(57)【要約】【課題】或る角度範囲のフレア情報を正確に計測できるフレア計測方法を提供する。【解決手段】投影光学系のフレア情報を計測する方法において、その投影光学系の物体面に、第１辺３Ａａと、第１辺３Ａａに対して所定角度Δφで傾斜する第２辺３Ａｂと、第１辺３Ａａの両端部と第２辺３Ａｂの両端部とを連結する内径部３Ａｃ及び外径部３Ａｄとで囲まれる扇型パターン３Ａを配置する工程と、扇型パターン３Ａの像を投影光学系を介して投影する工程と、その扇型パターン３Ａの像の光量とその像から離れた位置での光量との比に基づいてそのフレア情報を求める工程と、を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１直線部と、前記第１直線部に対して所定角度で傾斜する第２直線部と、前記第１直線部の一端部と前記第２直線部の一端部とを連結する第１連結部とを有する開口パターンを少なくとも一つ備えるフレア計測用マスク。
【請求項２】
前記開口パターンは、前記第１直線部の他端部と前記第２直線部の他端部とを連結する第２連結部を有する請求項１に記載のフレア計測用マスク。
【請求項３】
前記開口パターンは、前記第１直線部を延長した直線と前記第２直線部を延長した直線との交点に関して対称に一対形成されている請求項１または請求項２に記載のフレア計測用マスク。
【請求項４】
前記一対の開口パターンと同じ形状で、かつ方向が異なる他の少なくとも一対の開口パターンがさらに形成されている請求項３に記載のフレア計測用マスク。
【請求項５】
前記第１連結部及び前記第２連結部は、それぞれ円弧であり、前記開口パターンは、扇型の形状で形成されている請求項２に記載のフレア計測用マスク。
【請求項６】
前記開口パターンは、前記第１直線部の他端部と前記２直線部の他端部とが互いに交差する請求項１に記載のフレア計測用マスク。
【請求項７】
露光光を透過する基板と、前記基板の表面に設けられた遮光膜とを有し、
前記開口パターンは、前記遮光膜の一部を除去した透過パターンとして形成されている請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のフレア計測用マスク。
【請求項８】
基板と、前記基板の表面に設けられ、露光光を反射する反射膜と、前記反射膜の表面に設けられ、前記露光光を吸収する吸収膜とを有し、
前記開口パターンは、前記吸収膜の一部を除去した反射パターンとして形成されている請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のフレア計測用マスク。
【請求項９】
前記少なくとも一つの開口パターンが複数の開口パターンであり、複数の開口パターンの前記所定角度は同一で、かつ第１直線部が互いに異なる方向を有する請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のフレア計測用マスク。
【請求項１０】
前記複数の開口パターンが全ての方位を重複することなく網羅しており、前記複数の開口パターンの前記所定角度の合計が３６０度である請求項９に記載のフレア計測用マスク。
【請求項１１】
所定のパターンを有し、放射線が照射されることにより光学系を介して投影される前記パターンの像から前記光学系のフレアを計測するためのフレア計測用マスクであって、
前記所定のパターンが、
回転中心から半径方向に隔てられた所定位置から半径方向に延在するとともに、回転中心の周りに所定の開き角で広がる第１エリアと；
第１エリアと同一の形状を有し、第１エリアに対して前記回転中心に関して対称に位置する第２エリアと；
前記回転中心を含み、第１エリアと第２エリアの間に位置するとともに、第１エリア及び第２エリアとは前記放射線に対する透過性または反射性に関して逆の特性を有するブロックエリアとを備えるフレア計測用マスク。
【請求項１２】
前記所定のパターンが、前記マスク上に所定方向に配列された複数の投影パターンでの各投影パターンが第１エリア、第２エリア及び前記ブロックエリアを有し、前記複数の投影パターンの第１エリア及び第２エリアが延在する方向が互いに異なる請求項１１に記載のフレア計測用マスク。
【請求項１３】
複数の投影パターンの第１エリアの開き角の和が１８０度である請求項１２に記載のフレア計測用マスク。
【請求項１４】
前記放射線を前記マスクに照射することにより前記光学系を介して投影される第１エリア及び第２エリアの投影像の間に生ずる前記ブロックエリアの像を観察することで前記光学系のフレアを計測する請求項１１から請求項１３のいずれか一項に記載のフレア計測用マスク。
【請求項１５】
第１エリア及び第２エリアが、扇形または三角形である請求項１１から請求項１４のいずれか一項に記載のフレア計測用マスク。
【請求項１６】
投影光学系のフレア情報を計測する方法であって、
前記投影光学系の物体面に、第１直線部と、前記第１直線部に対して所定角度で傾斜する第２直線部と、前記第１直線部の一端部と前記第２直線部の一端部とを連結する第１連結部とを有する一つの開口パターンを配置することと；
前記開口パターンに露光光を照射し、前記投影光学系を介して前記開口パターンの像を投影することと；
前記開口パターンに照射される前記露光光の光量と、前記投影光学系を介した前記開口パターンの像の光量との比に基づいて前記フレア情報を求めることと
を含むフレア計測方法。
【請求項１７】
前記開口パターンを配置することは、前記第１直線部を延長した直線と前記第２直線部を延長した直線との交点に関して対称にして、一対の開口パターンを配置する請求項１６に記載のフレア計測方法。
【請求項１８】
前記開口パターンを配置することは、前記一対の開口パターンと同じ形状で、かつ方向が互いに異なる複数対の開口パターンを配置し、
前記フレア情報を求めることは、前記複数対の開口パターンの方向毎に前記フレア情報を求める請求項１７に記載のフレア計測方法。
【請求項１９】
前記開口パターンの像を投影することは、露光量を変化させながら感光性基板上の異なる位置に前記開口パターンの像を投影し、
前記フレア情報を求めることは、前記投影光学系を介した前記開口パターンの像に対応する部分で前記感光性基板の感光が開始されるときの露光量と、前記投影光学系を介した前記開口パターンの像と所定の位置関係にある部分で前記感光性基板が感光されるときの露光量との比に基づいて前記フレア情報を求める請求項１６から請求項１８のいずれか一項に記載のフレア計測方法。
【請求項２０】
前記複数対の開口パターンを所定方向に配列し、前記露光光を前記所定方向に前記複数対の開口パターンに相対して移動させながら前記投影光学系を介して前記開口パターンの像を順次投影する請求項１６から請求項１９のいずれか一項に記載のフレア計測方法。
【請求項２１】
投影光学系によって投影されるパターンが形成されたマスクの前記パターンを補正する方法であって、
請求項１６から請求項２０のいずれか一項に記載のフレア計測方法によって、前記投影光学系のフレア情報を計測することと；
前記フレア情報の計測結果に基づいて、前記パターンを補正することと
を含むマスクパターンの補正方法。
【請求項２２】
露光光でパターンを照明し、前記露光光で前記パターン及び投影光学系を介して物体を露光する露光方法であって、
請求項１６から請求項２０のいずれか一項に記載のフレア計測方法によって、前記投影光学系のフレア情報を計測することと；
前記フレア情報の計測結果に基づいて転写対象のパターンを補正することと；
前記露光光で、補正後の前記転写対象のパターン及び前記投影光学系を介して前記物体を露光することとを含む露光方法。
【請求項２３】
光学系のフレア情報を計測する方法において、
前記光学系の物体面に、回転中心から半径方向に隔てられた所定位置から半径方向に延在するとともに、回転中心の周りに所定の開き角で広がる第１エリアと、第１エリアと同一の形状を有し、第１エリアに対して前記回転中心に関して対称に位置する第２エリアと、前記回転中心を含み、第１エリアと第２エリアの間に位置するとともに、第１エリア及び第２エリアとは放射線に対する透過性または反射性に関して逆の特性を有するブロックエリアとを有する所定パターンを備えるマスクを設置することと；
前記マスクに前記放射線を照射し、前記光学系を介して前記パターンの像を投影することと；
第１エリア及び第２エリアによる投影像または前記ブロックエリアの投影像を観察することで前記フレア情報を求めることと
を含むフレア計測方法。
【請求項２４】
前記所定のパターンが、複数の投影パターンを前記マスク上に所定方向に配列して有し、各投影パターンが第１エリア、第２エリア及び前記ブロックエリアを有し、前記複数の投影パターンの第１エリア及び第２エリアが延在する方向が互いに異なる請求項２３に記載のフレア計測方法。
【請求項２５】
前記放射線の照射量を変更しながら前記各投影パターンに放射線を照射して、前記ブロックエリアの理想的な像が投影されているときの照射量ＥＰａと前記ブロックエリアの像が消失しているときの照射量ＥＰｂをそれぞれ求め、フレア量（％）を（ＥＰａ／ＥＰｂ）×１００から求める請求項２３または請求項２４に記載のフレア計測方法。
【請求項２６】
前記光学系によって投影されるパターンが形成されたパターニングマスクの前記パターンを補正する方法であって、
請求項２３から請求項２５のいずれか一項に記載のフレア計測方法によって、前記光学系のフレア情報を計測することと；
前記フレア情報の計測結果に基づいて、前記パターンを補正することとを含むマスクパターンの補正方法。
【請求項２７】
前記放射線でパターニングマスクを照明し、前記放射線で前記パターニングマスクのパターン及び前記光学系を介して物体を露光する露光方法であって、
請求項２３から請求項２５のいずれか一項に記載のフレア計測方法によって、前記光学系のフレア情報を計測することと；
前記フレア情報の計測結果に基づいて前記パターニングマスクのパターンを補正することと；
前記放射線で、補正した前記パターン及び前記光学系を介して、前記物体を露光することとを含む露光方法。
【請求項２８】
前記放射線がＥＵＶ光であり、第１エリア及び第２エリアが反射性である請求項２７に記載の露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影光学系のフレア情報を計測するフレア計測方法、このフレア計測方法を実施するために使用可能なフレア計測用マスク、そのフレア計測方法を使用するマスクパターンの補正方法、及びそのフレア計測方法を使用する露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス等の各種デバイス（電子デバイス）を製造するためのフォトリソグラフィ工程で使用される露光装置において、投影光学系を構成する光学部材の表面の粗さによって発生する散乱光が、本来の光束によって結像される像の周囲に像のにじみとしてのフレアを形成すると、像のコントラストが低下して結像特性が影響を受ける。そこで、投影光学系のフレアを計測しておき、この計測結果に応じてレチクル（マスク）のパターンの形状等を補正して、露光対象のウエハ（又はガラスプレート等）上に目標とするパターンを形成することが行われている。また、露光光として波長が１００ｎｍ程度以下の極端紫外光（Extreme Ultraviolet Light:以下、ＥＵＶ光という）を用いる露光装置（ＥＵＶ露光装置）では、レチクルを含むほぼ全部の光学部材が反射部材となり、フレアが生じ易くなる一方で、要求される解像度が高くなるため、フレアを高精度に計測する必要がある。
【０００３】
従来のフレア計測方法として、例えば輪帯状の透過部（又は反射部）を含む評価用パターンの像を投影光学系を介して露光し、その透過部の像が感光されるときの露光量と、その内側の遮光部の像の中心が感光されるときの露光量との比からフレアを評価するカーク法（Kirk法）が知られている（例えば、特許文献１参照）。最近では、さらに方向別のフレアを評価するために、一対のバー状パターンを異なる４方向に向けて配置し、その各方向の一対のバー状パターンの中央の隙間部分の像毎のフレア量を求めるフレア計測方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２３４７１６号公報
【特許文献２】特開２００８−２８８３３８号公報
【０００５】
従来の一対のバー状パターンを異なる方向に向けて配置するフレア計測方法によれば、フレアの方向別の相違（異方性）を比較することが可能である。しかしながら、一対のバー状パターンを異なる方向に向けて多数配置しても、像面上の計測点から離れるほどバー状パターンが配置されない領域が増加して、全方向からのフレアの寄与を評価することが困難であるという問題があった。
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑み、任意の角度範囲のフレア情報を正確に計測できるフレア計測技術、そのフレア計測技術を使用するマスクパターンの補正技術、及びそのフレア計測技術を用いる露光技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様に従えば、第１直線部と、その第１直線部に対して所定角度で傾斜する第２直線部と、その第１直線部の一端部とその第２直線部の一端部とを連結する第１連結部とを有する開口パターンを少なくとも一つ備えるフレア計測用マスクが提供される。
【０００８】
本発明の第２の態様に従えば、所定のパターンを有し、放射線が照射されることにより光学系を介して投影される前記パターンの像から前記光学系のフレアを計測するためのフレア計測用マスクであって：前記所定のパターンが、回転中心から半径方向に隔てられた所定位置から半径方向に延在するとともに、回転中心の周りに所定の開き角で広がる第１エリアと；第１エリアと同一の形状を有し、第１エリアに対して前記回転中心に関して対称に位置する第２エリアと；前記回転中心を含み、第１エリアと第２エリアの間に位置するとともに、第１エリア及び第２エリアとは前記放射線に対する透過性または反射性に関して逆の特性を有するブロックエリアとを備えるフレア計測用マスクが提供される。
【０００９】
本発明の第３の態様に従えば、投影光学系のフレア情報を計測する方法であって：その投影光学系の物体面に、第１直線部と、その第１直線部に対して所定角度で傾斜する第２直線部と、その第１直線部の一端部とその第２直線部の一端部とを連結する第１連結部とを有する一つの開口パターンを配置することと；その開口パターンに露光光を照射し、その投影光学系を介してその開口パターンの像を投影することと；その開口パターンに照射されるその露光光の光量と、その投影光学系を介したその開口パターンの像の光量との比に基づいてそのフレア情報を求めることとを含むフレア計測方法が提供される。
【００１０】
本発明の第４の態様に従えば、光学系のフレア情報を計測する方法において、前記光学系の物体面に、回転中心から半径方向に隔てられた所定位置から半径方向に延在するとともに、回転中心の周りに所定の開き角で広がる第１エリアと、第１エリアと同一の形状を有し、第１エリアに対して前記回転中心に関して対称に位置する第２エリアと、前記回転中心を含み、第１エリアと第２エリアの間に位置するとともに、第１エリア及び第２エリアとは放射線に対する透過性または反射性に関して逆の特性を有するブロックエリアとを有するパターンを備えるマスクを設置することと；前記マスクに前記放射線を照射し、前記光学系を介して前記パターンの像を投影することと；第１エリア及び第２エリアによる投影像または前記ブロックエリアの投影像を観察することで前記フレア情報を求めることとを含むフレア計測方法が提供される。
【００１１】
本発明のさらなる態様に従えば、投影光学系によって投影されるパターンが形成されたマスクのそのパターンを補正する方法であって、本発明のフレア計測方法によって、その投影光学系のフレア情報を計測することと、そのフレア情報の計測結果に基づいて、そのパターンを補正することを含むマスクパターンの補正方法も提供される。
本発明のさらに別の態様によれば、露光光または放射線でパターンまたはパターニング用マスクのパターンを照明し、その露光光でそのパターン及び投影光学系または光学系を介して物体を露光する露光方法であって：本発明のフレア計測方法によって、その投影光学系のフレア情報を計測することと；そのフレア情報の計測結果に基づいて転写対象のパターンを補正することと；その露光光で、補正した転写対象のパターン及びその投影光学系を介してその物体を露光する露光方法が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のフレア計測方法によれば、その開口パターンの像を投影することによって、その開口パターンの開き角（所定角度）の範囲のフレア情報を正確に計測できるとともに、必要に応じて計測結果を極座標系上で容易に処理できる。
また、本発明のフレア計測用マスクによれば、本発明のフレア計測方法を実施する際に、その開口パターンを使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態の一例の露光装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】（Ａ）はテストレチクル上の複数の評価用パターンの配列の一例を示す底面図、（Ｂ）は図２（Ａ）中の評価用パターンを示す拡大図、（Ｃ）は評価用パターンを構成する扇型パターンの形状の説明に供する拡大図である。
【図３】投影光学系のフレアを計測し、この計測結果に応じてレチクルのパターンを補正する動作の一例を示すフローチャートである。
【図４】（Ａ）はウエハ上の複数のショット領域に露光されたテストレチクルのパターンの像を示す平面図、（Ｂ）はウエハ上に現像後に形成されるレジストパターンの一部を示す拡大平面図、（Ｃ）は一対の扇型パターンの像に対応するレジストパターンがつながった状態を示す拡大平面図、（Ｄ）は露光領域内の複数の計測点における全方向からのフレアを示す図である。
【図５】（Ａ）はミラー面の粗さの半径方向のＰＳＤの一例を示す図、（Ｂ）は投影光学系のフレアの半径方向のＰＳＦの一例を示す図である。
【図６】レチクルの補正後のパターンの一例を示す拡大平面図である。
【図７】（Ａ）は評価用パターンの第１変形例を示す拡大図、（Ｂ）は評価用パターンの第２変形例を示す拡大図、（Ｃ）は評価用パターンの第３変形例を示す拡大図、（Ｄ）は図７（Ｃ）のパターンの像を示す図、（Ｅ）は図７（Ｃ）のパターンを回転した状態を示す図である。
【図８】電子デバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態の一例につき図１〜図６を参照して説明する。
図１は、本実施形態の露光装置１００の全体構成を概略的に示す断面図である。露光装置１００は、露光光（露光用の照明光又は露光ビーム）ＥＬとして波長が１００ｎｍ程度以下で３〜５０ｎｍ程度の範囲内で例えば１１ｎｍ又は１３ｎｍ等のＥＵＶ光（Extreme Ultraviolet Light)を用いるＥＵＶ露光装置である。図１において、露光装置１００は、露光光ＥＬをパルス発生するレーザプラズマ光源１０と、露光光ＥＬでレチクルＲＣ（マスク）のパターン面（ここでは下面）を照明領域２７Ｒで照明する照明光学系ＩＬＳと、レチクルＲＣを移動するレチクルステージＲＳＴと、レチクルＲＣの照明領域２７Ｒ内のパターンの像をレジスト（感光材料）が塗布されたウエハＷ（感光基板）上に投影する投影光学系ＰＯとを備えている。さらに、露光装置１００は、ウエハＷを移動するウエハステージＷＳＴと、装置全体の動作を統括的に制御するコンピュータを含む主制御系３１等とを備えている。
【００１５】
本実施形態では、露光光（放射線）ＥＬとしてＥＵＶ光が使用されているため、照明光学系ＩＬＳ及び投影光学系(光学系)ＰＯは、特定のフィルタ等（不図示）を除いて複数のミラー等の反射光学部材より構成され、レチクルＲＣも反射型である。その反射光学部材は、例えば、石英（又は高耐熱性の金属等）よりなる部材の表面を所定の曲面又は平面に高精度に加工した後、その表面にモリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）との多層膜（ＥＵＶ光の反射膜）を形成して反射面としたものである。なお、その多層膜は、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）等の物質と、Ｓｉ、ベリリウム（Ｂｅ）、４ホウ化炭素（Ｂ4Ｃ）等の物質とを組み合わせた他の多層膜でもよい。また、レチクルＲＣは例えば石英の基板の表面に多層膜を形成して反射面（反射膜）とした後、その反射面に、タンタル（Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉ）、又はクロム（Ｃｒ）等のＥＵＶ光を吸収する材料よりなる吸収層によって転写用のパターンを形成したものである。
【００１６】
また、ＥＵＶ光の気体による吸収を防止するため、露光装置１００はほぼ全体として箱状の真空チャンバ１内に収容され、真空チャンバ１内の空間を排気管３２Ａａ，３２Ｂａ等を介して真空排気するための大型の真空ポンプ３２Ａ，３２Ｂ等が備えられている。さらに、真空チャンバ１内で露光光ＥＬの光路上の真空度をより高めるために複数のサブチャンバ（不図示）も設けられている。一例として、真空チャンバ１内の気圧は１０-5  Ｐａ程度、真空チャンバ１内で投影光学系ＰＯを収納するサブチャンバ（不図示）内の気圧は１０-5〜１０-6Ｐａ程度である。
【００１７】
以下、図１において、ウエハステージＷＳＴが載置される面（真空チャンバ１の底面）の法線方向にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面（本実施形態ではほぼ水平面に平行な面）内で図１の紙面に垂直にＸ軸を、図１の紙面に平行にＹ軸を取って説明する。本実施形態では、レチクルＲＣに露光光ＥＬが照射されると、レチクルＲＣ上には、照明領域２７Ｒが形成される。照明領域２７Ｒは、図２（Ａ）に示すように、Ｘ方向（非走査方向）に細長い円弧状であり、通常の露光時には、レチクルＲＣ及びウエハＷは投影光学系ＰＯに対してＹ方向（走査方向）に同期して走査される。
【００１８】
先ず、レーザプラズマ光源１０は、高出力のレーザ光源（不図示）と、このレーザ光源から真空チャンバ１の窓部材１５を介して供給されるレーザ光を集光する集光レンズ１２と、キセノン等のターゲットガスを噴出するノズル１４と、回転楕円面状の反射面を持つ集光ミラー１３とを備えた、ガスジェットクラスタ方式の光源である。レーザプラズマ光源１０から例えば数ｋＨｚの周波数でパルス発光された露光光ＥＬは、集光ミラー１３の第２焦点に集光する。レーザプラズマ光源１０の出力（露光光ＥＬの単位時間当たりの照射エネルギー）は、主制御系３１の制御のもとにある露光量制御系３３によって制御される。
【００１９】
その第２焦点に集光した露光光ＥＬは、凹面ミラー（コリメータ光学系）２１を介してほぼ平行光束となり、複数のミラーよりなる第１フライアイ光学系２２に入射し、第１フライアイ光学系２２で反射された露光光ＥＬは複数のミラーよりなる第２フライアイ光学系２３に入射する。この一対のフライアイ光学系２２及び２３からオプティカルインテグレータが構成されている。また、レーザプラズマ光源１０からの照明光は、第１フライアイ光学系２２をケーラー照明している。フライアイ光学系２２，２３の各ミラー素子の形状及び配置等については、例えば米国特許第６，４５２，６６１号明細書に開示されており、指定国または選択国の法令が許す範囲において米国特許第６，４５２，６６１号の開示を援用して本文の記載の一部とする。
【００２０】
図１において、第１フライアイ光学系２２の各ミラー素子の反射面はレチクルＲＣのパターン面とほぼ共役であり、第２フライアイ光学系２３の反射面の近傍（オプティカルインテグレータの射出面の近傍）には、所定形状を有する実質的な面光源（多数の微小な二次光源の集合）が形成される。即ち、その実質的な面光源が形成される面は、照明光学系ＩＬＳの瞳面であり、この瞳面又はこの近傍の位置に、照明条件を通常照明、輪帯照明、２極照明、又は４極照明等に切り換える開口絞り２８が配置されている。
【００２１】
開口絞り２８を通過した露光光ＥＬは、曲面ミラー２４に入射し、曲面ミラー２４で反射された露光光ＥＬは、凹面ミラー２５で反射された後、レチクルＲＣのパターン面の円弧状の照明領域２７Ｒを下方から斜めに均一な照度分布で重畳的に照明する。曲面ミラー２４と凹面ミラー２５とからコンデンサ光学系が構成されている。凹面ミラー２１、フライアイ光学系２２，２３、開口絞り２８、曲面ミラー２４、及び凹面ミラー２５を含んで照明光学系ＩＬＳが構成されている。この場合、レーザプラズマ光源１０からの露光光ＥＬは、第１フライアイ光学系２２、ひいてはレチクルＲＣのパターン面をケーラー照明している。なお、照明光学系ＩＬＳは図１の構成には限定されず、他の種々の構成が可能である。
【００２２】
また、レチクルＲＣのパターン面に対して、円弧状の照明領域２７Ｒを規定するために、露光光ＥＬの外側（−Ｙ方向）のエッジ部を遮光する第１のＹ軸ブラインド２６Ｙ１と、レチクルＲＣで反射された露光光ＥＬの外側（＋Ｙ方向）のエッジ部を遮光する第２のＹ軸ブラインド２６Ｙ２と、レチクルＲＣのパターン面に対して照明領域２７ＲのＸ方向の位置及び幅を規定する第１及び第２のＸ軸ブラインド（不図示）とを含むレチクルブラインド（可変視野絞り）が設けられている。レチクルブラインドの開閉動作は、主制御系３１の制御のもとにあるブラインド制御系３４によって制御される。本実施形態のレチクルブラインドは、円弧形状の開口（スリット）を形成している。
【００２３】
次に、レチクルＲＣは、レチクルステージＲＳＴの底面に静電チャックＲＨを介して吸着保持されている。レチクルステージＲＳＴは、レーザ干渉計（不図示）の計測値及び主制御系３１の制御情報に基づいて、ステージ制御系３５によって、真空チャンバ１の外面のＸＹ平面に平行なガイド面に沿って、例えば磁気浮上型２次元リニアアクチュエータよりなる駆動系（不図示）を介してＹ方向に所定ストロークで駆動されるとともに、Ｘ方向及びＺ軸回りの回転方向（θｚ方向）等にも微小量駆動される。レチクルＲＣは、真空チャンバ１の上面の開口を通して真空チャンバ１で囲まれた空間内に設置されている。レチクルステージＲＳＴを真空チャンバ１側に覆うようにパーティション８が設けられ、パーティション８内は不図示の真空ポンプによって大気圧と真空チャンバ１内の気圧との間の気圧に維持されている。
【００２４】
レチクルＲＣの照明領域２７Ｒで反射された露光光ＥＬが、物体面（第１面）のパターンの縮小像を像面（第２面）に形成する投影光学系ＰＯに向かう。投影光学系ＰＯは、一例として、６枚のミラーＭ１〜Ｍ６を不図示の鏡筒で保持することによって構成され、物体面（レチクルＲＣのパターン面）側に非テレセントリックで、像面（ウエハＷの表面）側にほぼテレセントリックの反射光学系であり、投影倍率は１／４倍等の縮小倍率である。レチクルＲＣの照明領域２７Ｒで反射された露光光ＥＬが、投影光学系ＰＯを介してウエハＷ上の露光領域２７Ｗ（照明領域２７Ｒと共役な領域）に、レチクルＲＣのパターンの一部の縮小像を形成する。
【００２５】
投影光学系ＰＯにおいて、レチクルＲＣからの露光光ＥＬは、第１のミラーＭ１で上方（＋Ｚ方向）に反射され、続いて第２のミラーＭ２で下方に反射された後、第３のミラーＭ３で上方に反射され、第４のミラーＭ４で下方に反射される。次に第５のミラーＭ５で上方に反射された露光光ＥＬは、第６のミラーＭ６で下方に反射されて、ウエハＷ上にレチクルＲＣのパターンの一部の像を形成する。一例として、投影光学系ＰＯは、ミラーＭ１〜Ｍ６の光軸が共通に光軸ＡＸと重なる共軸光学系であり、ミラーＭ２の反射面の近傍の瞳面又はこの近傍に開口絞りＡＳが配置されている。また、ミラーＭ６とウエハＷとの間に、投影光学系ＰＯ内で散乱により発生するフレア等を遮光するためのＹ方向の一対の遮蔽板３０Ｙ１，３０Ｙ２及びＸ方向の一対の遮蔽板（不図示）を含む遮光機構が備えられている。なお、投影光学系ＰＯは共軸光学系でなくともよく、その構成は任意である。
【００２６】
また、ウエハＷは、静電チャックＷＨを介してウエハステージＷＳＴ上に吸着保持されている。ウエハステージＷＳＴは、ＸＹ平面に沿って配置されたガイド面上に配置されている。ウエハステージＷＳＴは、レーザ干渉計（不図示）の計測値及び主制御系３１の制御情報に基づいて、ステージ制御系３５により例えば磁気浮上型２次元リニアアクチュエータよりなる駆動系（不図示）を介してＸ方向及びＹ方向に所定ストロ−クで駆動され、必要に応じてθｚ方向等にも駆動される。
【００２７】
ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷの近傍には、例えばフォトダイオード等のＥＵＶ光に対して感度を有する光電センサよりなる照射量モニタ２９が設置され、照射モニタ２９の検出信号が主制御系３１に供給されている。一例として、照射モニタ２９の計測結果に基づいて、通常の露光時に主制御系３１は、ウエハＷ上の各点で走査露光後の積算露光量が許容範囲内に収まるように、露光量制御系３３を介してレーザプラズマ光源１０の発振周波数及びパルスエネルギーを制御し、ステージ制御系３５を介してレチクルステージＲＳＴ（及びウエハステージＷＳＴ）の走査速度等を制御する。また、主制御系３１には、フレア計測に関するデータの処理を行うデータ処理系３６が連結されている。
【００２８】
露光の際には、ウエハＷ上のレジストから生じるガスが投影光学系ＰＯのミラーＭ１〜Ｍ６に悪影響を与えないように、ウエハＷはパーティション７の内部に配置される。パーティション７には露光光ＥＬを通過させる開口が形成され、パーティション７内の空間は、主制御系３１の制御のもとで真空ポンプ（不図示）により真空排気されている。
ウエハＷ上の１つのショット領域（ダイ）を露光するときには、照明光学系ＩＬＳにより、レチクルＲＣに円弧状の照明領域２７Ｒを形成し、レチクルＲＣとウエハＷとは投影光学系ＰＯに対して投影光学系ＰＯの縮小倍率に従った所定の速度比でＹ方向に同期して移動する（同期走査される）。このようにして、レチクルパターンはウエハＷ上の一つのダイに露光される。その後、ウエハステージＷＳＴを駆動してウエハＷをＸ方向、Ｙ方向にステップ移動した後、ウエハＷ上の次のショット領域に対してレチクルＲＣのパターンが走査露光される。このようにステップ・アンド・スキャン方式でウエハＷ上の複数のショット領域に対して順次レチクルＲＣのパターンの像が露光される。
【００２９】
次に、本実施形態の投影光学系ＰＯのフレアにつき説明する。投影光学系ＰＯのフレアの要因である散乱光は、ミラーＭ１〜Ｍ６の面粗さに起因するものであり、そのフレアの大きさは、面粗さの大きさを示すパワースペクトル密度の関数である面粗さＰＳＤ(Power Spectrum Density)、即ちミラー面内の空間周波数に対する粗さの大きさに関係する関数と結びついている。特に、小さい散乱角では、面粗さＰＳＤと、フレアによる点像強度分布関数であるフレアＰＳＦ(Point Spread Function)とは同じ形をしている。表面形状は二次元的であるので、ＰＳＤも元来は二次元的であるが、異方性を考えない場合は、同一周波数のもので回転平均を取り、radial ＰＳＤとして扱う。
【００３０】
面粗さのradial ＰＳＤは次のように比例係数ｋで空間周波数ｆの二乗に反比例する。
radial ＰＳＤ（ｆ）≒ｋ・ｆ-2    …（１）
この両辺のlog(対数）をとると、次のようになる。
log(radial ＰＳＤ（ｆ））≒−２・log ｆ＋log ｋ  …（２）
このように、面粗さのradial ＰＳＤはｌｏｇスケールにおいては、傾き−２の直線で表される。これをフラクタル直線と呼ぶ。実際の面形状は理想的ではないので、二乗に反比例するフラクタル直線とは一致しないが、良好な研磨面においては広い空間周波数で二乗に反比例する関数で近似できることが経験的に知られている。図５（Ａ）に、面粗さのradial ＰＳＤ［ｎｍ4］のフラクタル直線の例を示す。図５（Ａ）の横軸は空間周波数ｆ［ｎｍ-1］である。
【００３１】
このような光学面の粗さを投影光学系ＰＯ内で全て合算することで、投影光学系ＰＯの持つ実効的な面粗さ（単一な面として扱った場合）を見積もることができる。実効的な面粗さＰＳＤｓは、次のような積和で表される。
ＰＳＤｓ（ｆ）＝Σαi×ＰＳＤi（αi・ｆi）  …（３）
なお、ｉは光学面（ミラー）の番号、ＰＳＤiはｉ番目のミラーのradial ＰＳＤ、ｆiはｉ番目のミラーでの空間周波数、αiは、瞳径とそれがｉ番目のミラーに投影された領域の径との比の値である。このような合算により、各ミラーの面粗さは瞳面に適宜拡大縮小されながら投影・重畳され、仮想的に瞳面にそのような粗さが存在する光学系を考えた場合と等価になる。
【００３２】
このＰＳＤｓ（ｆ）を用いると、面粗さに起因するフレアＰＳＦ（ｒ）は、次の式で表される。
ＰＳＦ（ｒ）＝（４π／（λ2ｚ））2・ＰＳＤｓ（ｒ／（λｚ））  …（４）
ここで、ｒはウエハ上の距離（散乱光の到達する距離）、λは波長、ｚは瞳の光学的な高さである。計算の元になるＰＳＤがradial ＰＳＤであるので、このフレアＰＳＦも回転対称なradial ＰＳＦである。式の導入からも分かるように、ＰＳＤからＰＳＦの算出は全て線形変換で結合されている。よって、面粗さＰＳＤとフレアＰＳＦとは、所定の近似の下に同じ形をしている。これは、例えば参考文献「Christof Krautschik, et al.: Proceedings of SPIE, （米国）Vol.4688, p.289 (2002)」に記載されている。
【００３３】
図５（Ｂ）に、フレアのradial ＰＳＦ［ｍ-2］の例を示す。図５（Ｂ）において、横軸はウエハ上の距離ｒ［ｍ］である。
また、フレアＰＳＦの物理的な起源は面粗さＰＳＤであり、面粗さＰＳＤは、radial ＰＳＤではその空間周波数ｆの二乗に反比例するフラクタル直線で近似できる特徴を持っていたのであるから、ＰＳＤの異方性は、各方位で、空間周波数ｆの二乗に反比例する関数からどの程度ずれているか、つまりＰＳＤはｆ−θ座標系（角度θの極座標系）で考慮するのが適切である。つまり、フレアＰＳＦもｒ−θ座標系（角度θの極座標系）で考慮するのが適切であり、フレア光を見積もるのにあたっては、フレアＰＳＦをｘ−ｙ座標系（直交座標系）で積分するよりも、極座標系で積分するほうが、格段に容易である。
【００３４】
そこで本実施形態では、元々粗さＰＳＤがｆ−θ座標系に準拠し、フレアＰＳＦがｒ−θ座標系に準拠することから、フレアの評価用パターンもｒ−θ座標系に準拠させることとした。
即ち、投影光学系ＰＯのフレア計測時には、図１のレチクルステージＲＳＴにレチクルＲＣの代わりに図２（Ａ）のテストレチクルＲＴがロードされる。テストレチクルＲＴは、露光光を透過する材料、例えば、石英や低熱膨張ガラス等から形成された基板上にＭｏ/Ｓｉ多層膜などの反射層が形成され、さらにその上に露光光を吸収する吸収層ＰＡＢ、例えば、窒化タンタル（ＴａＮ）や窒化タンタルゲルマニウム（ＴａＧｅＮ）等が形成されることで製造されている。吸収層ＰＡＢは後述するように所定のパターンで除去されて評価用パターンを画成する。
【００３５】
図２（Ａ）に底面図で示すように、テストレチクルＲＴのパターン領域ＰＡ上には、Ｘ方向に所定間隔で３列の評価用パターン形成部３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃが設定され、各評価用パターン形成部３７Ａ〜３７Ｃ中にそれぞれＹ方向（走査方向ＳＤ又は移動方向）に間隔Ｌで、同じ形状で方向が異なる６個の評価用パターン４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ，４Ｆが形成されている。隣接する評価用パターン形成部３７Ａ〜３７Ｃの評価用パターン４Ａ〜４Ｆの中心の間隔はＬ以上である。なお、評価用パターン４Ａ〜４Ｆの外径が数１０μｍ程度である場合には、距離Ｌの下限値（詳細後述）もそれに応じて小さくなるため、評価用パターン４Ａ〜４Ｆは、パターン領域ＰＡ内のほぼ同じ評価点とみなせる位置の近傍に、例えば２列でその距離Ｌの下限値程度離して配置してもよい。
【００３６】
評価用パターン４Ａ〜４Ｆは、吸収層ＰＡＢを所定パターンで除去することによりそれぞれ吸収層ＰＡＢ中に露出した所定パターンの反射層によって形成されているとともに、少なくとも照明領域２７ＲのＹ方向の幅内に収まる大きさである。通常は、照明領域２７ＲのＹ方向の幅内に複数個の評価用パターン（４Ａ〜４Ｆのいずれか）を配置可能である。また、本実施形態の照明領域２７Ｒは円弧状であり、一例として各評価用パターン形成部３７Ａ〜３７Ｃ内の同じ方向の（又は同じ配列の複数の）評価用パターン（例えば４Ａ等）が同時に照明領域２７Ｒ内に収まるように、中央の評価用パターン形成部３７Ｂの位置がＹ方向にずれている。なお、パターン領域ＰＡには、３列以上（例えば５列等）の評価用パターン形成部を設けてもよい。また、評価用パターン４Ａ〜４Ｆをほぼ同じ評価点とみなせる位置に近傍にまとめて配置する場合には、評価用パターン形成部３７Ａ〜３７ＣのＹ方向に沿って評価用パターン４Ａ〜４Ｆとは別の形状の評価用パターンの組を配置してもよい。
【００３７】
図２（Ａ）中の一つの評価用パターン４Ａは、図２（Ｂ）の拡大図で示すように、回転中心となる中心点３Ｃに関して対称に一対の同じ形状の扇型パターン３Ａ，３Ｂを配置したものである。図２（Ｃ）に示すように、中心点３Ｃで角度Δφで交差する２つの直線ＬＡ及びＬＢを想定すると、一方の扇型パターン(第１エリア)３Ａは、直線ＬＡ及びＬＢ上にある第１辺３Ａａ及び第２辺３Ａｂと、第１辺３Ａａ及び第２辺３Ａｂの中心点３Ｃ側の端部（一端部）を連結する半径ｒの円周上の内径部３Ａｃと、第１辺３Ａａ及び第２辺３Ａｂの外側の端部（他端部であって、第１辺３Ａａと第２辺３Ａｂの両端部の間隔を比較した場合、中心点３Ｃ側の端部の間隔に比べて、その間隔が広い端部）を連結する半径Ｒ（＞ｒ）の円周上の外径部３Ａｄとで囲まれた反射パターンである。言い換えると、扇型パターン３Ａは、吸収層ＰＡＢ中に形成された開き角がΔφ、内側の半径がｒ、及び外側の半径がＲの扇型の反射パターンである。中心点３Ｃから半径方向に距離ｒの位置から距離Ｒの位置まで半径方向に延在するとともに、開き角Δφで広がるエリアと見ることができる。また、他方の扇型パターン(第２エリア)３Ｂは、中心点３Ｃの回りに扇型パターン３Ａを１８０°回転して得られる同一のパターン（中心点３Ｃに関して扇型パターン３Ａと対称なパターン）である。従って、一対の扇型パターン３Ａ，３Ｂは、蝶ネクタイ型のパターン、又は輪帯状のパターンから２つの直線ＬＡ，ＬＢで挟まれた部分を取り出したパターンとも言うことができる。一対の扇型パターン３Ａ，３Ｂの間には、中心点３Ｃを含むエリア（ブロックエリア）が存在する。特に、半径ｒの円周上の内径部３Ａｃと２つの直線ＬＡ及びＬＢにより小さな扇形エリアＢＬＡ，ＢＬＢが区画される。
【００３８】
なお、例えば開き角Δφが小さい場合には、内径部３Ａｃ（さらには外径部３Ａｄ）を直線で近似することも可能である。
扇型パターン３Ａ，３Ｂの開き角Δφは、一例として３０°である。この場合、図２（Ａ）の他の評価用パターン４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ，４Ｆは、それぞれ評価用パターン４Ａ（扇型パターン３Ａ，３Ｂ）と同じ形状のパターンを、その中心点の回りに３０°（＝Δφ）、６０°（＝２・Δφ）、９０°（＝３・Δφ）、１２０°（＝４・Δφ）、及び１５０°（＝５・Δφ）だけ回転したものである。これによって、評価用パターン４Ａ〜４Ｆは、互いに重複した角度領域を持たずに、全ての方位に隙間なく配置されている。すなわち、評価用パターン４Ａ〜４Ｆは、等しい開き角Δφを有するが、それぞれ、異なる方位または方向を向いている（第１辺３Ａａまたは第２辺３Ａｂが異なる方向に延在している）。そして、評価用パターン４Ａ〜４Ｆの開き角Δφの合計が３６０度である。
【００３９】
なお、評価用パターン４Ａを構成する一対の扇型パターン３Ａ，３Ｂの各開き角Δφは、一例として２以上の整数ｍを用いて１８０°／ｍ又はこの補角（＝１８０°−１８０°／ｍ）であればよい。
Δφ＝１８０°／ｍ  又は −１８０°／ｍ     （５）
この場合、他の評価用パターンとしては、その開き角Δφの扇型パターン３Ａ，３Ｂを、Δφずつ異なる方位に配列したｍ個（ｍ対）の評価用パターンが使用できる。
【００４０】
また、扇型パターン３Ａ，３Ｂの内径部３Ａｃの半径ｒ及び外径部３Ａｄの半径Ｒについて、フレアＰＳＦのｒ−θ座標系の距離ｒに対応するのが面粗さＰＳＤの空間周波数ｆであり、図５（Ａ）に示すように空間周波数ｆとradial ＰＳＤとがｌｏｇスケールで直線で表される関係であることから、空間周波数ｆをｌｏｇスケールで均等に区分するのが最も効果的である。つまり、実際のパターンにおける内径、外径も、ｌｏｇスケールで均等に区分するのが有効である。例えば、扇型パターン３Ａ，３Ｂの投影光学系ＰＯによる像の段階で、内側の半径ｒの最小距離を１μｍ、外側の半径Ｒの最大距離を１ｍｍとすると、この範囲は３桁であり、これを適宜ｌｏｇスケールで均等に区分した半径ｒ及びＲを持つ種々の形状の扇型パターン３Ａ，３Ｂ等を図２（Ａ）のテストレチクルＲＴのパターン領域ＰＡ内に形成しておけばよい。又は、複数枚のテストレチクルに分けて形成しておいてもよい。
【００４１】
一例として、１桁を４等分する場合は、各半径ｒ，Ｒの一連の用意すべき値は、１μｍ、１．８μｍ、３．２μｍ、５．６μｍ、１０μｍ、１８μｍ、３２μｍ、５６μｍ、１００μｍ、１８０μｍ、３２０μｍ、５６０μｍ、１ｍｍなどとなる。このような大きさで、かつｒ＜Ｒとなるように、半径ｒ，Ｒの組を選択することで、空間周波数ｆの帯域をｌｏｇスケールでほぼ均等に取ることができる。
【００４２】
さらに、以下に述べるような方法で、必要な評価精度でフレア評価を行うために、図２（Ａ）の評価用パターン４Ａ〜４Ｆの中心間の距離Ｌの最小値を求める。図２（Ａ）の隣接する評価用パターン４Ａ，４Ｂの扇型パターン３Ａ，３Ｂの外側の半径Ｒを用いて、その内側の半径ｒをａ×Ｒ（ａ＜１）で表し、その中心間の距離Ｌをｐ×Ｒ（ｐ＞１）で表し、その周囲に配置する評価用パターン４Ａ〜４Ｆの個数をＮ、評価の相対誤差の最大許容値をｅとすると、概ねパラメータｐが次の範囲となるように評価用パターン同士の間隔Ｌ（＝ｐ×Ｒ）を離せば、相対誤差をｅ以下にすることが可能である。
【００４３】
2010206199.tif 000003
この関係を用いると、隣の評価用パターンが当該パターンと同種（同じ開き角）の場合で、隣の評価用パターンが異なる大きさを持っている場合、例えば、当該評価用パターン（扇型パターン３Ａ，３Ｂ）の外側の半径Ｒを用いて、内側の半径ｒをａ×Ｒ（ａ＜１）、隣の評価用パターンの外側の半径Ｒ’をｃ×Ｒ、内側の半径ｒ’をｂ×（ｃ×Ｒ）とし、隣の評価用パターンとの中心間距離Ｌ’をｐ×Ｒ（ｐ＞１）、周囲に配置する評価用パターンの個数をＮ、評価の相対誤差の最大許容値をｅとすると、概ねパラメータｐが次の範囲となるように評価用パターン同士を離せば相対誤差をｅ以下にすることが可能である。
【００４４】
2010206199.tif 000004
なお、さらに遠くに大きな評価用パターンが配置されている場合は、それも加味して少し間隔を広げておくことが必要である。なお、上記のパラメータｐは、以下のように概算することができる。
【００４５】
ここで、評価用パターン（扇型パターン３Ａ，３Ｂ）の外側の半径Ｒを用いて、内側の半径ｒをａ×Ｒ、隣の評価用パターンとの中心間の距離Ｌをｐ×Ｒ、隣の評価用パターンの個数をＮとする。ここで、評価用パターンは本実施形態の評価用パターン４Ａ〜４Ｆではなく、従来使用されていた輪帯状パターンであるとする。また、フレアＰＳＦは一般的に係数ｋを用いて
ＰＳＦ（ｒ）＝ｋ×ｒ-2   …（８）
で表されるものとすれば、評価用パターン自体によるフレア量Ｆ０は、次のようになる。
【００４６】
Ｆ０＝２πｋ×ｌｎ（Ｒ／ｒ）＝２πｋ×ｌｎａ  …（９）
また、周辺のパターンからのフレア量Ｆは、概ね次のようになる。
Ｆ＝Ｎ×β×２πｋ×ｌｎ（（Ｌ＋Ｒ）／（Ｌ−Ｒ））    …（１０）
ここで、βは、半径Ｌ−Ｒから半径Ｌ＋Ｒまでの輪帯状の領域の中で隣の評価用パターンの１つ分が占めている面積比であり、次のように表される。
【００４７】
β＝π（Ｒ2−ｒ2）／［π｛（Ｌ＋Ｒ）2−（Ｌ−Ｒ）2｝]    …（１１）
このとき、許容誤差ｅ＝Ｆ／Ｆ０とすると、これに式（９）、式（１０）を適用して次の関係が得られる。
（１／ｐ）ｌｎ（（ｐ＋１）／（ｐ−１））
＝４×ｅ×Ｒ2×ｌｎａ／｛Ｎ×（Ｒ2−ｒ2）｝  …（１２）
相対誤差として２０％以上の大きな誤差を許容することは通常無いものと考えれば、ｅ＜０．２程度の範囲においては、式（１２）の左辺はｌｏｇスケール上の直線近似で扱うことができ、式（１２）は次のように近似でき、以下の式から式（６）が導かれる。
【００４８】
ｐ2ｅ／Ｎ＝−０．５０５（１−ａ2）／ｌｎａ≒（ａ2−１）／（１．９８×ｌｎａ）
…（１３）
以上の計算では、隣の評価用パターンが当該パターンと同じ種類の場合であったが、異なる種類である場合にも、同様な計算で上記の式（７）を導くことができる。また、当該パターンが、本実施形態のような扇型パターン３Ａ，３Ｂであっても、開き角が当該パターンと隣のパターンとで同じであれば、同じ面積比となるので、同じ式を用いることができる。仮に、当該パターンと隣のパターンとで開き角が異なるのであれば、式の上では、周辺の評価用パターンの個数Ｎで調整すれば良い。
【００４９】
以上によれば、例えば相対誤差１％以下（ｅ＝０．０１）に抑えたい場合に、当該評価用パターンの周辺に同一の評価用パターンを８個配置した場合は、仮に扇型パターン３Ａ，３Ｂの内径と外径との比の値ａ＝ｒ／Ｒ＝０．２とすると（例えばｒが２μｍ、Ｒが１０μｍ）、ｐ＞１５．５となるから、隣の評価用パターンとの中心間の距離Ｌは、パターンの外側の半径Ｒの１５．５倍（パターン外径の７．７倍）の１５５μｍ以上取ることになる。この間の領域は、評価用パターン（反射パターン）を配置してはならない排他領域となる。これより近接して評価用パターンを配置すると相対誤差１％以下に抑えられない可能性がある。
【００５０】
なお、このようにして評価した、ある１つの像点におけるフレアの異方性の評価は、その像点に対応したフレアＰＳＦが評価した異方性を持っているのではないことに注意する必要がある。フレアというのは、別の像点におけるフレアＰＳＦが、ある距離である方位だけ離れた当該像点に降り注ぐ量であるため、ある１つの像点で観測されたフレアの異方性は、別の像点から所定の距離で所定の角度で飛来したフレア光の差を見ているに過ぎない。よって、ある像点におけるフレアＰＳＦを計算結果と比較する場合には、多数の像点の多数の方位のフレア異方性の評価結果から、データを再組み換えしていく必要がある。
【００５１】
図２（Ｃ）の評価用パターン４Ａの一対の扇型パターン３Ａ，３Ｂにおいて、開き角Δφを３０°、投影像の段階での半径ｒを１μｍ、半径Ｒを５．６μｍとすると、図４（Ｄ）のウエハ上の露光領域２７Ｗの計測点３９Ａにおいて、Ｘ軸を中心とする±１５°の角度範囲４０Ａ及び４１Ａ内で、距離１μｍから５．６μｍにわたる範囲のフレアを過不足なく評価できる。同様に図２（Ａ）の評価用パターン形成部３７Ａ内の別の方位の評価用パターン４Ｂ〜４Ｆを用いて、図４（Ｄ）の計測点３９Ａにおいて、それぞれ対応する角度範囲４０Ｂ〜４０Ｆ及び４１Ｂ〜４１Ｆ内で、それぞれ距離１μｍから５．６μｍにわたる範囲のフレアを過不足なく評価できる。従って、全方向からのフレアを漏れなく計測できる。同様に、図２（Ａ）の他の評価用パターン形成部３７Ｂ，３７Ｃ内の評価用パターン４Ａ〜４Ｆを用いて、図４（Ｄ）の他の計測点３９Ｂ，３９Ｃにおいて、全方向からのフレアを漏れなく計測でき、方位毎のフレアの相違からフレアの異方性を正確に評価できる。
【００５２】
また、図２（Ａ）において、評価用パターン４Ａ〜４Ｆの周辺に仮に最大５個の他の評価用パターンがあるとすると、式（６）からパラメータｐは１１．９より大きくなるため、評価用パターンの中心間距離Ｌは投影像の段階で６０μｍより離せば良い。さらに、若干の安全率を見て、中心間距離を６５μｍ離すこととし、その間は反射パターンを一切配置しないこととしてもよい。
【００５３】
また、例えば、扇型パターン３Ａ，３Ｂの半径ｒが１μｍ、半径Ｒが１００μｍであるときに必要なパターンの中心間距離Ｌは、許容相対誤差を１％、周辺への評価用パターンの配置数を５個とすると、式（６）からｐ＞７．４であるので、投影像の段階で中心間距離は７４０μｍより大きく離れていれば良い。
次に、図２（Ａ）のテストレチクルＲＴを用いて露光装置１００の投影光学系ＰＯのフレアを評価する動作の一例につき、図３のフローチャートを参照して説明する。この際の露光装置１００側の動作は主制御系３１によって制御される。先ず、図３のステップ１０１において、図１のレチクルステージＲＳＴに図２（Ａ）のテストレチクルＲＴがロードされ、テストレチクルＲＴのアライメントマーク（不図示）を用いてテストレチクルＲＴのアライメントが行われる。次のステップ１０２において、ウエハステージＷＳＴ上にポジ型のレジストが塗布された未露光のウエハ（Ｗとする）がロードされる。次のステップ１０３において、主制御系３１はウエハの露光量をレジストの感光レベルよりも低い所定の下限値ＥＰ０に設定し、制御用のパラメータｉの値を１とする。次のステップ１０４において、露光装置１００によって、図４（Ａ）のウエハＷ上の或るショット領域３８Ａに、テストレチクルＲＴの評価用パターン形成部３７Ａ〜３７Ｃ内の複数の方向の評価用パターン４Ａ〜４Ｆの像を、その設定された露光量ＥＰ０で露光する。この際に、図２（Ａ）に示すように、テストレチクルＲＴのパターンは照明領域２７Ｒで照明される部分毎に、その設定された露光量でステップ・アンド・リピート方式で露光される。また、一例として、各評価用パターン形成部３７Ａ〜３７Ｃ内の評価用パターン４Ａ〜４Ｆの像は、それぞれ図４（Ｄ）の露光領域２７Ｗの所定の計測点３９Ａ〜３９Ｃの近傍で露光される。
【００５４】
図４（Ａ）のウエハＷ上のショット領域３８Ａ上の評価用パターン形成部３７Ａ〜３７Ｃに対応する領域３７ＡＰ〜３７ＣＰには、それぞれＹ方向に沿って評価用パターン４Ａ〜４Ｆの像４ＡＰ〜４ＦＰが露光される。像４ＡＰ〜４ＦＰはそれぞれ一対の扇型パターン３Ａ，３Ｂの像３ＡＰ，３ＢＰから形成されている。ただし、説明の便宜上、テストレチクルＲＴのパターンのＸ方向、Ｙ方向に正立の像がウエハＷ上に形成されるものとしている。なお、図２（Ａ）はテストレチクルＲＴの底面図であり、図４（Ａ）はウエハＷの平面図であるため、両者はＸ方向に反転している。
【００５５】
次のステップ１０５で、設定された露光量が所定の上限値（フレアによってレジストが感光されると予想されるレベルよりも高い値）に達しているかどうかを判定する。この段階では露光量はその上限値に達していないため、動作はステップ１０６に移行して、主制御系３１はウエハの露光量を次式に基づいて所定量ΔＥＰだけ増加させる。所定量ΔＥＰはフレアの計測精度に応じて設定される。
【００５６】
ＥＰｉ＝ＥＰ０＋ｉ・ΔＥＰ  …（１４）
その後、ステップ１０７でパラメータｉの値に１を加算した後、ステップ１０４に戻り、ウエハＷ上のｉ番目（ここではｉ＝２）のショット領域３８Ｂに、設定された露光量ＥＰｉで、テストレチクルＲＴの複数列の評価用パターン４Ａ〜４Ｆの像を露光する。ウエハＷ上の設定された露光量ＥＰｉと対応するショット領域の順序（位置）との情報はデータ処理系３６に記憶される。その後、設定された露光量ＥＰｉがその上限値を超えるまで、図４（Ａ）のウエハＷ上のショット領域３８Ｃ，３８Ｄ等には、それぞれ次第に増加する露光量ＥＰｉでテストレチクルＲＴの複数列の評価用パターン４Ａ〜４Ｆの像が露光される。ウエハＷ上のショット領域３８Ｂ〜３８Ｄ及び他のショット領域（不図示）の３列の領域３７ＡＰ〜３７ＣＰにもそれぞれ評価用パターン４Ａ〜４Ｆの像４ＡＰ〜４ＦＰが露光される。なお、露光すべきショット領域の個数が１枚のウエハでは足りない場合には、複数枚のウエハ上の多数のショット領域に次第に増加する露光量でテストレチクルＲＴのパターンの像を露光してもよい。
【００５７】
その後、設定された露光量ＥＰｉがその上限値を超えると、動作はステップ１０５からステップ１０８に移行して、ウエハＷは露光装置１００からアンロードされて不図示のコータ・デベロッパに搬送され、このコータ・デベロッパにおいてウエハＷのレジストの現像が行われる。現像後のウエハＷ上の各ショット領域３８Ａ〜３８Ｄ等では、図４（Ａ）の評価用パターン４Ａ〜４Ｆの像４ＡＰ〜４ＦＰに対応した部分が消失（溶解）してレジストパターンが形成される。
【００５８】
次のステップ１０９において、現像後のウエハＷを不図示の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にセットして、図４（Ａ）のウエハＷ上で露光された全部のショット領域３８Ａ〜３８Ｄ等の領域３７ＡＰ〜３７ＣＰ毎に、かつ各方向の評価用パターン４Ａ〜４Ｆの像４ＡＰ〜４ＦＰ毎に、これらの本来の像の部分が感光される（消失する）ときのショット領域の順序の情報と、これらの像４ＡＰ〜４ＦＰの中心（中心点３Ｃの像）が感光される（消失する）ときのショット領域の順序の情報とが求められる。この情報は図１のデータ処理系３６に供給される。
【００５９】
この場合、代表的に評価用パターン４Ａの本来の像が感光される場合とは、図４（Ｂ）に示すように、評価用パターン４Ａを構成する一対の扇型パターン３Ａ，３Ｂの本来の像３ＡＰ，３ＢＲの位置で凹のレジストパターン３ＡＰ，３ＢＰが形成されることを意味する。一方、評価用パターン４Ａの像４ＡＰの中心が感光される場合とは、図４（Ｃ）に示すように、扇型パターン３Ａ，３Ｂの像３ＡＰ，３ＢＰに対応するレジストパターン３ＡＲ，３ＢＲがフレアによって次第に広がって、レジストパターン３ＡＲ，３ＢＲが扇型パターン３Ａ，３Ｂの中心点３Ｃの像３ＣＰの部分で連結されることを意味する。なお、レジストパターン３ＡＲ，３ＢＲが扇型パターン３Ａ、３Ｂの中心点３Ｃの像３ＣＰの部分で連結される場合、図４Ｃのように、評価用パターン４Ａの扇型パターン３Ａ，３Ｂで挟まれたエリア（ブロックエリア）ＢＬＡ、ＢＬＢの像が現れない。この場合、レジストパターン３ＡＲ，３ＢＲの像が、図４（Ｃ）のように扇型を保つ必要はなく、レジストパターン３ＡＲ，３ＢＲの像全体が広がった状態で、中心点３Ｃの像ＣＰの部分で連結されてもよい。すなわち、レジストパターン３ＡＲ，３ＢＲが扇型の形状で形成されなくもよい。
【００６０】
データ処理系３６では、そのショット領域の順序（位置）の情報と、各ショット領域を露光したときの露光量ＥＰｉの情報とを用いて、各領域３７ＡＰ〜３７ＣＰ毎に、即ち図４（Ｄ）の露光領域２７Ｗ内の対応する計測点３９Ａ〜３９Ｃ毎に、かつ各方向毎の評価用パターン４Ａ〜４Ｆの像４ＡＰ〜４ＦＰ毎に、これらの本来の像の部分が感光されるときの露光量ＥＰａと、これらの像の中心がフレアによって感光されるときの露光量ＥＰｂとを求める。次のステップ１１０において、データ処理系３６は、各計測点３９Ａ〜３９Ｃ毎に、かつ各方向の評価用パターン４Ａ〜４Ｆ毎に、投影光学系ＰＯのフレア量Ｆｃを次式から計算する。即ち、フレア量Ｆｃは露光量ＥＰａと露光量ＥＰｂとの比（比の値）に基づいて計算される。
【００６１】
Ｆｃ＝（ＥＰａ／ＥＰｂ）×１００（％）  …（１５）
これによって、露光領域２７Ｗ内の各計測点３９Ａ〜３９Ｃ毎に、６つの方向４０Ａ，４１Ａ〜４０Ｆ，４１Ｆ毎の投影光学系ＰＯのフレア量が隙間なく計測されたことになる。
次のステップ１１１において、データ処理系３６は、ステップ１１０で求められた投影光学系ＰＯの方向毎のフレア量Ｆｃに基づいて、図１のデバイス用のレチクルＲＣのパターンの線幅等の形状の補正量を計算する。
【００６２】
一例として、図６に拡大して示すように、レチクルＲ上の投影光学系ＰＯのフレアを考慮しない場合のパターンの一部を回路パターン４２Ａ〜４２Ｃとすると、例えば回路パターン４２Ａの方向の異なる部分４２Ａａ，４２Ａｂ，４２Ａｃ，４２Ａｄ毎に対応する方向のフレア量を考慮して、ウエハ上に設計値通りの形状のパターンを形成するための線幅等の補正量が計算される。その結果、補正後の回路パターンとして、例えば２点鎖線で示す回路パターン４３Ａ〜４３Ｃが得られる。
【００６３】
その後、ステップ１１２において、ステップ１１１の補正量に基づいてレチクル(パターニングマスク)（これもＲＣとする）が製造され、次のステップ１１３において、補正後のレチクルＲＣを図１のレチクルステージＲＳＴにロードして、ウエハＷの露光が行われる。これによって、投影光学系ＰＯの方向別のフレアを正確に考慮して、ウエハＷ上に設計値通りのパターンを形成できる。
【００６４】
本実施形態の作用効果等は以下の通りである。
（１）本実施形態の露光装置１００の投影光学系ＰＯのフレアの計測方法は、投影光学系ＰＯの物体面に、第１辺３Ａａと、これに対して角度Δφで傾斜する第２辺３Ａｂと、第１辺３Ａａの両端部と第２辺３Ａｂの両端部とを連結する内径部３Ａｃ及び外径部３Ａｄとで形成される（囲まれる）扇型パターン３Ａ（開口パターン）及びこれと対称な扇型パターン３Ｂよりなる評価用パターン４Ａを配置するステップ１０１と、評価用パターン４Ａに露光光を照射し、投影光学系ＰＯを介して評価用パターン４Ａの像を投影するステップ１０４と、評価用パターン４Ａに照射される露光光の光量と、投影光学系ＰＯを介した評価用パターン４Ａの像の光量との比に基づいてフレア情報を求めるステップ１０９〜１１０とを含んでいる。
【００６５】
従来の一対のバー状パターンを異なる方向に向けて配置するフレア計測方法は、直交座標系上でフレアの計算が容易な方法であり、極座標系上ではその計算が複雑化するという問題がある。この従来のフレア計測方法に対して、本実施形態のフレア計測方法によれば、評価用パターン４Ａの像を投影することによって、評価用パターン４Ａを構成する扇型パターン３Ａ，３Ｂの開き角（所定角度）Δφの範囲のフレア情報を正確に計測できるとともに、必要に応じて計測結果を、例えば点像強度分布関数ＰＳＦ(Point Spread Function)等のような極座標系上で容易に処理できる。
なお、投影光学系ＰＯの物体面には扇型パターン３Ａのみを配置してもよい。この場合には、扇型パターン３Ａの方向のフレアを計測できる。
【００６６】
（２）本実施形態において、扇型パターン３Ａ，３Ｂは、第１辺３Ａａ及び第２辺３Ａｂを延長した直線ＬＡ，ＬＢの交点である中心点３Ｃに関して対称である。従って、この中心点３Ｃの像の位置の露光量と、扇型パターン３Ａ，３Ｂの像の位置の露光量との比較からフレアを容易に評価できる。
（３）また、ステップ１０２では、評価用パターン４Ａと同じ形状で、かつ全部で３６０°となるように異なる方向に配列された評価用パターン４Ｂ〜４Ｆも配置しており、ステップ１０８〜１１０では、評価用パターン４Ａ〜４Ｆの方向毎に投影光学系ＰＯのフレアを求めている。従って、投影光学系ＰＯのフレアの異方性を、隙間なく計測できる。
【００６７】
（４）また、上記の実施形態のフレア計測用のテストレチクルＲＴは、上記の扇型パターン３Ａ及びこれと対称な扇型パターン３Ｂよりなる評価用パターン４Ａが形成されている。従って、このテストレチクルＲＴを用いて上記のフレア計測方法を実施できる。
なお、扇型パターン３Ａ，３Ｂの内径部３Ａｃ及び外径部３Ａｄの少なくとも一方は、開き角の大小に関係なく直線でもよい。
また、扇型パターン３Ａ，３Ｂの内径部３Ａｃを省略し、第１辺３Ａａと第２辺３Ａｂとを直接交差させてもよい。この場合、外径部３Ａｄを直線にすることによって、扇型パターン３Ａ，３Ｂを三角型パターンとして扱うことができる。
【００６８】
（５）また、テストレチクルＲＴには方向の異なる評価用パターン４Ａ〜４Ｆが形成されているため、投影光学系ＰＯのフレアの異方性を計測できる。
なお、図２（Ａ）のテストレチクルＲＴ上には評価用パターン４Ａ〜４Ｆのうちの一つの評価用パターン４Ａのみを形成しておいてもよく、又は評価用パターン４Ａ〜４Ｆのうちの２つの評価用パターン（例えば４Ａ，４Ｂ）のみを形成しておいてもよい。この場合でも、評価用パターン４Ａ（又は４Ａ，４Ｂ）の方向のフレアを計測できる。
【００６９】
また、評価用パターン４Ａのうちの一方の扇型パターン３Ａのみを形成しておいてもよい。この場合でも、扇型パターン３Ａの方向のフレアを計測できる。
（６）また、テストレチクルＲＴは、基板の表面に設けられ、露光光を反射する反射膜とその反射膜の表面に設けられ、その露光光を吸収する吸収膜とを有し、評価用パターン４Ａ〜４Ｆは、その吸収膜の一部を除去した反射パターンとして形成されている。従って、テストレチクルＲＴはＥＵＶ露光装置用の反射型のマスクとして使用可能である。
【００７０】
この場合、テストレチクルＲＴの基板は、露光光を透過する透過部材でも露光光を透過しない金属部材でもよい。
なお、テストレチクルＲＴを例えば波長１９３ｎｍの露光光を用いる露光装置の透過型レチクルとして使用する場合には、そのテストレチクルは、一例として、露光光を透過する基板と、その基板の表面に設けられた遮光膜とを有し、評価用パターン４Ａ〜４Ｆに対応する評価用パターンは、その遮光膜の一部を除去した透過パターン（開口パターン）として形成される。
【００７１】
（７）また、本実施形態のレチクルのパターンの補正方法は、本実施形態のフレア計測方法によって、投影光学系ＰＯのフレア情報を計測するステップ１０１〜１１１と、そのフレア情報の計測結果に基づいて、そのパターンを補正するステップ１１２とを含んでいる。従って、投影光学系ＰＯのフレアの異方性も考慮してレチクルのパターンを補正できる。
【００７２】
（８）また、本実施形態の露光方法は、露光光ＥＬでレチクルＲＣのパターンを照明し、露光光ＥＬでそのパターン及び投影光学系ＰＯを介してウエハＷを露光する露光方法において、本実施形態のフレア計測方法によって、投影光学系ＰＯのフレア情報を計測するステップ１０１〜１１１と、そのフレア情報の計測結果に基づいて転写対象のパターンを補正するステップ１１２と、補正後のパターン及び投影光学系ＰＯを介してウエハＷを露光するステップ１１３とを含んでいる。従って、投影光学系ＰＯのフレアが存在しても、ウエハＷ上に目標とするパターンを形成できる。
【００７３】
次に、上記の実施形態の変形例につき図７を参照して説明する。
図７（Ａ）のテストレチクルＴＲは、図２（Ａ）の開き角Δφの扇型パターン３Ａ，３Ｂに対して、その補角となる開き角Δφ１（＝１８０°−Δφ）の一対の扇型パターン５３Ａ，５３Ｂよりなる評価用パターン５４Ａ〜５４Ｆを、角度Δφずつ回転させながら吸収層ＰＡＢ中に配置したものである。開き角Δφを３０°とすると、扇型パターン５３Ａ，５３Ｂの開き角Δφ１は１５０°と、角度３０°の５倍になる。従って、扇型パターン５３Ａ，５３Ｂの像の中心のフレア量は、扇型パターン３Ａ，３Ｂの像の中心のフレア量の５倍になり、露光量の可変範囲を大幅に狭くできるため、フレア量を容易に計測できる。
【００７４】
図７（Ａ）の扇型パターン５３Ａ，５３Ｂの像の中心でレジストを感光させる（消失させる）ときの露光量は、従来の輪帯状のパターンを用いる場合の露光量の６／５程度でほぼ同等であり、フレアの計測が容易である。さらに、扇型パターン５３Ａ，５３Ｂの開き角Δφ１が１５０°であり、扇型パターン５３Ａ，５３Ｂの間の暗部（吸収層ＰＡＢ）の角度が３０°となるため、扇型パターン５３Ａ，５３Ｂを用いたフレアの評価によって、その間の方位からのフレアの影響を除外したような形でフレアを評価できる。従って、６方位の評価用パターン５４Ａ〜５４Ｆのフレアの計測結果から、図２（Ａ）の評価用パターン４Ａ〜４Ｆを用いる場合のフレアの計測結果を求めることができる。
【００７５】
また、透過型レチクル用の評価用パターンとしては、図７（Ｂ）に示すように、遮光部ＰＡＴ中に、開き角９０°の一対の扇型パターン５５Ａ，５５Ｂよりなる評価用パターン５６Ａと、これを９０°回転した形状の評価用パターン５６Ｂとを透過パターンとして形成してもよい。
また、評価用パターンとして、図７（Ｃ）に示すように、吸収層ＰＡＢ中に反射層として一つの開き角Δφの扇型パターン３Ａのみを形成してもよい。この場合、その投影光学系ＰＯによる像を図７（Ｄ）の像３ＡＰとすると、先ず図１の照射量モニタ２９の受光面２９ａを像３ＡＰの中心の位置Ｄ１に設定して光量ＯＰ１を計測した後、受光面２９ａを扇型パターン３Ａの中心点３Ｃの像３ＣＰを含む位置Ｄ２に移動して光量ＯＰ２を計測してもよい。このときの扇型パターン３Ａの像３ＡＰの方向のフレア量は、ＯＰ２／ＯＰ１×１００（％）となる。
【００７６】
この場合、図１のレチクルステージＲＳＴに回転テーブル（不図示）を設け、図７（Ｅ）に示すように、扇型パターン３Ａを角度Δφずつ回転しながらそれぞれフレア量を計測することによって、全部の方向のフレア量を計測できる。
なお、図２及び図７に示す評価用パターン４Ａ〜４Ｆ，５４Ａ〜５４Ｆ等の配列の順番は、本実施形態で説明した配列に限定されない。
また、図１の遮蔽板３０Ｙ１，３０Ｙ２及び一対のＸ方向の遮蔽板（不図示）を含む遮蔽機構を省略してもよい。そうすることによって、遮蔽板３０Ｙ１，３０Ｙ２、及び一対のＸ方向の遮蔽板で遮られない広い範囲のフレアを計測することが可能になる。
【００７７】
また、図１の実施形態では、露光ビームとしてＥＵＶ光を用い、６枚のミラーのみから成るオール反射の投影光学系を用いる場合について説明したが、これは一例である。例えば、４枚等のミラーのみから成る投影光学系を備えた露光装置は勿論、光源に波長１００〜１６０ｎｍのＶＵＶ光源、例えばＡｒ2 レーザ（波長１２６ｎｍ）を用い、４〜８枚等のミラーを有する投影光学系を備えた露光装置などにも本発明を適用することができる。
【００７８】
さらに、露光光としてＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）等を用いる屈折系からなる投影光学系を用いる場合にも本発明を適用可能である。
また、上記の実施形態の露光方法又は露光装置を用いて半導体デバイス等の電子デバイス（又はマイクロデバイス）を製造する場合、電子デバイスは、図８に示すように、電子デバイスの機能・性能設計を行うステップ２２１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２２２、デバイスの基材である基板（ウエハ）を製造してレジストを塗布するステップ２２３、前述した実施形態の露光方法及び露光装置によりレチクルのパターンを基板（感応基板）に露光する工程、露光した基板を現像する工程、現像した基板の加熱（キュア）及びエッチング工程などを含む基板処理ステップ２２４、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、パッケージ工程などの加工プロセスを含む）２２５、並びに検査ステップ２２６等を経て製造される。
従って、このデバイス製造方法は、上記の実施形態の露光方法又は露光装置を用いて基板上に感光層のパターンを形成することと、そのパターンが形成された基板を処理すること（ステップ２２４）とを含んでいる。その露光装置又は露光方法によれば、投影光学系のフレアの影響を軽減できるため、電子デバイスを高精度に製造できる。
【００７９】
また、本発明は、半導体デバイスの製造プロセスへの適用に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若しくはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置の製造プロセスや、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシーン、ＭＥＭＳ(Microelectromechanical Systems：微小電気機械システム)、薄膜磁気ヘッド、及びＤＮＡチップ等の各種デバイス、さらにはマスク自体等の製造プロセスにも広く適用できる。
なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る。
【符号の説明】
【００８０】
ＩＬＳ…照明光学系、ＲＣ…レチクル、ＲＴ…テストレチクル、ＰＯ…投影光学系、Ｍ１〜Ｍ６…ミラー、３Ａ，３Ｂ…扇型パターン、４Ａ〜４Ｆ…評価用パターン、４ＡＰ〜４ＦＰ…評価用パターンの像、２７Ｒ…照明領域、２７Ｗ…露光領域
【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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