(57)【要約】【課題】  投影光学系のＮＡが大きい場合にも波面を精度良く測定可能な測定装置及びそれを有する露光装置を提供する。【解決手段】  出射側の開口数が０．６より大きい被検光学系の光学性能を測定する測定装置であって、前記被検光学系を出射した光束の開口数を０．６以下に減少させる開口数減少手段と、前記開口数減少手段を経て、前記被検光学系の光学性能を反映する前記光束が形成する干渉縞を検出する検出部とを有することを特徴とする測定装置を提供する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
出射側の開口数が０．６より大きい被検光学系の光学性能を測定する測定装置であって、
前記被検光学系を出射した光束の開口数を０．６以下に減少させる開口数減少手段と、
前記開口数減少手段を経て、前記被検光学系の光学性能を反映する前記光束が形成する干渉縞を検出する検出部とを有することを特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記開口数減少手段は、前記被検光学系を出射した光束の開口数を０.５以下に減少させることを特徴とする請求項１記載の測定装置。
【請求項３】
前記開口数減少手段を経た前記光束の開口数は０．２５以上であることを特徴とする請求項１又は２記載の測定装置。
【請求項４】
前記開口数減少手段は、屈折光学素子又は回折光学素子を有することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の測定装置。
【請求項５】
前記測定装置は、ピンホール、スリット、窓、回折格子のパターンのいずれかを含む干渉計測用基板を更に有し、
前記干渉計測用基板は前記開口数減少手段とオプティカルコンタクトするか前記開口数減少手段として機能することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の測定装置。
【請求項６】
前記開口数減少手段は、前記被検光学系と前記検出部との間の空間を少なくとも部分的に浸漬し、屈折率が１以上の液体を有することを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の測定装置。
【請求項７】
前記測定装置は、ピンホール、スリット、窓、回折格子のパターンのいずれかを含む干渉計測用基板を更に有し、
前記干渉計測用基板は前記検出部と密着して前記開口数減少手段として機能することを特徴とする請求項１記載の測定装置。
【請求項８】
前記開口数減少手段は、平行光を形成する手段を含むことを特徴とする請求項１記載の測定装置。
【請求項９】
前記開口数減少手段は、前記被検光学系を出射した光束の開口数を０．５以下に減少させることを特徴とする請求項１記載の測定装置。
【請求項１０】
前記測定装置は、前記検出部による検出結果から予め取得した前記開口数減少手段の光学特性をシステムエラーとして除去することによって前記被検光学系の光学特性を測定することを特徴とする請求項１記載の測定装置。
【請求項１１】
出射側の開口数が０．６より大きい被検光学系の光学性能を測定する測定装置であって、
前記被検光学系を出射した光束の０．６以下の開口数に使用され、第１のピッチを有する第１のパターンと、前記被検光学系を出射した光束の０．６よりも大きい開口数に対応し、前記第１のピッチよりも狭い第２のピッチを有する第２のパターンとを有する干渉計測用基板と、
前記被検光学系の光学性能を反映する前記光束が形成する干渉縞を検出する検出部とを有し、
前記第１及び第２のパターンを用いて複数回測定した結果を結合することを特徴とする測定装置。
【請求項１２】
光源からの光を用いてマスクに形成されたパターンを投影光学系を介して被露光体に露光すると共に前記光を利用して前記投影光学系の光学性能を干渉縞として検出する測定装置を有する露光装置であって、
前記投影光学系の前記被露光体側の開口数は０．６以上であり、
前記測定装置は、請求項１乃至１１のうちいずれか一項記載の測定装置であることを特徴とする露光装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の露光装置を利用して前記投影光学系の光学性能を算出するステップと、
前記算出された前記投影光学系の前記光学性能に基づいて前記投影光学系を調節するステップと、
前記調節された前記投影光学系を有する前記露光装置を使用して被露光体を露光するステップとを有することを特徴とする露光方法。
【請求項１４】
請求項１２記載の露光装置を利用して被露光体を露光するステップと、
前記露光された前記被露光体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製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には、被検光学系の光学性能の測定に係り、特に、マスク上のパターンを被露光体に転写する投影光学系の波面収差を測定する測定装置、及びそれを搭載した露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣやＬＳＩ等の半導体デバイスやＣＣＤ等の撮像デバイスや液晶パネル等の表示デバイスや磁気ヘッド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マスク（レチクル）に形成されたパターンを被露光体に転写する投影露光装置が従来から使用されている。かかる露光装置は、レチクル上のパターンを所定の倍率で正確に被露光体に転写することが要求されるため、結像性能のよい、収差を抑えた投影光学系を用いることが重要である。特に近年、半導体デバイスの一層の微細化のために投影光学系の開口数（ＮＡ）の増大が図られており、微細加工により、転写パターンは光学系の収差に対して敏感になってきている。このため、高精度に投影光学系の光学性能（例えば、波面収差）を測定する需要が存在する。
【０００３】
この点、マスクパターンをウェハに実際に焼き付け、そのレジスト像を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）などの手段によって観察し検査する従来の方法は、露光、現像など検査に長時間が係り、ＳＥＭの操作の困難性やレジスト塗布や現像に基づく誤差のために検査の再現性が悪いという問題がある。そこで、かかる問題を解決するために、理想球面波を形成するためのピンホールを有する点回折干渉計（Ｐｏｉｎｔ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ：ＰＤＩ）や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）（Ｌａｔｅｒａｌ Ｓｈｅａｒｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ：ＬＳＩ）が知られており、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乃至３を参照のこと）。
【０００４】
また、干渉計と露光装置が別体であれば両者を含むシステム全体が大型で複雑になるためにコストアップ、測定時間の長期化を招いていたため、本出願人は、既に、特許文献４において、干渉計を搭載した露光装置を提案している。
【特許文献１】特開昭５７−６４１３９号公報
【特許文献２】特開２０００−１４６７０５号公報
【特許文献３】特開２０００−９７６６６号公報
【特許文献４】特願２００３−３９９２１６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、回路パターンの微細化の要求と共に投影光学系のＮＡが増加するにつれて干渉縞の湾曲やピッチ差が増加し、ＬＳＩの場合はシア比（０次光と±１次光とのずれ量に対応する量）が場所によって大きく変化する。そして、本発明者は、投影光学系のＮＡがある値以上になると上述の干渉計であっても高精度な測定を必ずしも維持できないことを発見した。
【０００６】
そこで、投影光学系のＮＡが大きい場合にも波面を精度良く測定可能な測定装置及びそれを有する露光装置を提供する需要が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としての測定装置は、出射側の開口数が０．６より大きい被検光学系の光学性能を測定する測定装置であって、前記被検光学系を出射した光束の開口数を０．６以下に減少させる開口数減少手段と、前記開口数減少手段を経て、前記被検光学系の光学性能を反映する前記光束が形成する干渉縞を検出する検出部とを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明の別の側面としての測定装置は、出射側の開口数が０．６より大きい被検光学系の光学性能を測定する測定装置であって、前記被検光学系を出射した光束の０．６以下の開口数に使用され、第１のピッチを有する第１のパターンと、前記被検光学系を出射した光束の０．６よりも大きい開口数に対応し、前記第１のピッチよりも狭い第２のピッチを有する第２のパターンとを有する干渉計測用基板と、前記被検光学系の光学性能を反映する前記光束が形成する干渉縞を検出する検出部とを有し、前記第１及び第２のパターンを用いて複数回測定した結果を結合することを特徴とする。
【０００９】
本発明の別の側面としての露光装置は、光源からの光を用いてマスクに形成されたパターンを投影光学系を介して被露光体に露光すると共に前記光を利用して前記投影光学系の光学性能を干渉縞として検出する測定装置を有する露光装置であって、前記投影光学系の前記被露光体側の開口数は０．６以上であり、前記測定装置は、上述の測定装置であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の別の側面としての露光方法は、上述の露光装置を利用して前記投影光学系の光学性能を算出するステップと、前記算出された前記投影光学系の前記光学性能に基づいて前記投影光学系を調節するステップと、前記調節された前記投影光学系を有する前記露光装置を使用して被露光体を露光するステップとを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の更に別の側面としてのデバイス製造方法は、上述の露光装置を用いて被露光体を露光するステップと、前記露光された前記被露光体を現像するステップとを有する。上述の露光装置の作用と同様の作用を奏するデバイス製造方法の請求項は、中間及び最終結果物であるデバイス自体にもその効力が及ぶ。また、かかるデバイスは、ＬＳＩやＶＬＳＩなどの半導体チップ、ＣＣＤ、ＬＣＤ、磁気センサー、薄膜磁気ヘッドなどを含む。
【００１２】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、投影光学系のＮＡが大きい場合にも波面を精度良く測定可能な測定装置及びそれを有する露光装置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】
【００１４】
まず、測定精度と投影光学系のＮＡとの関係について説明する。図２２は、投影光学系１５の光学性能を測定する干渉計を搭載した露光装置１０のブロック図である。露光時には、図示しない制御部は、レチクルステージ１４とウェハステージ１８を駆動してレチクル１３とウェハ１７を光路上に配置する。その後、照明光学系１１でレチクル１４に描画された図示しない回路パターンを、投影光学系１５を介してウェハ１７上に焼き付ける。通常、照明光学系１１から投影光学系１５へ入射する光束のＮＡは、投影光学系１５から出射する光束のＮＡに対して倍率分小さい。本発明は投影光学系１５から出射する光束のＮＡに着目しており、本出願ではこれを投影光学系１５のＮＡと定義する。
【００１５】
投影光学系１１の光学性能を測定する際は、制御部はレチクルステージ１４とウェハステージ１８を駆動して干渉計測用レチクル側基板１２と干渉計測用ウェハ側基板１６を光路上に配置する。干渉計測用レチクル側基板１２には、例えば、ピンホール１２ａが配置されており、干渉計測用ウェハ側基板１６には、例えば、回折格子１６ａが配置されている。
【００１６】
照明光学系１１を通り、干渉計測用レチクル側基板１２に配置されたピンホール１２ａから出た光束は投影光学系１５を透過し、投影光学系１１の収差情報を持った光束となる。回折格子１６ａはかかる光束を各次数成分に分け、それらを重ね合わせることで干渉縞を作成する。このように、本干渉計はＬＳＩであり、光量センサー（ＣＣＤ）１９がその干渉縞を計測する。
【００１７】
図２３に、露光装置１０で得られるＮＡと±１次光の光路長差の関係を示す。ＮＡ０．９を超えたところでデータが消えているのはＮＡが大きいと±１次光はエバネッセント波となり、光束が回折格子から出射しないからである。回折格子１６ａのピッチや光量センサー１９の位置で多少変わるものの、図２３に示すように、ＮＡが０．５までは光路長差はほぼゼロであるが、ＮＡ０．６より大きい場合は光路長差が急激に増加していることが理解される。この光路長差を干渉縞として計測するため、光路長差の急激な増加は以下のような問題を生じる。
【００１８】
１つは、干渉縞の湾曲である。光量センサー１９は、図２４（ａ）に示すように、球面波を平面で受光して図２４（ｂ）に示すような干渉縞を測定する。そして、干渉計の演算部（又は制御部）は得られた干渉縞を画像解析して投影光学系１５の波面収差を算出する。投影光学系１５の波面収差を高精度に測定するためには、光量センサー１９の測定精度の範囲内で投影光学系１５のＮＡが０から最大ＮＡまで（即ち、投影光学系１５の全面に亘って）干渉縞の情報を得る必要がある。ところが、投影光学系１５のＮＡが大きくなると波面の曲率が大きくなり、収差のない状態でも干渉縞の周辺部で干渉縞が大きく湾曲してしまう。
【００１９】
もう１つは、干渉縞を投影光学系全面に亘って計測できなくなるという問題である。光路長差は干渉縞の中心と周辺のピッチ差と関係がある。ＮＡ０．５以下の光路長差がゼロの場合は、投影光学系のＮＡ全体でピッチの等しい干渉縞が得られるが、光路長差があると中心と周辺での干渉縞のピッチ差が生じる。このピッチ差は多少あっても、投影光学系のNA全体での干渉縞を計測出来ればよいのだが、NAが0.6を超え光路長差が急激に増大すると図２４（ｂ）の中心部で干渉縞のピッチが光量センサー１３の画素サイズ以上に小さくなり、光量センサー１３にとっては干渉縞が密になりすぎて、複数本の干渉縞を太い一本の線として把握されるようになるのである。実際は干渉縞１本を計測するために光量センサーが１〜数画素必要とされており、干渉縞が蜜になりすぎると、その領域の情報が欠落してしまう。
【００２０】
そして、中心部の細かい干渉縞を計測できるよう調整した場合は、周辺の粗い干渉縞が得られず、周辺の粗い干渉縞を計測できるよう調整した場合には、中心部の細かい干渉縞が計測できないといったように、結局ＮＡが０．６を超えると、光量センサーでＮＡ全体の干渉縞を１度に計測することが出来なくなるのである。このような干渉縞のピッチ差や湾曲の増大は画像解析の精度の劣化や、解析時間の長期化をもたらす。また、干渉縞を投影光学系のＮＡ全体に亘って一度に計測出来なければ、画像解析自体ができず、波面計測ができない。このように、ＮＡが０．６を超えると、投影光学系の光学性能を高精度に測定することができなくなるのである。
【００２１】
更に、図２３に示したような回折格子１２ａを用いたＬＳＩでは、ＮＡの増大によりシア比（０次光と±１次回折光とのずれ量に相当する量）が波面の中央部と周辺部で異なる（即ち、場所によって異なる）という問題も生じる。シア比は回折格子１６ａによる波面の横ずらし量を示しており、ＮＡが小さい場合は波面の横ずらし量はほぼ一定であり、単純に波面が横にずれたとみなせる。しかし、ＮＡの増大によって横ずらし量が場所によって変化し、光束の中心と光束の端での横ずらし量が異なり、光束の端になるほど横ずらし量が増大する。図２５にシア比とＮＡとの関係を示す。同図に示すように、ＮＡ０．６より大きい場合に±１次回折光のシア比が急激に増大することが理解される。
【００２２】
投影光学系のＮＡを０．６以下にすることで生じる測定誤差と画像処理誤差軽減の効果について、もう少し説明する。前述したように、ＮＡが０．６以上で光路長差が増大すると、干渉縞が湾曲し、投影光学系のNA全面に亘って干渉縞が計測不可能になる。この場合、まず中央部のみ干渉縞を計測し、次に周辺部を測定可能な領域ごとに複数回計測し、画像処理でそれら複数枚の画像を合成することで全面の干渉縞の情報を作成することになる。これは、測定回数の増大と各干渉縞の測定条件が異なることによる誤差要因が増えることに加え、画像処理での処理時間の増大や、複数枚画像の接続境界での精度劣化を生じる。
【００２３】
従って、本発明の特徴である開口数減少手段によってＮＡを０．６以下にし、投影光学系のＮＡ全面に亘って良好な干渉縞を得ることが可能になることで、測定枚数を最小限にでき、測定による誤差要因を軽減できるだけでなく、画像の処理時間や誤差要因を軽減することが出来、結果として精度の高い波面計測を行うことができるのである。
【００２４】
一方、一般に干渉計などを用いた計測には平行光を用いることが多いが、投影光学系のＮＡが増大した場合は、ＮＡ０．２５以下の平行光に近づけるためのコリメータレンズを設計することが困難になる。これは露光光を用いた干渉計は、露光光の可干渉性が低いためにできるだけ短い光路が必要であるが、投影光学系のＮＡの増大はコリメータレンズの枚数の増加をもたらすため、相反するからである。またレンズ枚数の増加は干渉計装置の大型化となり、特に露光装置上に干渉計を搭載する場合には、配置上の問題を生じる。さらに、レンズ枚数が増加すると、コリメータレンズの組み立て誤差が発生し、誤差要因を増大させるだけでなく、投影光学系とコリメータレンズの光学性能を分離するためのシステムエラー成分も複雑化する。また、レンズ枚数の増加は光量及び可干渉性が共に減少することも重なり、結果として高精度な測定ができなくなる。
【００２５】
以下、本発明の様々な実施例の露光装置を添付図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２６】
図１は、本発明の第１の実施例の露光装置１００の概略ブロック図である。露光装置１００は、例えば、ステップ・アンド・スキャン方式やステップ・アンド・リピート方式でレチクル１２０に形成された回路パターンを被露光体（プレート）１７２に露光する投影露光装置である。かかる露光装置は、サブミクロンやクオーターミクロン以下のリソグラフィ工程に好適であり、以下、本実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置（「スキャナー」とも呼ばれる。）を例に説明する。
【００２７】
露光装置１００は、測定装置２００を搭載し、照明装置と、レチクル１２０と、投影光学系１３０と、プレート１４０とを有する。
【００２８】
照明装置は、転写用の回路パターンが形成されたレチクル１２０を照明し、図示しない光源部と、照明光学系１１０とを有する。光源部は、例えば、光源としては、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を使用することができる。但し、レーザーの種類はエキシマレーザーに限定されず、レーザーの個数も限定されない。照明光学系１１０は、レチクル１２０を均一に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、σ絞り等を含む。
【００２９】
レチクル１２０は、例えば、石英製で、その上には転写されるべき回路パターン（又は像）が形成され、レチクルステージ１２２に支持及び駆動される。レチクルステージ１２２は、後述するウェハステージ１４２と同様の構成を有し、測定装置２００の一部も支持及び駆動する。レチクルステージ１２２は、露光時はレチクル１２０を光路上に配置し、投影光学系１３０の光学性能測定時には基板２１０を光路上に配置する。レチクル１２０から発せられた回折光は、投影光学系１３０を通りプレート１４０上に投影される。レチクル１２０とプレート１４０は、光学的に共役の関係にある。露光装置１００はスキャナーであるため、レチクル１２０とプレート１４０を縮小倍率比の速度比でスキャンすることによりレチクル１２０のパターンをプレート１４０上に転写する。なお、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置（「ステッパー」とも呼ばれる。）の場合は、レチクル１２０とプレート１４０を静止させた状態で露光が行われる。
【００３０】
投影光学系１３０は、複数のレンズ素子のみからなる光学系、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の凹面鏡とを有する光学系（カタディオプトリック光学系）、複数のレンズ素子と少なくとも一枚のキノフォームなどの回折光学素子とを有する光学系、全ミラー型の光学系等を使用することができる。色収差の補正が必要な場合には、互いに分散値（アッベ値）の異なるガラス材からなる複数のレンズ素子を利用したり、回折光学素子をレンズ素子と逆方向の分散が生じるように構成したりする。本実施例の投影光学系１３０はウェハ側のＮＡが０．６より大きい。
【００３１】
プレート１４０は、ウェハや液晶基板などの被処理体でありフォトレジストが塗布されている。プレート１４０は図示しないチャックを介してウェハステージ１４２に載置される。ウェハステージ１４２は、プレート１４０及び測定装置２００の一部を支持する。ウェハステージ１４２は、露光時はプレート１４０を光路上に配置し、投影光学系１３０の光学性能測定時には基板２４０を光路上に配置する。ウェハステージ１４２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ので、ここでは詳しい構造及び動作の説明は省略する。例えば、ウェハステージ１４２は、リニアモーターを利用してプレート１４０及び測定装置２００の一部を移動することができる。レチクル１２０とプレート１４０は、例えば、同期走査され、ウェハステージ１４２とマスクステージ１５０の位置は図示しない干渉計により監視され、両者は一定の速度比率で駆動される。
【００３２】
測定装置２００は、露光光または干渉計専用の光源を用いて投影光学系１３０の光学性能（例えば、波面収差）を測定する。測定装置２００は、レチクル側基板（又はマスク）２１０と、開口数減少手段２２０と、ウェハ側基板（又はマスク）２４０と、次数選択窓２４４と、検出部２５０と、制御部２６０と、メモリ２６２とを有する。測定装置２００は、被検光学系としての投影露光装置１６０の光学性能を干渉縞を検出することによって測定する干渉計を含み、干渉計としてＬＳＩを使用する。但し、測定装置２００は後述するようにＰＤＩやＬＤＩを使用してもよい。
【００３３】
基板２１０は、ピンホール板であり、投影光学系１３０の物体面位置の所望の物点に配置され、測定光の球面波を生成するためのピンホール２１２を有する。
【００３４】
開口数減少手段２２０は、投影光学系１３０を出射した光束の開口数を０．６以下に減少させる。本実施例の開口数減少手段２２０は、露光時のプレート上の結像点（以下、単に「焦点」という。）よりも前に配置された凹レンズから構成される。開口数減少手段２２０が有するレンズ枚数は１枚に限定されず、１枚以上の負のパワーを有するレンズ群であってもよい。
【００３５】
また、開口数減少手段２２０は、完全な平行光を生成する必要はなく、干渉計測用基板に入射する光束または光量センサーに入射する光束が、ＮＡ０．２５以上ＮＡ０．６以下の開口数の光束になるよう絞れば足りる。ＮＡが０．６以下としたのは測定精度を許容範囲内に抑えるためであり、ＮＡが０．２５以上としたのはコリメータレンズ群の導入による光路長の増加を抑えるなどの理由からである。ＮＡ０．２５以上ＮＡ０．６以下になるよう投影光学系の開口数を小さくするだけであれば、非常に簡単な構成で可干渉距離や光量を許容範囲に設定でき、所定の測定精度を維持することができる。
【００３６】
なお、開口数減少手段２２０は、凹レンズに代えて、バイナリーオプティクス・フレネルゾーンプレート・フレネルレンズなどの回折光学素子を用いてもよい。
【００３７】
基板２４０の投影光学系側には回折格子パターン２４２が設けられ、プレート側には接続部２４４を介して次数選択窓２４６が結合されている。この結果、基板２４０と次数選択窓２４６とは連動して駆動する。
【００３８】
なお、基板２１０にはスリットや回折格子を用いてもよく、基板２４０にはダブルスリットやスリットと窓などの構成を用いてもよい。回折格子は、ガラス基板にＣｒなどの遮光部を設ける振幅格子や、ガラスの掘り込みなどで位相差をつける位相格子を用いてもよい。回折格子を用いる場合は、Ｘ方向Ｙ方向２枚の１次元回折格子を用いても良いし、千鳥格子形状などの２次元回折格子を用いてもよい。さらにステージを用いて、回折格子と同一平面内で動かすことにより位相シフトさせた像を得ることができ、それら複数の画像から投影光学系の位相情報を得てもよい。
【００３９】
次数選択窓２４６はプレート１４０側の結像点に配置され、回折格子２４２で発生する高次光などの不要光をカットする。次数選択窓２４４は、例えば、Ｘ方向に整列した一対の同一形状の正方形窓２４７ａと、Ｙ方向に整列した一対の同一形状の正方形窓２４７ｂとを有する。窓２４７ａ及び２４７ｂは同一マスク２４６上にあるので、マスク２４６を作製した電子ビーム描画精度（５０ｎｍ程度）でパターン間距離を調節することができる。Ｘ方向のシアリング計測のために像（０次光）がその２つの窓２４７ａの中心に形成されるように位置合せする。２次元回折格子２４２を有する基板２４０は、±１次光が２つの窓２４７ａ中心を通過するように設計及び配置される。±１次光のシア比は、窓２４７ａの間隔及び回折格子２４２と次数選択窓２４４との距離、波面回復に必要な空間周波数及び干渉縞に必要なコントラストなどによって決定される。また、Ｙ方向のシアリング計測のために像（０次光）がその２つの窓の中心に形成されるように位置合せする。この結果、ＸＹ成分を同時に計測することができる。もちろん、本発明は窓２４７ａと２４７ｂをＸ方向に分離するなどして、ＸＹ成分を時系列的に取り込んでもよい。
【００４０】
検出部２５０は背面照射型のＣＣＤ等のディテクタ、カメラその他の干渉縞撮像手段である。制御部２６０は、ステージ１２２及び１４２を制御する他、検出部２５０が検出したシアリング干渉情報を取得して、波面解析を行い、投影光学系１３０の波面収差を算出する。メモリ２６２は、制御部２６０による制御及び演算に必要な情報及び結果を格納する。
【００４１】
測定装置２００の動作において、基板２１０のピンホール２１２から出た光束は投影光学系１３０を通過することで、投影光学系１３０の収差情報を持った光束となり、開口数減少手段２２０によって絞られ、回折格子パターン２４２を経た後で次数選択窓２４４上に結像する。回折格子２４２は、光束を各次数成分に分割し、次数選択窓２４６が０次光及び高次回折光を除去する。この結果、±１次回折光のみが窓２４７ａ及び２４７ｂを透過し、それらが重ね合って干渉縞を生成する。検出部２５０はその干渉縞を測定する。
【００４２】
制御部２６０は、窓２４７ａ及び２４７ｂに同じ次数の回折光を検出部２５０に導くことにより全く同じ処理で波面を復元することができる。具体的には、ＸＹ成分を独立にシアした波面を検出部２５０で撮像し、制御部２６０が、シア方向に波面を積分し、得られたＸＹ成分の波面情報から経路積分により２次元波面を復元する。より高精度化するには、Ｘシア時にＸ方向に格子を１／４ピッチずつ走査した干渉縞画像を取得し、５バケット法や９バケット法により位相情報（波面）を算出する。位相情報は３６０度毎の離散的な情報になるので、位相が滑らかに接続するようにアンラップ（Ｕｎｗｒａｐ）することによって高精度な波面が得られる。これらは微分波面で得られるため演算による積分操作を行い原波面を復元することができる。本実施例では±１次光の干渉コントラストが最大になるので、波面回復の際には、干渉縞を２次元でフーリエ変換波した後、±１次光の干渉スペクトルを残す空間周波数フィルタリングを実施し、その後逆フーリエ変換して信号成分を抽出する。開口数減少手段２２０により制御部２６０は高精度に投影光学系１３０の光学性能を算出することができる。
【００４３】
ＸＹ方向において２枚のグレーティングを使用する場合には、まず、Ｘ方向のグレーティングを動かし、位相シフトした複数枚の干渉縞を得る。同様にＹ方向のグレーティングを動かし、位相シフトした複数枚の干渉縞を得る。それら複数枚の干渉縞画像より、Ｘ、Ｙそれぞれの差分位相波面を算出し、積分し、ＸＹの情報を合成するなどして、差分位相波面より実波面へ回復し、投影光学系の光学情報を得る。
【００４４】
なお、投影光学系１３０の光学特性を高精度に測定するために、検出部２５０による検出結果から開口数減少手段２２０の光学特性（システムエラー）を分離する必要がある。システムエラーは、予め開口数減少手段２２０の光学特性を測定してメモリ２６２に格納してもよいし、投影光学系１３０を別の高性能測定器によってあらかじめ計測しておき、その差分をシステムエラーとしてもよい。
【実施例２】
【００４５】
以下、図２を参照して、本発明の第２の実施例の露光装置１００Ａについて説明する。ここで、図２は、露光装置１００Ａの投影光学系１３０以降の測定装置２００Ａの概略ブロック図である。図２において、図１と同一部材には同一の参照符号を付して説明を省略する。露光装置１００Ａは、部材２４０乃至２４６の代わりに、干渉計測用ウェハ側基板２４０Ａを有する点で露光装置１００と相違する。基板２４０Ａは、表面に回折格子パターン２４２を、裏面には高次光をカットできる次数選択窓２４６Ａを配置する。基板２４０Ａにより、露光装置１００に比べて、露光装置１００Ａは小型化・構成の単純化を図ることができると共に、回折格子２４２と次数選択窓２４６Ａとの距離が短くなる。
【実施例３】
【００４６】
以下、図３を参照して、本発明の第３の実施例の露光装置１００Ｂについて説明する。ここで、図３は、露光装置１００Ｂの投影光学系１３０以降の測定装置２００Ｂの概略ブロック図である。図３において、図１と同一部材には同一の参照符号を付して説明を省略する。測定装置２００Ｂは、投影光学系１３０の焦点より後ろに開口数減少手段としての凸レンズ２２０Ｂを配置している点で測定装置２００と異なる。なお、図３以降では次数選択窓２４６は便宜上省略されている。開口数減少手段２２０Ｂは、投影光学系１３０を透過した光束のＮＡを０．６以下になるように（例えば、０．２５以上０．６以下）投影光学系１３０のＮＡを減少させる。測定装置２００Ｂの動作は測定装置２００と同様である。開口数減少手段２２０Ｂによって、検出部２５０に入射する光束のＮＡが、投影光学系１３０のＮＡより小さくなり、ＮＡ０．６以下になることで、全面で計測可能な良好な干渉縞が得られ、高精度な測定を行うことができる。
【実施例４】
【００４７】
以下、図４を参照して、本発明の第４の実施例の露光装置１００Ｃについて説明する。ここで、図４は、露光装置１００Ｃの投影光学系１３０以降の測定装置２００Ｃの概略ブロック図である。図４において、図１と同一部材には同一の参照符号を付して説明を省略する。測定装置２００Ｃは、基板２４０の裏面と検出部２５０との間に開口数減少手段としての半球レンズ２２０Ｃを配置している点で測定装置２００と異なる。開口数減少手段２２０Ｃは、投影光学系１３０を透過した光束のＮＡを０．６以下になるように（例えば、０．２５以上０．６以下）投影光学系１３０のＮＡを減少させる。測定装置２００Ｃは、半球レンズ２２０Ｃの平面部分と基板２４０の裏面とをあわせる方向で配置する。測定装置２００Ｃの動作は測定装置２００と同様である。開口数減少手段２２０Ｃによって、検出部２５０に入射する光束のＮＡが、投影光学系１３０のＮＡより小さくなり、ＮＡ０．６以下になることで、全面で計測可能な良好な干渉縞が得られ、高精度な測定を行うことができる。
【実施例５】
【００４８】
以下、図５を参照して、本発明の第５の実施例の露光装置１００Ｄについて説明する。ここで、図５は、露光装置１００Ｄの投影光学系１３０以降の測定装置２００Ｄの概略ブロック図である。図５において、図４と同一部材には同一の参照符号を付して説明を省略する。測定装置２００Ｄは、基板２４０の裏面と半球レンズ２２０Ｃの平面部分をオプティカルコンタクトさせている点で測定装置２００Ｃと異なる。測定装置２００Ｄの動作は測定装置２００Ｃと同様である。開口数減少手段２２０Ｃによって、検出部２５０に入射する光束のＮＡが、投影光学系１３０のＮＡより小さくなり、ＮＡ０．６以下になることで、全面で計測可能な良好な干渉縞が得られ、高精度な測定を行うことができる。
【実施例６】
【００４９】
以下、図６を参照して、本発明の第６の実施例の露光装置１００Ｅについて説明する。ここで、図６は、露光装置１００Ｅの投影光学系１３０以降の測定装置２００Ｅの概略ブロック図である。図６において、図５と同一部材には同一の参照符号を付して説明を省略する。測定装置２００Ｅは、裏面側に曲率(凸形状)を有する基板２４０Ｅを使用する点で測定装置２００Ｄと異なる。測定装置２００Ｅの動作は測定装置２００Ｄと同様である。開口数減少手段としての機能を有する基板２４０Ｅによって、検出部２５０に入射する光束のＮＡが、投影光学系１３０のＮＡより小さくなり、ＮＡ０．６以下になることで、全面で計測可能な良好な干渉縞が得られ、高精度な測定を行うことができる。
【実施例７】
【００５０】
以下、図７を参照して、本発明の第７の実施例の露光装置１００Ｆについて説明する。ここで、図７は、露光装置１００Ｆの投影光学系１３０以降の測定装置２００Ｆの概略ブロック図である。図７において、図１と同一部材には同一の参照符号を付して説明を省略する。測定装置２００Ｆは、開口数減少手段２３０として、投影光学系１３０と検出部２５０との間（即ち、投影光学系１３０と基板２４０との間、及び、基板２４０と検出部２５０との間）を、露光光を透過し、屈折率１以上の液体を充填した点で測定装置２００と異なる。液体は屈折率１．４４の純水その他の液体を使用することができる。測定装置２００Ｆの動作は測定装置２００と同様である。開口数減少手段２３０によって、検出部２５０に入射する光束のＮＡが、投影光学系１３０のＮＡより小さくなり、ＮＡ０．６以下になることで、全面で計測可能な良好な干渉縞が得られ、高精度な測定を行うことができる。なお、本実施例では、液体は、投影光学系１３０と基板２４０との間の空間、及び、基板２４０と検出部２５０との間の空間を共に満たしているが、両空間を異なる種類の液体が満たしてもよい。これは以下の実施例でも同様である。
【実施例８】
【００５１】
以下、図８を参照して、本発明の第８の実施例の露光装置１００Ｇについて説明する。ここで、図８は、露光装置１００Ｇの投影光学系１３０以降の測定装置２００Ｇの概略ブロック図である。図８において、図７と同一部材には同一の参照符号を付して説明を省略する。測定装置２００Ｇは、投影光学系１３０の最終面を空気中に配置するため、いわゆる液浸露光装置でない場合でも適用可能である。測定装置２００Ｇは、干渉計測時のみ液体２３０を充填をするため、汎用性が高い。測定装置２００Ｇは、開口数減少手段２３０として、投影光学系１３０の最終レンズ面は液体に触れず、基板２４０までの途中から液体を充填している点で測定装置２００と異なる。測定装置２００Ｇの動作は測定装置２００Ｆと同様である。開口数減少手段２３０によって、検出部２５０に入射する光束のＮＡが、投影光学系１３０のＮＡより小さくなり、ＮＡ０．６以下になることで、全面で計測可能な良好な干渉縞が得られ、高精度な測定を行うことができる。
【実施例９】
【００５２】
以下、図９を参照して、本発明の第９の実施例の露光装置１００Ｈについて説明する。ここで、図９は、露光装置１００Ｈの投影光学系１３０以降の測定装置２００Ｈの概略ブロック図である。図９において、図８と同一部材には同一の参照符号を付して説明を省略する。測定装置２００Ｈは、干渉計測用ウェハ側基板２４０Ｈがピンホールと窓、スリットと窓などのパターンを有し、ＰＤＩやＬＤＩとして機能する点で測定装置２００Ｇと異なる。
【００５３】
測定装置２００Ｈの動作において、ピンホールやスリットからは理想波面が出射し、窓からは投影光学系１３０の光学情報が入った波面が出射し、それらの波面の干渉縞を検出部２５０で測定する。開口数減少手段２３０によって、検出部２５０に入射する光束のＮＡが、投影光学系１３０のＮＡより小さくなり、ＮＡ０．６以下になることで、全面で計測可能な良好な干渉縞が得られ、ＰＤＩやＬＤＩでも高精度な測定を行うことができる。
【実施例１０】
【００５４】
以下、図１０を参照して、本発明の第１０の実施例の露光装置１００Ｉについて説明する。ここで、図１０は、露光装置１００Ｉの投影光学系１３０以降の測定装置２００Ｉの概略ブロック図である。図１０において、図８と同一部材には同一の参照符号を付して説明を省略する。測定装置２００Ｉは、投影光学系１３０と基板２４０との間に液体を充填する際、空気と液体の境界に凹レンズ２２０を配置している点で測定装置２００Ｇと異なる。即ち、測定装置２００Ｉは、２種類の開口数減少手段２２０及び２３０を使用する。凹レンズ２２０は投影光学系１３０の結像点より前に配置し、基板２４０との間に露光光を透過し屈折率が１以上の液体２３０を充填する。測定装置２００Ｉは、凹レンズ２２０によって液体２３０を封止している。測定装置２００Ｉの動作は測定装置２００Ｇと同様である。開口数減少手段２２０及び２３０によって、検出部２５０に入射する光束のＮＡが、投影光学系１３０のＮＡより小さくなり、ＮＡ０．６以下になることで、全面で計測可能な良好な干渉縞が得られ、高精度な測定を行うことができる。
【実施例１１】
【００５５】
以下、図１１を参照して、本発明の第１１の実施例の露光装置１００Ｊについて説明する。ここで、図１１は、露光装置１００Ｊの投影光学系１３０以降の測定装置２００Ｊの概略ブロック図である。図１１において、図１０と同一部材には同一の参照符号を付して説明を省略する。測定装置２００Ｊは、投影光学系１３０と基板２４０との間に液体を充填する際、空気と液体の境界に半球形状をした凸レンズ２２０Ｃを配置している点で測定装置２００Ｉと異なる。即ち、測定装置２００Ｊは、２種類の開口数減少手段２２０Ｃ及び２３０を使用する。凸レンズ２２０Ｃは投影光学系１３０の結像点より後ろに配置し、基板２４０との間に露光光を透過し屈折率が１以上の液体２３０を充填する。測定装置２００Ｉは、凸レンズ２２０Ｃによって液体２３０を封止している。測定装置２００Ｊの動作は測定装置２００Ｉと同様である。開口数減少手段２２０Ｃ及び２３０によって、検出部２５０に入射する光束のＮＡが、投影光学系１３０のＮＡより小さくなり、ＮＡ０．６以下になることで、全面で計測可能な良好な干渉縞が得られ、高精度な測定を行うことができる。図１１は凸レンズを半球形状で示したが、両面にパワーのある凸レンズも使用可能である。
【実施例１２】
【００５６】
以下、図１２を参照して、本発明の第１２の実施例の露光装置１００Ｋについて説明する。ここで、図１２は、露光装置１００Ｋの投影光学系１３０以降の測定装置２００Ｋの概略ブロック図である。図１２において、図１１と同一部材には同一の参照符号を付して説明を省略する。測定装置２００Ｋは、基板２４０Ｋの裏面に回折格子２４２がパターニングされ、凸レンズ２２０Ｃと基板２４０Ｋの表面とがオプティカルコンタクトしている点で測定装置２００Ｊと異なる。凸レンズ２２０Ｃと基板２４０Ｋの表面とは、少し距離があってその間にも液体２３０が充填されていてもよいし、基板２４０Ｋの表面に曲率をつけ、裏面に回折格子２４２をパターニングするという構成でも同様の効果が得られる。測定装置２００ｋの動作は測定装置２００Ｊと同様である。開口数減少手段２２０Ｃ及び２３０によって、検出部２５０に入射する光束のＮＡが、投影光学系１３０のＮＡより小さくなり、ＮＡ０．６以下になることで、全面で計測可能な良好な干渉縞が得られ、高精度な測定を行うことができる。
【実施例１３】
【００５７】
以下、図１３を参照して、本発明の第１３の実施例の露光装置１００Ｌについて説明する。ここで、図１３は、露光装置１００Ｌの投影光学系１３０以降の測定装置２００Ｌの概略ブロック図である。図１３において、図８と同一部材には同一の参照符号を付して説明を省略する。測定装置２００Ｌは、干渉計測用ウェハ側基板２４０で液体２３０を封止する点で測定装置２００Ｇと異なる。回折格子パターン２４２は、基板２４０の裏面に形成されてもよい。測定装置２００Ｌの動作は測定装置２００Ｇと同様である。開口数減少手段２３０によって、検出部２５０に入射する光束のＮＡが、投影光学系１３０のＮＡより小さくなり、ＮＡ０．６以下になることで、全面で計測可能な良好な干渉縞が得られ、高精度な測定を行うことができる。
【実施例１４】
【００５８】
以下、図１４を参照して、本発明の第１４の実施例の露光装置１００Ｍについて説明する。ここで、図１４は、露光装置１００Ｍの投影光学系１３０以降の測定装置２００Ｍの概略ブロック図である。図１４において、図１１と同一部材には同一の参照符号を付して説明を省略する。測定装置２００Ｍは、基板２４０の裏面後方に凸レンズ２２０ｍを有する点で測定装置２００Ｊと異なる。測定装置２００Ｍの動作は測定装置２００Ｊと同様である。開口数減少手段２２０Ｃ、２２０Ｍ及び２３０によって、検出部２５０に入射する光束のＮＡが、投影光学系１３０のＮＡより小さくなり、ＮＡ０．６以下になることで、全面で計測可能な良好な干渉縞が得られ、高精度な測定を行うことができる。
【実施例１５】
【００５９】
以下、図１５を参照して、本発明の第１５の実施例の露光装置１００Ｎについて説明する。ここで、図１５は、露光装置１００Ｎの投影光学系１３０以降の測定装置２００Ｎの概略ブロック図である。図１５において、図６と同一部材には同一の参照符号を付して説明を省略する。測定装置２００Ｎは、基板２４０Ｎと検出部２５０とを密着させた点で測定装置２００Ｅと異なる。測定装置２００Ｎの動作は測定装置２００Ｅと同様である。即ち、投影光学系１３０を透過した光は基板２４０Ｎの表面にパターニングされた回折格子２４２によって各次数に分離される。分離された光束は、基板２４０Ｎと検出部２５０とを密着させることによって空気を透過することなく検出部２５０にそのまま入射する。基板２４０Ｎの屈折率に応じて検出部２５０に入射するＮＡは変わるが、本実施例ではＮＡ０．２５以上ＮＡ０．６以下に設定している。開口数減少手段として機能する基板２４０Ｎによって、検出部２５０に入射する光束のＮＡが、投影光学系１３０のＮＡより小さくなり、ＮＡ０．６以下になることで、全面で計測可能な良好な干渉縞が得られ、高精度な測定を行うことができる。
【実施例１６】
【００６０】
以下、図１６を参照して、本発明の第１６の実施例の露光装置１００Ｏについて説明する。ここで、図１６は、露光装置１００Ｏの概略ブロック図である。露光装置１００Ｏは、干渉計測用レチクル側基板２１０Ｏを干渉計測用ウェハ側基板２４０と同一構造とし、回折格子２１４を共役の位置に配置している。また、露光装置１００と同様に、投影光学系１３０と基板２４０との間に開口数減少手段（凹レンズ）２２０を配置している。回折格子２１４及び２４２は投影光学系１３０や開口数減少手段２２０の倍率を考慮して同一ピッチとしている。
【００６１】
照明光学系１１０を通り、基板２１０Ｏの回折格子２１４によって各次数に分離された光束は、投影光学系１３０を透過して投影光学系１３０の収差情報を持った光束となる。その収差情報を持った光束は、開口数減少手段２２０によって絞られる。そして、基板２４０の回折格子２４２によって各次数成分に分割され、それらの干渉縞を検出部２５０が検出する。
【００６２】
ここで、基板２１０Ｏと２４０が共役の位置にあり、投影光学系１３０や開口数減少手段２２０の倍率を考慮して同一ピッチになっていることから、２１０Ｏ基板で分離された光束は基板２４０で元に戻され、チルト縞のないワンカラーの干渉縞が得られる。
【００６３】
測定装置２００Ｏは、投影光学系１３０の結像点よりも上に凹レンズ２２０を配置したが、結像点よりも下に凸レンズ２２０Ｂを配置しても同様の効果が得られる。
【００６４】
開口数減少手段２２０によって、検出部２５０に入射する光束のＮＡが、投影光学系１３０のＮＡより小さくなり、ＮＡ０．６以下になることで、全面で計測可能な良好な干渉縞が得られ、高精度な測定を行うことができる。
【実施例１７】
【００６５】
以下、図１７及び図１９を参照して、本発明の第１７の実施例について説明する。ここで、図１７は、従来の露光装置１０の干渉計測用ウェハ側基板１６ａに形成される３種類の回折格子パターン２４２Ｐ１乃至２４２Ｐ３の平面図である。本実施例では、従来の露光装置を使用しつつ測定精度を向上しようとするものである。
【００６６】
ＮＡが大きい場合には波面の曲率が大きいため、投影光学系１５の全面で計測可能な干渉縞が得られず、例えば、中心部で干渉縞が計測できるようにした場合、周辺部では干渉縞が計測できないほど密になる。測定装置は、ＮＡ毎にパターンを選択し、各パターンで計測できる領域を計測し、その結果をつなぎ合わせることで投影光学系１５全体の光学特性を情報を得ようとするものである。図２３に示したように、ＮＡ０．６までは光路長差は小さいことから、測定装置は、ＮＡ０．６以下の波面は１つのパターンで測定し、それ以上のＮＡに関してはその波面の傾きによって一以上のパターンを用いて測定し、最終的につなぎ合わせることで全体の波面を作成する。具体的には、測定装置は、パターン２４２Ｐ１はＮＡ０．６以下、パターン２４２Ｐ２はＮＡ０．５〜ＮＡ０．７５、パターン２４２Ｐ３はＮＡ０．６５〜ＮＡ０．８５の波面を算出し、それらをつなぎ合わせることでＮＡ０．８５の波面を得ている。このように、測定装置は、ＮＡが大きいほど細かいピッチのパターンを使用している。
【実施例１８】
【００６７】
以下、図１８を参照して、本発明の第１８の実施例の露光装置１００Ｐについて説明する。ここで、図１８は、露光装置１００Ｐの投影光学系１３０以降の測定装置２００Ｐの概略ブロック図である。図１８において、図１２と同一部材には同一の参照符号を付して説明を省略する。測定装置２００Ｐは、平凹レンズ２２０Ｐと基板２４２Ｋがオプティカルコンタクトしている点で測定装置２００Ｋと異なる。平凹レンズ２２０Ｐと基板２４０Ｋの表面とは、少し距離があってその間にも液体２３０が充填されていてもよいし、基板２４０Ｋの表面に曲率をつけ、裏面に回折格子２４２をパターニングするという構成でも同様の効果が得られる。測定装置２００Ｐの動作は測定装置２００Ｋと同様である。開口数減少手段２２０Ｐ及び２３０によって、検出部２５０に入射する光束のＮＡが、投影光学系１３０のＮＡより小さくなり、ＮＡ０．６以下になることで、全面で計測可能な良好な干渉縞が得られ、高精度な測定を行うことができる。
【実施例１９】
【００６８】
以下、図１９を参照して、本発明の第１９の実施例の露光装置１００Ｑについて説明する。ここで、図１９は、露光装置１００Ｑの投影光学系１３０以降の測定装置２００Ｑの概略ブロック図である。図１９において、図３と同一部材については同一の参照符号を付して説明を省略する。測定装置２００Ｑは、開口数減少手段としてのコリメータレンズ２２０Ｑを有する点で測定装置２００Ｂと異なる。このように、本発明は、開口数減少手段がＮＡを０．２５以下（例えば、ＮＡ＝０）にすることを除外するものではない。開口数減少手段２２０Ｑによって、検出部２５０に入射する光束のＮＡが、投影光学系１３０のＮＡより小さくなり、ＮＡ０．６以下になることで、全面で計測可能な良好な干渉縞が得られ、高精度な測定を行うことができる。
【００６９】
以下、本発明の一実施形態の収差補正方法について説明する。露光装置１００乃至１００Ｑは投影光学系１３０を構成する図示しない複数の光学素子が光軸方向及び／又は光軸直交方向へ移動可能になっており、不図示の収差調節用の駆動系により、本実施形態により得られる収差情報にもとづいて、一又は複数の光学素子を駆動することにより、投影光学系１３０の一又は複数値の収差（特に、ザイデルの５収差）を補正したり、最適化したりすることができる。また、投影光学系１３０の収差を調整する手段としては、可動レンズ以外に、可動ミラー（光学系がカタディオプトリック系やミラー系のとき）や、傾動できる平行平面板や、圧力制御可能な空間、アクチュエータによる面補正などさまざまな公知の系を用いるものが適用できる。
【００７０】
通常の露光においては、光源部から出射した光束は照明光学系１１０に入射する。照明光学系１１０に入射した光束は、レチクル１２０を、例えば、ケーラー照明する。レチクル１２０はマスクステージ１２２上に置かれ、スキャナーでは露光に応じて駆動される。レチクル１２０を通過してマスクパターンを反映する光は、投影光学系１３０により投影倍率（例えば、１／４、１／５）で図示しないウェハチャックによってウェハステージ１４２に固定されたプレート１４０に結像される。ウェハチャックはウェハウェハステージ１４２上に配され、露光に応じて駆動される。投影光学系１３０は、収差が補正されているので高品位な露光処理（即ち、所望の解像度）をプレート１４０上で得ることができる。
【００７１】
次に、図２０及び図２１を参照して、露光装置１００等を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図２０は，半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、あるいは液晶パネルやＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ステップ１（回路設計）では、半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ３（ウェハ製造）では、シリコン等の材料を用いてウェハを製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は、前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウェハを用いて、リソグラフィ技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作製されたウェハを用いて半導体チップ化する工程であり，アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ６（検査）では，ステップ５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００７２】
図２１は、図２０のステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウェハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着等によって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）ではウェハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）ではウェハに感光材を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置１０によってマスクパターンをウェハに露光する。ステップ１７（現像）では露光したウェハを現像する。ステップ１８（エッチング）では，現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥離）では，エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによって、ウェハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施形態の製造方法を用いれば、投影光学系１３０の結像性能を迅速かつ簡易に取得することができるので、露光のスループットも低下せず、また、波面収差が高精度に補正された投影光学系１３０を使用することができる。このため、従来は製造が難しかった高解像度のデバイス（半導体素子、ＬＣＤ素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッドなど）を経済性及び生産性よく製造することができる。波面収差が補正された投影光学系１３０は、ウェハステージのアライメントを高精度に行う。また、このように、露光装置１００を使用するデバイス製造方法、並びに結果物（中間、最終生成物）としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。
【００７３】
以上、本実施例の好ましい実施形態について説明したが、本発明はその要旨の範囲内で種々の変更及び変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第１の実施例の露光装置の概略ブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施例の露光装置の測定装置の概略部分ブロック図である。
【図３】本発明の第３の実施例の露光装置の測定装置の概略部分ブロック図である。
【図４】本発明の第４の実施例の露光装置の測定装置の概略部分ブロック図である。
【図５】本発明の第５の実施例の露光装置の測定装置の概略部分ブロック図である。
【図６】本発明の第６の実施例の露光装置の測定装置の概略部分ブロック図である。
【図７】本発明の第７の実施例の露光装置の測定装置の概略部分ブロック図である。
【図８】本発明の第８の実施例の露光装置の測定装置の概略部分ブロック図である。
【図９】本発明の第９の実施例の露光装置の測定装置の概略部分ブロック図である。
【図１０】本発明の第１０５の実施例の露光装置の測定装置の概略部分ブロック図である。
【図１１】本発明の第１１の実施例の露光装置の測定装置の概略部分ブロック図である。
【図１２】本発明の第１２の実施例の露光装置の測定装置の概略部分ブロック図である。
【図１３】本発明の第１３の実施例の露光装置の測定装置の概略部分ブロック図である。
【図１４】本発明の第１４の実施例の露光装置の測定装置の概略部分ブロック図である。
【図１５】本発明の第１５の実施例の露光装置の測定装置の概略部分ブロック図である。
【図１６】本発明の第１６の実施例の露光装置の概略ブロック図である。
【図１７】本発明の第１７の実施例の測定装置に使用される干渉計測用ウェハ側基板の平面図である。
【図１８】本発明の第１８の実施例の露光装置の測定装置の概略部分ブロック図である。
【図１９】本発明の第１９の実施例の露光装置の測定装置の概略部分ブロック図である。
【図２０】デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。
【図２１】図２０に示すステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。
【図２２】従来の干渉計を搭載した露光装置の概略ブロック図である。
【図２３】投影光学系の開口数と±１次光の光路長差の関係を示すグラフである。
【図２４】図２４（ａ）及び図２４（ｂ）は、大きな開口数の光を受光する従来の干渉計の問題点を説明する図である。
【図２５】投影光学系の開口数とシア比の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７５】
１００−１００Ｑ              露光装置
１３０                        投影光学系
２００−２００Ｑ              測定装置
２２０、２３０                開口数減少手段
【図４】
2006228930.tif 000003
【図５】
2006228930.tif 000004
【図９】
2006228930.tif 000005
【図１０】
2006228930.tif 000006
【図１９】
2006228930.tif 000007
【図２０】
2006228930.tif 000008
【図２２】
2006228930.tif 000009
【図１】
2006228930.tif 000010
【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１１】
2006228930.tif 000016
【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２１】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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