(57)【要約】【課題】光学系の波面収差の測定精度を向上させる。【解決手段】光学系７の波面収差を測定する測定装置は、光学系７の第１方向に沿った波面収差分布に関する情報を含む第１情報を第１方向に直交する第２方向に平滑化し、光学系７の第２方向に沿った波面収差分布に関する情報を含む第２情報を第１方向に平滑化する平滑化部１２と、平滑化部１２によって平滑化された第１情報および第２情報に基づいて光学系７の２次元の波面収差分布を演算する波面収差演算部１４とを備える。【選択図】図１
2010123756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系の波面収差を測定する測定装置であって、
前記光学系の第１方向に沿った波面収差分布に関する情報を含む第１情報を前記第１方向に直交する第２方向に平滑化し、前記光学系の前記第２方向に沿った波面収差分布に関する情報を含む第２情報を前記第１方向に平滑化する平滑化部と、
前記平滑化部によって平滑化された第１情報および第２情報に基づいて前記光学系の２次元の波面収差分布を演算する波面収差演算部と、
を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記光学系を通過した光によって形成される第１干渉縞および第２干渉縞を撮像するイメージセンサを更に備え、
前記第１情報は、前記イメージセンサによって前記第１干渉縞を撮像して得られた第１干渉縞画像であり、前記第２情報は、前記イメージセンサによって前記第２干渉縞を撮像して得られた第２干渉縞画像であり、
前記平滑化部は、前記第１干渉縞画像を前記第２方向に平滑化し、前記第２干渉縞画像を前記第１方向に平滑化する、
ことを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記光学系を通過した光によって形成される第１干渉縞および第２干渉縞を撮像するイメージセンサと、
前記イメージセンサによって前記第１干渉縞を撮像して得られた第１干渉縞画像に基づいて前記光学系を通過した光の前記第１方向に沿った第１位相分布情報を前記第１情報として演算し、前記イメージセンサによって前記第２干渉縞を撮像して得られた第２干渉縞画像に基づいて前記光学系を通過した光の前記第２方向に沿った第２位相分布情報を前記第２情報として演算する１次元波面収差演算部とを更に備え、
前記平滑化部は、前記１次元波面収差演算部によって演算された前記第１情報および前記第２情報を平滑化する、
ことを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項４】
前記光学系を通過した光によって形成される第１干渉縞および第２干渉縞を撮像するイメージセンサを更に備え、
前記平滑化部は、
前記イメージセンサによる前記第１干渉縞の撮像期間において前記イメージセンサを前記第２方向に移動させることによって前記イメージセンサから平滑化された第１干渉縞画像を前記平滑化された第１情報として出力させ、
前記イメージセンサによる前記第２干渉縞の撮像期間において前記イメージセンサを前記第１方向に移動させることによって前記イメージセンサから平滑化された第２干渉縞画像を前記平滑化された第２情報として出力させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項５】
前記光学系を通過した光によって形成される第１干渉縞および第２干渉縞を撮像するイメージセンサを更に備え、
前記平滑化された第１情報、第２情報は、前記イメージセンサによって前記第１干渉縞、前記第２干渉縞をそれぞれ撮像して得られた第１干渉縞画像、第２干渉縞画像であり、
前記平滑化部は、前記光学系を通過した光によって形成される第１干渉縞を前記第２方向に平滑化し、前記光学系を通過した光によって形成される第２干渉縞を前記第１方向に平滑化する光学素子を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項６】
前記光学素子は、拡散板を含む、
ことを特徴とする請求項５に記載の測定装置。
【請求項７】
前記光学素子は、回折格子を含む、
ことを特徴とする請求項５に記載の測定装置。
【請求項８】
原版のパターンを投影光学系によって基板に投影して該基板を露光する露光装置であって、
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の測定装置を備え、
前記測定装置は、前記投影光学系の波面収差を測定するように構成されている、
ことを特徴とする露光装置。
【請求項９】
デバイスを製造するデバイス製造方法であって、
請求項８に記載の露光装置を使って基板を露光する工程と、
該基板を現像する工程と、
を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学系の波面収差を測定する測定装置、該測定装置を含む露光装置、および、該露光装置を用いてデバイスを製造する製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス、表示デバイスおよび磁気ヘッドデバイス等のデバイスをフォトリソグラフィ工程で製造する際に原版（マスクまたはレチクルとも呼ばれる）のパターンを投影光学系によって基板に投影し該基板を露光する露光装置が使用される。基板はその表面にレジストを有し、露光によって該レジストに原版のパターンが形成される。
【０００３】
露光装置は、原版のパターンを忠実なパターンを基板に形成するために、波面収差が抑えられた投影光学系を備える必要がある。近年、半導体デバイスを構成するパターンの一層の微細化要求に伴って、基板に転写されるパターンは、投影光学系の収差に対して敏感になってきている。投影光学系の収差は、波面収差として評価することができ、投影光学系の波面収差を高精度に測定することが重要になってきている。
【０００４】
原版のパターンを実際に基板に転写して、その実際に焼き付け、そのレジスト像を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）などの光学装置を使って検査する従来の方法では、露光、現像、検査のために長時間を要する。また、ＳＥＭの操作の困難性や、レジスト塗布および現像において生じる誤差のために検査の再現性が悪いという問題もある。
【０００５】
このような問題を解決するために、シアリング干渉を利用するシアリング干渉計（又はタルボ干渉計）（Ｓｈｅａｒｉｎｇ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ）が知られている。最近では、理想円柱波又は理想楕円波を形成するためのスリットを有する線回折干渉計（Ｌｉｎｅ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ：ＬＤＩ）を利用した測定装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００６】
ＬＤＩまたはシアリング干渉計を利用して波面収差を測定する装置では、一定方向のスリットまたは回折格子を用いるので、干渉縞を解析して得られる情報は、一方向のみに関する波面収差情報を含む。したがって、二次元の波面収差情報を得るためには、直交する２方向のそれぞれの方向について一次元の波面収差情報を取得してこれを合成する必要がある。
【０００７】
特許文献２には、被検光学系の２方向の光学性能データに基づいて被検光学系の２次元の光学性能を算出する算出方法及び測定装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−２４４１２６号公報
【特許文献２】特開２００６−０８６３４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
Ｘ方向に沿った被検光学系の波面収差分布を得るための干渉縞に非計測方向であるＹ方向における光強度斑があると、光強度の弱いところの位相情報に欠落が発生し、計測再現性が悪化しうる。この強度斑は、例えば、露光装置の照明系に組み込まれたハエの目レンズを構成する複数の単レンズの配置に起因する有効光源分布（投影光学系の瞳面における光強度分布）における強度斑によって生じうる。
【０００９】
有効光源分布が離散的である場合、ＬＤＩやシアリング干渉計で得られる干渉縞も非計測方向に離散的になり、干渉縞のコントラストが低い部分や干渉縞が存在しない部分が発生しうる。その部分からは、計測方向に沿った波面収差分布情報（位相分布情報）を正しく得ることができないので、測定精度が悪化する。また、測定に使用する光源としてコヒーレンスの高い光源を用いた場合、非計測方向にも干渉による光強度分布が生じ、非計測方向の光強度分布により測定方向の位相分布情報に誤差が発生する。
【００１０】
本発明は、上記の課題認識を契機としてなされたものであり、例えば、光学系の波面収差の測定精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の側面は、光学系の波面収差を測定する測定装置に係り、前記光学系の第１方向に沿った波面収差分布に関する情報を含む第１情報を前記第１方向に直交する第２方向に平滑化し、前記光学系の前記第２方向に沿った波面収差分布に関する情報を含む第２情報を前記第１方向に平滑化する平滑化部と、前記平滑化部によって平滑化された第１情報および第２情報に基づいて前記光学系の２次元の波面収差分布を演算する波面収差演算部とを備える。
【００１２】
本発明の第２の側面は、原版のパターンを投影光学系によって基板に投影して該基板を露光する露光装置に係り、前記露光装置は、上記の測定装置を備え、前記測定装置は、前記投影光学系の波面収差を測定するように構成されている。
【００１３】
本発明の第３の側面は、デバイスを製造するデバイス製造方法に係り、前記デバイス製造方法は、上記の露光装置を使って基板を露光する工程と、該基板を現像する工程とを含む。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、例えば、光学系の波面収差の測定精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。
【００１６】
［第１実施形態］
図１は、本発明の好適な実施形態の露光装置の概略構成を示す図である。本発明の好適な実施形態の露光装置ＥＸは、原版を保持する原版ステージと、原版を照明する照明系８と、原版のパターンを基板に投影する投影光学系７と、基板（例えば、ウエハ）を保持する基板ステージ５を備える。露光装置ＥＸはまた、投影光学系７を測定対象の光学系としてその波面収差を測定する測定装置とを備える。該測定装置は、投影光学系７の波面収差を測定するための構成要素として、測定原版１と、検出部５０と、処理部１０とを含む。
【００１７】
検出部５０は、像側ＬＤＩパターン５３と、投影光学系７を通過し更に像側ＬＤＩパターン５３のスリットを通過した光によって形成される干渉縞を撮像（検出）するイメージセンサ３１とを含む。像側ＬＤＩパターン５３は、例えば、基板ステージ５に配置された基準板６に形成されうる。
【００１８】
この実施形態では、測定装置は、投影光学系７の波面収差を測定するように露光装置ＥＸに組み込まれているが、測定装置は、他の光学装置に組み込まれてもよいし、測定を主目的とする装置として構成されてもよい。
【００１９】
ＬＤＩを利用した測定の原理について簡単に説明する。図２は、測定原版１の照明系８側に配置されたパターン５１を例示する図である。図３Ａは、測定原版１の投影光学系７側に配置された物体側ＬＤＩパターン５２を例示する図である。図３Ｂは、像側ＬＤＩパターン５３を例示する図である。図４は、測定原版１の作用を説明するための図である。
【００２０】
パターン５１は、Ｘ方向（第１方向）に沿った投影光学系７の波面収差分布を測定するための回折格子５１Ｘと、Ｙ方向（第２方向）に沿った投影光学系７の波面収差分布を測定するための回折格子５１Ｙとを有する。
【００２１】
物体側ＬＤＩパターン５２は、Ｘ方向（第１方向）に沿った投影光学系７の波面収差分布を測定するためのスリット対５２Ｘと、Ｙ方向（第２方向）に沿った投影光学系７の波面収差分布を測定するためのスリット対５２Ｙとを有する。スリット対５２Ｘは、幅が狭いスリット５２ａと、幅が広いスリット５２ｂとを含む。スリット対５２Ｙは、幅が狭いスリット５２ｃと、幅が広いスリット５２ｄとを含む。
【００２２】
像側ＬＤＩパターン５３は、Ｘ方向（第１方向）に沿った投影光学系７の波面収差分布を測定するためのスリット対５３Ｘと、Ｙ方向（第２方向）に沿った投影光学系７の波面収差分布を測定するためのスリット対５３Ｙとを有する。スリット対５３Ｘは、幅が狭いスリット５３ａと、幅が広いスリット５３ｂとを含む。スリット対５３Ｙは、幅が狭いスリット５３ｃと、幅が広いスリット５３ｄとを含む。
【００２３】
回折格子５１Ｘは、複数のスリットを有し、該複数のスリットは、スリット対５２Ｘのスリット５２ａ、５２ｂおよびスリット対５３Ｘのスリット５３ａ、５３ｂと平行である。回折格子５１Ｙは、複数のスリットを有し、該複数のスリットは、スリット対５２Ｙのスリット５２ｃ、５２ｄおよびスリット対５３Ｙのスリット５３ｃ、５３ｄと平行である。
【００２４】
パターン５１は、照明系８から照明光ＩＬによって照明される。パターン５１に入射した光は、パターン５１の回折格子において複数の次数の光に分かれる。このらのうち０次光がスリット５２ａ、５２ｃに入射し、±１次回折光のどちらかがスリット５２ｂ、５２ｄに入射する。スリット対５２Ｘのスリット５２ａ、５２ｂに入射する光は、パターン５１の回折格子を光源とする光と見なすことができ、空間的なコヒーレンスがある。また、スリット対５２Ｙのスリット５２ｃ、５２ｄに入射する光は、パターン５１の回折格子を光源とする光と見なすことができ、空間的なコヒーレンスがある。
【００２５】
スリット対５２Ｘのスリット５２ａの像は、投影光学系７によってスリット対５３Ｘのスリット５３ｂに投影され、スリット対５２Ｘのスリット５２ｂの像は、投影光学系７によって検出部５０のスリット対５３Ｘのスリット５３ａに投影される。スリット対５２Ｙのスリット５２ｃの像は、投影光学系７によってスリット対５３Ｙのスリット５３ｄに投影され、スリット対５２Ｙのスリット５２ｄの像は、投影光学系７によってスリット対５３Ｙのスリット５３ｃに投影される。
【００２６】
スリット５３ｂを通過した光（投影光学系７の収差の影響を受けた光）とスリット５３ａを通過した光（投影光学系７の収差の影響を無視することができる光）とが干渉してイメージセンサ３１の撮像面に第１干渉縞が形成される。イメージセンサ３１によって第１干渉縞が撮像されて第１干渉縞画像が検出される。第１干渉縞画像は、Ｘ方向（第１方向）に沿った投影光学系７の波面収差分布に関する情報（波面収差分布を演算するための必要な情報）を含む第１情報の一例である。
【００２７】
スリット５３ｄから射出した光（投影光学系７の収差の影響を受けた光）とスリット５３ｃから射出した光（投影光学系７の収差の影響を無視することができる光）とが干渉してイメージセンサ３１の撮像面に第２干渉縞が形成される。イメージセンサ３１は、第２干渉縞を撮像して第２干渉縞画像を出力する。第２干渉縞画像は、Ｙ方向（第２方向）に沿った投影光学系７の波面収差分布に関する情報（波面収差分布を演算するための必要な情報）を含む第２情報の一例である。
【００２８】
照明系８は、投影光学系７の瞳面に形成される光強度分布である有効光源分布を均一化するために、複数の単レンズで構成されるハエの目レンズ８１を有する。ハエの目レンズ８１は、グローバルには、有効光源分布を均一化する光学素子である。しかしながら、ハエの目レンズ８１の射出面において、ハエの目レンズ８１を構成する単レンズと単レンズとの間の領域における光強度は、ゼロであるか、非常に弱い。このような光強度分布は、有効光源分布にも反映され、イメージセンサ３１によって撮像される干渉縞画像中に光強度が弱い部分が存在することになる。
【００２９】
図５（ａ）は、回折格子５１Ｘ、スリット対５２Ｘ、投影光学系７、スリット対５３Ｘを通過した光によって形成される干渉縞をイメージセンサ３１によって撮像された干渉縞画像の一例を示す図である。干渉縞画像は、回折格子５１Ｘ、スリット対５２Ｘおよびスリット対５３を使ってなされるＸ方向に沿った波面収差分布の計測において、非計測方向であるＹ方向に沿って、ハエの目レンズ８１の射出面における光強度分布を反映した光強度分布を有する。一方、計測方向であるＸ方向に関しては、Ｘ方向の幅が制限されたスリット対５２Ｘおよびスリット対５３により、ハエの目レンズ８１の射出面における光強度の不均一性が除去される。
【００３０】
回折格子５１Ｙ、スリット対５２Ｙ、投影光学系７、スリット対５３Ｙを通過した光によって形成されるイメージセンサ３１の撮像面に形成される干渉縞は、図５（ａ）に示す画像を９０度回転させたような干渉縞となる。
【００３１】
以上のように、非計測方向に沿って、ハエの目レンズ８１によって不均一な光強度分布が形成され、特に光強度がゼロまたは微小な部分があると、その部分の位相情報（干渉縞）が欠落するため、波面収差分布を演算することができない。
【００３２】
この実施形態では、処理部１０は、平滑化部１２と波面収差演算部１４とを含む。平滑化部１２は、イメージセンサ３１で撮像された第１干渉縞画像（Ｘ方向に沿った投影光学系７の波面収差分布に関する情報を含む画像；第１情報の一例）をＹ方向に関して平滑化する。平滑化部１２はまた、イメージセンサ３１で撮像された第２干渉縞画像（Ｙ方向に沿った投影光学系７の波面収差分布に関する情報を含む画像）をＸ方向に関して平滑化する。ここで、Ｘ方向に関する平滑化は、例えば、Ｘ方向における（ｎ−ｉ）番目から（ｎ＋ｉ）番目の画素の平均値をＸ方向におけるｎ番目の画素の値とする演算によって行なうことができる。これは、系列データの移動平均の演算と似ている。図５（ｂ）は、図５（ａ）に例示したＸ方向（計測方向）に沿った投影光学系７の波面収差分布に関する情報を含む干渉縞画像をＹ方向（非計測方向）に平滑化した画像を例示する図である。
【００３３】
平滑化部１２は、同様に、イメージセンサ３１で撮像された第２干渉縞画像（Ｙ方向に沿った投影光学系７の波面収差分布に関する情報を含む画像；第２情報の一例）をＸ方向に関して平滑化する。
【００３４】
波面収差演算部１４は、平滑化部１２によって平滑化された第１干渉縞画像（第１情報）および第２干渉縞画像（第２情報）に基づいて、投影光学系７の２次元の波面収差分布を演算する。
【００３５】
［第２実施形態］
第１実施形態では、干渉縞画像を非計測方向に平滑化するが、第１、第２干渉縞画像からそれぞれ第１位相分布情報、第２位相分布情報を演算し、該第１位相分布情報、第２位相分布情報をそれぞれの非計測方向に平滑化してもよい。この場合は、Ｘ方向（第１方向）に沿った投影光学系７の波面収差分布に関する情報を含む第１情報は、第１干渉縞画像から演算される第１位相分布情情報である。また、Ｙ方向（第２方向）に沿った投影光学系７の波面収差分布に関する情報を含む第２情報は、第２干渉縞画像から演算される第２位相分布情情報である。
【００３６】
図１０は、本発明の第２実施形態における処理部１０’の構成例を示す図である。本発明の第２実施形態における露光装置（測定装置）は、図１に示す露光装置ＥＸにおける処理部１０を図１０に示す処理部１０’で置き換えた構成を有しうる。
【００３７】
処理部１０’は、１次元波面収差演算部１５と、平滑化部１６と、波面収差演算部１７とを含む。１次元波面収差演算部１５は、Ｘ方向（第１方向）に沿った第１位相分布（第１波面収差分布）を第１情報として演算し、Ｙ方向（第２方向）に沿った第２位相分布（第２波面収差分布）を第２情報として演算する。平滑化部１６は、１次元波面収差演算部１５によって演算された第１情報および第２情報を平滑化する。波面収差演算部１７は、平滑化部１６によって平滑化された第１情報および第２情報に基づいて投影光学系７の２次元の波面収差分布を演算する。
【００３８】
図９は、本発明の第２実施形態における波面収差の測定方法を示す図である。ステップ９０１では、検出部５０は、イメージセンサ３１によって第１干渉縞画像（”Ｘ干渉縞”）を検出する。ステップ９０２では、１次元波面収差演算部１５は、第１干渉縞画像に基づいて、投影光学系７を通過した光のＸ方向（第１方向）に沿った第１位相分布（第１波面収差）を演算する。ステップ９０３では、平滑化部１６は、１次元波面収差演算部１５によって演算された第１情報をＹ方向（第２方向）に沿って平滑化する。
【００３９】
ステップ９０４では、検出部５０は、イメージセンサ３１によって第２干渉縞画像（”Ｙ干渉縞”）を検出する。ステップ９０５では、１次元波面収差演算部１５は、第２渉縞画像に基づいて、投影光学系７を通過した光のＹ方向（第２方向）に沿った第２位相分布（第２波面収差）を演算する。ステップ９０６では、平滑化部１６は、１次元波面収差演算部１５によって演算された第２情報をＸ方向（第１方向）に沿って平滑化する。
【００４０】
ステップ９０７では、波面収差演算部１７は、平滑化部１６によって平滑化された第１情報および第２情報に基づいて投影光学系７の２次元の波面収差を演算する。
【００４１】
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態の露光装置（又は測定装置）は、第１又は第２実施形態の露光装置における演算による平滑化部に代えて、または、該平滑化部に加えて、光学的な平滑化部を備えている。該光学的な平滑化部は、投影光学系７を通過した光によって形成される第１干渉縞をＹ方向（第２方向）に平滑化し、投影光学系７を通過した光によって形成される第２干渉縞をＸ方向（第１方向）に平滑化する光学素子を含む。
【００４２】
図６は、本発明の第３実施形態の露光装置（又は測定装置）の概略構成を示す図である。本発明の第３実施形態の露光装置（又は測定装置）は、照明系８とパターン５１との間に、干渉縞を光学的に平滑化する光学素子として拡散板４１を備えている。拡散板４１は、照明系８の内部に配置されてもよい。
【００４３】
拡散板４１によって、照明系８のハエの目レンズ８１が引き起こす局所的な強度分布の不均一性を均一化し、非計測方向における干渉縞の強度分布を均一化することができる。この結果、位相情報の欠落の無い正しい波面収差分布を得ることができる。
【００４４】
なお、第３実施形態の露光装置（又は測定装置）の構成および動作として言及しない事項は、第１実施形態又は第２実施形態に従いうる。
【００４５】
［第４実施形態］
本発明の第４実施形態の露光装置（又は測定装置）は、第１又は第２実施形態の露光装置における演算による平滑化部に代えて、または、該平滑化部に加えて、光学的な平滑化部を備えている。該光学的な平滑化部は、投影光学系７を通過した光によって形成される第１干渉縞をＹ方向（第２方向）に平滑化し、投影光学系７を通過した光によって形成される第２干渉縞をＸ方向（第１方向）に平滑化する光学素子を含む。
【００４６】
図７は、第１又は第２実施形態の露光装置における測定原版の裏面におけるパターン５１に代えて使用されるパターン５１’を模式的に示す図である。パターン５１’は、干渉縞を光学的に平滑化する光学素子の一例である。
【００４７】
Ｘ方向（第１方向）に沿った投影光学系７の波面収差分布を測定するための回折格子５１Ｘは、回折格子５１Ｘ’によって置き換えられている。また、Ｙ方向（第２方向）に沿った投影光学系７の波面収差分布を測定するための回折格子５１Ｙは、回折格子５１Ｙ’によって置き換えられている。
【００４８】
回折格子５１Ｘ’のライン部分（遮光部分）は、非計測方向であるＹ方向に細分化され、回折格子５１Ｙ’のライン部分は、非計測方向であるＸ方向に細分化されている。回折格子のライン部分を非計測方向に細分化することで、非計測方向に光が回折（拡散）し、照明系８のハエの目レンズ８１が引き起こす局所的な強度分布の不均一性を均一化し、非計測方向における干渉縞の強度分布を均一化することができる。この結果、位相情報の欠落の無い正しい波面収差分布を得ることができる。
【００４９】
例えば、照明系８が発生する光（露光光又は測定光）の波長λ、回折格子５１Ｘ’、５１Ｙ’のスリット（開口部分）の長さ（非計測方向の長さ）をＬ、測定原版の屈折率をｎ、厚みｄとした場合とする。この場合、細分化のピッチｐが０．２５×ｄ×λ／（ｎ×Ｌ）よりも小さければ、非計測方向における光強度分布を均一化することができる。
【００５０】
また、干渉縞を撮像するイメージセンサの画素ピッチやハエの目レンズのピッチによっては、０．２５×ｄ×λ／（ｎ×Ｌ）で決まるピッチよりも大きくでも非計測方向の強度分布を充分に均一化できる場合もある。細分化のピッチは、測定装置の設計に応じて最適化すればよい。
【００５１】
［第５実施形態］
本発明の第５実施形態の露光装置（又は測定装置）は、第１乃至第４実施形態の露光装置における演算による平滑化部に代えて、または、該平滑化部に加えて、機械的な平滑化部を備えている。該機械的な平滑化部は、投影光学系７を通過した光によって形成される第１干渉縞をその撮像期間においてイメージセンサ３１をＹ方向（第２方向）に移動させることによってＹ方向（第２方向）に平滑化する。また、該機械的な平滑化部は、投影光学系７を通過した光によって形成される第２干渉縞をその撮像期間においてイメージセンサ３１をＸ方向（第１方向）に移動させることによってＸ方向（第１方向）に平滑化する。
【００５２】
該機械的な平滑化部は、基板ステージ５を駆動する駆動機構によって実現されうる。或いは、該機械的な平滑化部は、検出部５０またはイメージセンサ３１を駆動する機構によって実現されうる。平滑化のために基板ステージ５を駆動する場合、それに同期させて原版ステージ２も駆動してもよい。
【００５３】
［第６実施形態］
第１乃至第５実施形態は、ＬＤＩによって波面収差を測定する実施形態である。第６実施形態は、シアリング干渉計によって波面収差を測定する実施形態である。
【００５４】
図８は、本発明の第６実施形態の露光装置（又は測定装置）の概略構成を示す図である。第６実施形態では、投影光学系７の像面の近傍にＬＤＩのスリットの代わりに、回折格子（光束分割器）３２が配置されてシアリング干渉計が構成されている。
【００５５】
例えば、測定対象の光学系である投影光学系７の物体面に回折限界よりも細い１本のスリットを有する測定原版１を配置し、該スリットから該スリットの短辺方向に無収差の光束を投影光学系７に入射させる。投影光学系７の像面近傍に配置される回折格子３２は、測定原版１のスリットの長手方向と平行なスリットで構成する。投影光学系７から射出した光を回折格子３２によって２つ以上の光束に分離させてイメージセンサ３１に入射させる。
【００５６】
イメージセンサ３１の撮像面には、これらの光束による干渉縞が形成される。この干渉縞は、同一の波面を横方向にシアさせることによって生じる干渉縞であり、このような原理に従う干渉計は、ラテラルシアリング干渉計と呼ばれる。この干渉縞は、１つの波面をある方向にシアさせて生じた２つの波面の差分となっている。これをシア方向に積分することで一次元方向（Ｘ方向）の波面収差を測定することができる。また、測定原版１のスリットと回折格子３２とを上記と直交する方向（Ｙ方向）にも構成することで、Ｙ方向の波面収差を測定することができる。ＬＤＩと同様に、２方向の波面収差を合成することによって２次元の波面収差を演算することができる。
【００５７】
シアリング干渉計においても、第１乃至第５実施形態のように方法で非計測方向に干渉縞の光強度分布を均一化することによって位相情報の欠落の無い正しい波面収差分布を得ることができる。
【００５８】
「その他」
以上の実施形態において、測定対象の光学系としての投影光学系の物体側のパターンは、測定原版に配置されているが、当該パターンは、原版ステージに設けられた基準板に配置されてもよい。
【００５９】
以上の明細書では、干渉計の方式としては、ＬＤＩおよびシアリング干渉計を例示したが、本発明は、異なる２方向の波面を合成して測定対象の光学系の収差を測定するあらゆる方法に有用である。
【００６０】
［デバイス製造方法］
本発明の好適な実施形態のデバイス製造方法は、例えば、半導体デバイス、液晶デバイス等のデバイスの製造に好適である。前記方法は、感光剤が塗布された基板を、上記の露光装置を用いて露光する工程と、前記露光された基板を現像する工程とを含みうる。さらに、前記デバイス製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含みうる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の好適な実施形態の露光装置の概略構成を示す図である。
【図２】測定原版の照明系側に配置されたパターンを例示する図である。
【図３Ａ】測定原版の投影光学系側に配置された物体側ＬＤＩパターンを例示する図である。
【図３Ｂ】像側ＬＤＩパターンを例示する図である。
【図４】測定原版１の作用を説明するための図である。
【図５】干渉縞画像を例示的に示す模式図である。
【図６】本発明の第３実施形態の露光装置（又は測定装置）の概略構成を示す図である。
【図７】本発明の第３実施形態の露光装置（又は測定装置）において使用されるパターンを例示する図である。
【図８】本発明の第６実施形態の露光装置（又は測定装置）の概略構成を示す図である。
【図９】本発明の第２実施形態における波面収差の測定方法を示す図である。
【図１０】本発明の第２実施形態における処理部の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１：測定原版
２：原版ステージ
４：基板
５：基板ステージ
６：基準板
７：投影光学系
８：照明系
１０、１０’：処理部
１２：平滑化部
１４：波面収差演算部
１５：１次元波面収差演算部
１６：平滑化部
１７：波面収差演算部
３１：イメージセンサ
３２：回折格子（光束分割器）
４１：拡散板
５０：検出部
５１：回折格子
５２：物体側ＬＤＩマーク
５３：像側ＬＤＩマーク
８１：ハエの目レンズ
【図１】
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【図４】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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