す図である。
【図９】図８に示すテストレチクルにおける２つのテストパターンのパターン寸法の関係を示す図である。
【図１０】テストレチクルにおけるテストパターンと、開口部と、レファレンスパターンとの配置（位置関係）を示す図である。
【図１１】テストレチクルにおけるテストパターンと、開口部と、レファレンスパターンとの配置（位置関係）を示す図である。
【図１２】静止露光を行ってテストパターンを基板に転写させる場合のテストレチクルの一部を示す図である。
【図１３】第１の照明条件（輪帯照明）での物体面距離の敏感度及び第２の照明条件（σ＝０．７の通常照明）での物体面距離の敏感度を示す図である。
【図１４】第１の照明条件（輪帯照明）での像面距離の敏感度及び第２の照明条件（σ＝０．７の通常照明）での像面距離の敏感度を示す図である。
【図１５】初期状態及び初期状態と異なる状態でのテストパターンの像の位置ズレの差分のそれぞれをΔＩ１照明及びΔＩ２照明としてプロットした結果を示す図である。
【図１６】本実施形態の算出方法によって求めた物体面距離及び露光装置に実際に設定された物体面距離を示す図である。
【図１７】本実施形態の算出方法によって求めた像面距離及び露光装置に実際に設定された像面距離を示す図である。
【図１８】本発明の一側面としての露光装置の構成を示す図である。
【図１９】図１に示す露光装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図２０】図１に示す露光装置の計測部の構成を示す図である。
【図２１】図２０に示す計測部の受光器の出力信号を表す図である。
【符号の説明】
【０１００】
ＴＲ                            テストレチクル
ＴＰ及びＴＰ’                  テストパターン
ＯＧ及びＯＧ’                  開口部
ＲＰ及びＲＰ’                  レファレンスパターン
ＰＯ                            投影光学系
ＳＴ                            基板
１                              露光装置
１０                            光源
２０                            照明光学系
３０                            レチクル
３２                            テストレチクル
３５                            レチクルステージ
４０                            投影光学系
５０                            ウエハ
５５                            ウエハステージ
６０                            計測部
７０                            制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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