(57)【要約】【課題】透過波面の高さ方向の測定分解能を保ちつつ、その透過波面の面方向の測定分解能を高めることのできるシャックハルトマン式の波面収差測定装置を提供する。【解決手段】被検光学系（ＰＯ）に測定光束を投光する投光手段と、前記被検光学系（ＰＯ）を透過した前記測定光束を複数に分割して所定面上に複数のスポットを形成する光学素子アレイ（１４）と、前記複数のスポットの各々の位置を検出する検出手段（１５）とを備え、前記位置の理想位置からのずれ量に基づき前記被検光学系の波面収差を求める方式の波面収差測定装置において、前記光学素子アレイ（１４）の各光学素子に個別に入射する各光束の周縁部の光量をそれぞれ低減するフィルタ手段（１６）を備えたことを特徴とする。【選択図】      図１
2006032692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検光学系に測定光束を投光する投光手段と、
前記被検光学系を透過した前記測定光束を複数に分割して所定面上に複数のスポットを形成する光学素子アレイと、
前記複数のスポットの各々の位置を検出する検出手段とを備え、
前記位置の理想位置からのずれ量に基づき前記被検光学系の波面収差を求める方式の波面収差測定装置において、
前記光学素子アレイの各光学素子に個別に入射する各光束の周縁部の光量をそれぞれ低減するフィルタ手段を備えた
ことを特徴とする波面収差測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の波面収差測定装置において、
前記フィルタ手段は、
光束中心から周縁にかけて光量が低くなる山形の光量分布を前記各光束に付与する
ことを特徴とする波面収差測定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の波面収差測定装置において、
前記光量分布は、
ガウス分布である
ことを特徴とする波面収差測定装置。
【請求項４】
請求項３に記載の波面収差測定装置において、
前記各光束の幅Ａ、各光束の光量の半値幅Ｂは、
Ａ／Ｂ＞１．５の式を満たす
ことを特徴とする波面収差測定装置。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載の波面収差測定装置において、
前記各光束の幅Ａ、各光束の光量の半値幅Ｂは、
Ａ／Ｂ＜１５の式を満たす
ことを特徴とする波面収差測定装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の波面収差測定装置において、
前記フィルタ手段は、
透過率変調フィルタからなる
ことを特徴とする波面収差測定装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の波面収差測定装置において、
前記フィルタ手段は、
反射率変調ミラーからなる
ことを特徴とする波面収差測定装置。
【請求項８】
請求項１〜請求項７の何れか一項に記載の波面収差測定装置において、
前記フィルタ手段は、
前記光学素子アレイの直前に配置される
ことを特徴とする波面収差測定装置。
【請求項９】
請求項１〜請求項８の何れか一項に記載の波面収差測定装置において、
前記被検光学系は、
ＥＵＶＬ用の投影光学系であり、
前記投光手段、前記光学素子アレイ、前記フィルタ手段には、
ＥＵＶ光からなる前記測定光束を導光するための特性が付与されている
ことを特徴とする波面収差測定装置。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９の何れか一項に記載の波面収差測定装置により投影光学系を測定し、その測定結果に基づいてその投影光学系の調整を行う手順を含む
ことを特徴とする投影光学系の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の投影光学系の製造方法により製造された
ことを特徴とする投影光学系。
【請求項１２】
請求項１０に記載の投影光学系の製造方法により投影光学系を製造する手順を含む
ことを特徴とする投影露光装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の投影露光装置の製造方法により製造された
ことを特徴とする投影露光装置。
【請求項１４】
請求項１〜請求項９の何れか一項に記載の波面収差測定装置を備えた
ことを特徴とする投影露光装置。
【請求項１５】
請求項１３又は請求項１４に記載の投影露光装置によりマイクロデバイスを製造する
ことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載のマイクロデバイスの製造方法により製造された
ことを特徴とするマイクロデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＵＶＬ（Extreme UltraViolet Lithography）用の投影露光装置などの被検光学系の透過波面を測定するシャックハルトマン式の波面収差測定装置に関する。
また、本発明は、投影光学系の製造方法、投影光学系、投影露光装置の製造方法、投影露光装置、マイクロデバイスの製造方法、及びマイクロデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
シャックハルトマン式の波面収差測定装置（特許文献１など）による測定原理は次のとおりである。
被検光学系に測定光束を投光する。被検光学系を透過した測定光束に、集光レンズアレイを挿入する。このとき、集光レンズアレイの集光面には、集光スポット群が形成される。
【０００３】
この集光スポット群を、ＣＣＤ撮像素子により一括して撮像する。そして、ＣＣＤ撮像素子の出力する画像データに基づき各集光スポットの重心位置を算出する。
その重心位置の理想位置からのずれの分布が、被検光学系の透過波面の勾配の分布、つまり被検光学系の波面収差を示す。
したがって、この波面収差測定装置において透過波面の面方向の測定分解能を高めようとするならば、集光レンズアレイにおけるレンズレットの配置密度を高めればよい。
【特許文献１】特開２００４−１４７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、撮像素子上に形成される各集光スポットは、完全な点になる訳ではなく、或る一定の広がりを持っている。
このため、レンズレット同士の間隔をむやみに狭めると、互いに隣接する集光スポットの間でクロストークが生じる。そうすると、ＣＣＤ撮像素子が取得した画像データから、各集光スポットの重心位置を正確に算出することができなくなり、透過波面の高さ方向の測定分解能が低下してしまう。
【０００５】
そこで本発明は、透過波面の高さ方向の測定分解能を低下させることなく、その透過波面の面方向の測定分解能を高めることのできるシャックハルトマン式の波面収差測定装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、高性能な投影光学系を製造することのできる投影光学系の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
また、本発明は、高性能な投影光学系を提供することを目的とする。
また、本発明は、高性能な投影露光装置を製造することのできる投影露光装置の製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、高性能な投影露光装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、高性能なマイクロデバイスを製造することのできるマイクロデバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、高性能なマイクロデバイス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】
【０００８】
請求項１に記載の波面収差測定装置は、被検光学系に測定光束を投光する投光手段と、前記被検光学系を透過した前記測定光束を複数に分割して所定面上に複数のスポットを形成する光学素子アレイと、前記複数のスポットの各々の位置を検出する検出手段とを備え、前記位置の理想位置からのずれ量に基づき前記被検光学系の波面収差を求める方式の波面収差測定装置において、前記光学素子アレイの各光学素子に個別に入射する各光束の周縁部の光量をそれぞれ低減するフィルタ手段を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の波面収差測定装置は、請求項１に記載の波面収差測定装置において、前記フィルタ手段は、光束中心から周縁にかけて光量が低くなる山形の光量分布を前記各光束に付与することを特徴とする。
請求項３に記載の波面収差測定装置は、請求項２に記載の波面収差測定装置において、前記光量分布は、ガウス分布であることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の波面収差測定装置は、請求項３に記載の波面収差測定装置において、前記各光束の幅Ａ、各光束の光量の半値幅Ｂは、Ａ／Ｂ＞１．５の式を満たすことを特徴とする。
請求項５に記載の波面収差測定装置は、請求項３又は請求項４に記載の波面収差測定装置において、前記各光束の幅Ａ、各光束の光量の半値幅Ｂは、Ａ／Ｂ＜１５の式を満たすことを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の波面収差測定装置は、請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の波面収差測定装置において、前記フィルタ手段は、透過率変調フィルタからなることを特徴とする。
請求項７に記載の波面収差測定装置は、請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の波面収差測定装置において、前記フィルタ手段は、反射率変調ミラーからなることを特徴とする。
【００１２】
請求項８に記載の波面収差測定装置は、請求項１〜請求項７の何れか一項に記載の波面収差測定装置において、前記フィルタ手段は、前記光学素子アレイの直前に配置されることを特徴とする。
請求項９に記載の波面収差測定装置は、請求項１〜請求項８の何れか一項に記載の波面収差測定装置において、前記被検光学系は、ＥＵＶＬ用の投影光学系であり、前記投光手段、前記光学素子アレイ、前記フィルタ手段には、ＥＵＶ光からなる前記測定光束を導光するための特性が付与されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項１０に記載の投影光学系の製造方法は、請求項１〜請求項９の何れか一項に記載の波面収差測定装置により投影光学系を測定し、その測定結果に基づいてその投影光学系の調整を行う手順を含むことを特徴とする。
請求項１１に記載の投影光学系は、請求項１０に記載の投影光学系の製造方法により製造されたことを特徴とする。
【００１４】
請求項１２に記載の投影露光装置の製造方法は、請求項１０に記載の投影光学系の製造方法により投影光学系を製造する手順を含むことを特徴とする。
請求項１３に記載の投影露光装置は、請求項１２に記載の投影露光装置の製造方法により製造されたことを特徴とする。
請求項１４に記載の投影露光装置は、請求項１〜請求項９の何れか一項に記載の波面収差測定装置を備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項１５に記載のマイクロデバイスの製造方法は、請求項１３又は請求項１４に記載の投影露光装置によりマイクロデバイスを製造することを特徴とする。
請求項１６に記載のマイクロデバイスは、請求項１５に記載のマイクロデバイスの製造方法により製造されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、透過波面の高さ方向の測定分解能を低下させることなく、その透過波面の面方向の測定分解能を高めることのできるシャックハルトマン式の波面収差測定装置が実現する。
また、本発明によれば、高性能な投影光学系を製造することのできる投影光学系の製造方法が実現する。
【００１７】
また、本発明によれば、高性能な投影光学系が実現する。
また、本発明によれば、高性能な投影露光装置を製造することのできる投影露光装置の製造方法が実現する。
また、本発明は、高性能な投影露光装置が実現する。
また、本発明は、高性能なマイクロデバイスを製造することのできるマイクロデバイスの製造方法が実現する。
【００１８】
また、本発明は、高性能なマイクロデバイスが実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
［第１実施形態］
図１、図２、図３、図４、図５、図６、図７、図８、図９を参照して本発明の第１実施形態を説明する。
本実施形態は、シャックハルトマン式波面収差測定装置の実施形態である。
本測定装置の測定対象は、使用波長が可視光〜紫外光の範囲に収まるような被検光学系である。被検光学系は、例えば、投影露光装置に搭載される投影光学系である。
【００２０】
先ず、本測定装置の構成を説明する。
本測定装置には、図１に示すように、照明光学系１１、透過型のピンホール板１２、コンデンサレンズ１３、透過型のフィルタアレイ１６、集光レンズアレイ１４、ＣＣＤ撮像素子１５が順に配置される。
このうち透過型のピンホール板１２とコンデンサレンズ１３との間に、被検光学系ＰＯがセットされる。照明光学系１１及び透過型のピンホール板１２が請求項における投光手段に対応する。
【００２１】
被検光学系ＰＯの測定対象物点に、透過型のピンホール板１２のピンホールＨが位置しており、被検光学系ＰＯの像面より後ろ側に、コンデンサレンズ１３が位置する。また、集光レンズアレイ１４の各レンズレット１４1，１４2，・・・の集光面は、ＣＣＤ撮像素子１５の撮像面に一致している。
次に、本測定装置における光の振る舞いを説明する。
【００２２】
照明光学系１１は、被検光学系ＰＯの使用波長と同じ波長の光（ここでは、可視光〜紫外光の範囲に収まる光）を射出する。
照明光学系１１が透過型のピンホール板１２を照明すると、透過型のピンホール板１２のピンホールＨにて理想的球面波が発生する。
この理想的球面波は、測定光束として被検光学系ＰＯに入射し、被検光学系ＰＯの収差に応じてその波面を変形させて被検光学系ＰＯを射出する。
【００２３】
被検光学系ＰＯを射出した測定光束は、被検光学系ＰＯの像面に集光した後、コンデンサレンズ１３に入射して平行光束に変換され、透過型のフィルタアレイ１６を介して集光レンズアレイ１４に入射する。
集光レンズアレイ１４に入射した測定光束のうち、集光レンズアレイ１４の各レンズレット１４1，１４2，・・・に個別に入射した各光束は、ＣＣＤ撮像素子１５の撮像面上の各部分領域にそれぞれ集光スポットＳ1，Ｓ2，・・・を形成する。
【００２４】
なお、図１では、集光レンズアレイ１４のレンズレット１４1，１４2，・・・の数、及び集光スポットＳ1，Ｓ2，・・・の数を実際よりも少なく表した。
ＣＣＤ撮像素子１５は、それら集光スポットＳ1，Ｓ2，・・・が撮像面上に生じさせる輝度分布を一括して検出する。
ＣＣＤ撮像素子１５が取得したデータは、不図示のコンピュータによって取り込まれる。
【００２５】
コンピュータは、そのデータを解析し、撮像面上の各部分領域内の各画素値の重心位置を求め、それを各集光スポットＳ1，Ｓ2，・・・の重心位置とみなす。その重心位置の理想位置からのずれΔ1，Δ2，・・・が、被検光学系ＰＯの透過波面の波面収差を示す。
次に、透過型のフィルタアレイ１６を説明する。
透過型のフィルタアレイ１６の配置箇所は、図１にも示すように、集光レンズアレイ１４の直前である。
【００２６】
透過型のフィルタアレイ１６には、図２に示すように、レンズレット１４1，１４2，・・・に個別に入射する各光束の光量を低減する単位フィルタ１６1，１６2，・・・がレンズレット１４1，１４2，・・・と同じパターンで配置される。
単位フィルタ１６1，１６2，・・・のそれぞれは、透過率変調フィルタからなり、互いに同じ透過率分布が付与される。各単位フィルタ１６1，１６2，・・・はそれぞれ同じなので、以下では、識別番号が「ｉ」である単位フィルタ１６iについて説明する。
【００２７】
次に、単位フィルタ１６iの透過率分布を説明する。
単位フィルタ１６iの透過率分布は、入射光束の周縁部の光量を低減するものとなっている。
その透過率分布のカーブ（以下、「透過率カーブ」という。）は、光束中心から周縁にかけて透過率が低くなる山形のカーブである。
【００２８】
次に、透過率カーブの種類をさらに詳しく検討する。
ここでは、透過率分布をガウス分布とし、透過率カーブの種類を示す量として、急峻度（不均一性）Ｆを以下のとおり定義する。
Ｆ＝Ａ／Ｂ
但し、Ａ＝レンズレット１４iに入射する光束の幅（つまりレンズレット１４iの開口の幅），Ｂ＝透過率の半値幅（最大透過率の１／２以上の透過率を有する領域の幅）である。
【００２９】
図３は、Ｆの値の互いに異なる各透過率カーブ（Ｆ＝０，１，２，３）を比較する図である。横軸は、開口中心からの距離、縦軸は、透過率である。なお、距離の単位は、［λ／ＮＡ］とした（λは測定光束の波長、ＮＡは、レンズレット１４iの開口数である。）。
図３に示すとおり、Ｆの値が大きいほど、透過率カーブは急峻になる。
【００３０】
因みに、Ｆ＝０の透過率カーブ（フラットなカーブ）は、単位フィルタ１６iが無い状態（従来の波面収差測定装置）と同じである。
図４は、Ｆ＝０，１，２，３に設定したときに形成される集光スポットＳi（図１参照）の近傍の輝度分布の計算結果である。横軸は、スポット中心からの距離、縦軸は、最大輝度で規格化した規格化輝度である。以下、集光スポットＳiの近傍の輝度分布を「集光パターン」という。
【００３１】
図４に示すとおり、Ｆ＝０に設定したときの集光パターンには、中央のピーク（＝集光スポットＳi）だけでなく、その周縁にサイドローブが存在することがわかる。
一方、Ｆ＝１〜３、特にＦ≧２に設定したときの集光パターンには、中央のピーク（＝集光スポットＳi）は認識できるが、その周縁のサイドローブは殆ど見えず、滑らかに減衰しているかのように見える。
【００３２】
図５は、これらの集光パターンを詳細に見るべく、集光パターンの輝度方向を対数表示したものである。（ａ）は、Ｆ＝０に設定したとき、（ｂ）は、Ｆ＝１に設定したとき、（ｃ）は、Ｆ＝２に設定したとき、（ｄ）は、Ｆ＝３に設定したときの各集光パターンである。なお、図５（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）の包絡線がそれぞれの集光パターンを示している。
【００３３】
図６は、各集光パターンを広い範囲で見た図である。なお、図６では、Ｆ＝０，１，２，３，１０，２０，３０に設定したときの各集光パターンを重ねて表した。
これらの図５、図６からは、Ｆ＝０に設定したとき（つまり単位フィルタ１６iが無いとき）には、集光スポットＳiの周縁にサイドローブが発生し、それは比較的高い輝度を示すことがわかる。また、Ｆ≧２に設定したときには、集光スポットＳiの周縁にサイドローブが発生するものの、それは比較的低い輝度しか示さないことがわかる。
【００３４】
以下、それらを詳しく検討する。
先ず、Ｆ＝０に設定すると（つまり単位フィルタ１６iを無しにすると）、図７（ａ）に示すように、レンズレット１４iに入射する光束の周辺部分Ｌsは、その開口のエッジで高次の回折光Ｌs’を発生させ、その回折光Ｌs’は、集光スポットＳiから外れた位置に入射する。
【００３５】
このように輝度の高いサイドローブは、隣接する集光スポット（集光スポットＳi+1など）との間で大きなクロストークを生じさせる可能性がある。このクロストークによると透過波面の高さ方向の測定分解能が低下する。
このため、Ｆ＝０に設定すると（つまり単位フィルタ１６iを無しにすると）、レンズレット１４iと隣接するレンズレット（レンズレット１４i+1など）との開口間隔を広くとり、レンズレット１４iの配置密度を低くし、透過波面の面方向の測定分解能が低下するのを許容せざるを得ない。
【００３６】
一方、Ｆ≧２に設定すると、図７（ｂ）に示すように、レンズレット１４iに入射する光束の周辺部分Ｌsは、その開口のエッジで高次の回折光Ｌs’を発生させるが、その周辺部分Ｌsの光量は、単位フィルタ１６iによって低く抑えられるので、その回折光Ｌs’の光量も十分に低く抑えられる。
このように輝度の低いサイドローブは、隣接する集光スポット（集光スポットＳi+1など）との間で殆どクロストークを生じさせない。
【００３７】
よって、Ｆ≧２に設定すると、レンズレット１４iと隣接するレンズレット（レンズレット１４i+1など）との開口間隔を狭くし、レンズレット１４iの配置密度を高くし、透過波面の面方向の測定分解能を向上させても、透過波面の面方向の測定分解能は低下しない。
次に、Ｆの値と測定分解能との具体的な関係を、図８に基づき説明する。
【００３８】
図８は、Ｆの値と測定分解能との関係の一例を示す図である。
ここでは、Ｆ＝０に設定したときの測定分解能は、単位フィルタ１６iが無いときの測定分解能と同じなので、従来の一般的な波面収差測定装置と同様の４０×４０（＝１６００分割）とした。因みに、このときのレンズレット１４iの開口間隔は、集光スポットＳiの径の１０倍程度である。
【００３９】
他の条件を同じにしてＦ＝１．５に設定すると、他の条件は変わらずに透過波面の面方向の測定分解能だけを、６４×６４（＝４０９６分割）にまで高めることができる。因みに、このときのレンズレット１４iの開口間隔は、集光スポットＳiの径の６倍程度である。
また、他の条件を同じにしてＦ＝２に設定すると、他の条件は変わらずに透過波面の面方向の測定分解能だけを、１００×１００（＝１００００分割）にまで高めることができる。因みに、このときのレンズレット１４iの開口間隔は、集光スポットＳiの径の４倍程度である。
【００４０】
また、他の条件を同じにしてＦ＝３に設定すると、他の条件は変わらずに透過波面の面方向の測定分解能だけを、２４０×２４０（＝５７６００分割）にまで高めることができる。因みに、このときのレンズレット１４iの開口間隔は、集光スポットＳiの径の１．５倍程度である。
以上の結果から、本実施形態においては、Ｆの値をＦ≧２に設定すると測定分解能を格段に向上させることができる。実用上は、Ｆ＞１．５に設定すれば、或る程度の効果が得られる。
【００４１】
ところで、Ｆの値は大きいほどよい訳ではない。その理由を以下に説明する。
先ず、図５（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）の各集光パターンのサイドローブに着目すると、Ｆの値が大きくなるにつれてその輝度は小さくなるが、集光スポットＳi（＝中央のピーク）に着目すると、Ｆの値が大きくなるにつれてその径が太くなることがわかる。
これは、Ｆの値が大きくなるにつれてレンズレット１４iの実効的なＮＡが小さくなることに関係する。
【００４２】
図６には、Ｆの値が大きいとき（Ｆ＝１０，２０，３０）の各集光パターンも示した。なお、Ｆ＝１０，２０，３０に設定したときの集光パターンの計算では、レンズレット１４iの瞳上の光束の光量分布をガウス分布とみなした（Ｆの値が大きいと、レンズレット１４iに入射する光束の瞳上の光量の広がりが非常に小さくなり、レンズレット１４iの開口にて生じる回折光Ｌs’（図７（ｂ）参照）を無視できるので。）
この図６からも、Ｆの値が大きくなると集光スポットＳiの径が太くなることは、明らかである。
【００４３】
例えば、Ｆ＝１０に設定したときの集光パターンのカーブは、集光スポットＳiの径が太くなるために、Ｆ＝０に設定したときの集光パターンのカーブと距離≒３×λ／ＮＡで交わっている。
よって、仮に、Ｆ＝１０に設定した場合には、レンズレット１４iと隣接するレンズレット（レンズレット１４i+1など）との開口間隔を３×λ／ＮＡよりも広げないと、Ｆ＝０に設定したときよりも、クロストークが大きくなってしまう。
【００４４】
同様に、仮に、Ｆ＝２０に設定した場合には、レンズレット１４iと隣接するレンズレット（レンズレット１４i+1など）との開口間隔を７×λ／ＮＡよりも広げないと、Ｆ＝０に設定したときよりも、クロストークが大きくなってしまう。
以上の結果から、本実施形態においてＦの値は、高々１５、つまりＦ＜１５に設定することが好ましい。
【００４５】
次に、透過型のフィルタアレイ１６の構成を説明する。
例えば、透過型のフィルタアレイ１６は、図９（ａ）に示すように、測定光束に対し透明な平行平板１６ａ上に、１．５＜Ｆ＜１５を満たす上述した透過率分布の透過率変調部１６ｂをアレイ状に並べて形成してなる。アレイ状に並んだ各透過率変調部１６ｂが、単位フィルタ１６1，１６2，・・・となる。
【００４６】
なお、図９（ａ）では、わかり易くするために、互いに隣り合う透過率変調部１６ｂ同士の境界線を表したが、実際は、各透過率変調部１６ｂは連続して設けられるので、境界線は形成されない。
各透過率変調部１６ｂは、例えば、透過率分布を有した光学膜（厚さ分布を有した金属膜など）によって構成される。或いは、図９（ｂ）又は図９（ｃ）に示すようなパターンの濃度フィルタによって構成される。
【００４７】
図９（ｂ）に示すのは、微小開口がランダムに配置され、微小開口の配置密度により透過率分布が制御された濃度フィルタである。図９（ｃ）に示すのは、微小開口が周期的に配置され、微小開口のサイズにより透過率分布が制御された濃度フィルタである。図９において「低」は透過率の低い領域を、「高」は透過率の高い領域を示す。
次に、本測定装置の効果を説明する。
【００４８】
以上説明したとおり、本測定装置には透過型のフィルタアレイ１６が備えられる。透過型のフィルタアレイ１６は、集光レンズアレイ１４の各レンズレット１４1，１４2，・・・に個別に入射する各光束の周縁部の光量を低減する。これによって各集光パターンのサイドローブ（図６等参照）が低減され、互いに隣接する集光スポット（集光スポットＳi，Ｓi+1など）の間のクロストークが低減される。
【００４９】
よって、レンズレット１４1，１４2，・・・の配置密度を高めても、集光スポットＳ1，Ｓ2，・・・の重心位置の算出精度が低下しない。したがって、透過波面の高さ方向の測定分解能を保ったまま、その透過波面の面方向の測定分解能を高めることができる。
また、本測定装置においては、透過型のフィルタアレイ１６の各単位フィルタ１６1，１６2，・・・の透過率分布が山形のカーブ（滑らかなカーブ）になっているので、余分な回折光を新たに生じさせることなく、上述したサイドローブを低減することができる。
【００５０】
また、本測定装置においては、透過型のフィルタアレイ１６の各単位フィルタ１６1，１６2，・・・の透過率分布がガウス分布になっているので、必要な光の光量をなるべく低減せずに、不要な光のみを効率的に低減することができる。
また、本測定装置においては、Ｆ＞１．５に設定されるので、透過波面の高さ方向の測定分解能を低下させることなく、その透過波面の面方向の測定分解能を１方向につき１．６倍以上に高めることが可能になる。
【００５１】
また、本測定装置においては、Ｆ＜１５に設定されるので、透過波面の高さ方向の測定分解能を確実に保つことができる。
また、本測定装置においては、透過型のフィルタアレイ１６を用いたので、上述した被検光学系ＰＯ（使用波長が可視光〜紫外光の範囲に収まるような被検光学系）の測定において、確実に効果が得られる。
【００５２】
また、本測定装置においては、透過型のフィルタアレイ１６の挿入箇所が集光レンズアレイ１４の直前なので、上述した透過率分布により不要な光を確実に低減することができる。
なお、本測定装置においては、透過型のフィルタアレイ１６が集光レンズアレイ１４とは別体に設けられたが、その透過型のフィルタアレイ１６を省略すると共に、集光レンズアレイ１４の表面に、透過型のフィルタアレイ１６と同様の透過率分布を実現する光学膜（金属膜など）を設けてもよい。その場合、上述したものと同様の効果が得られると共に、部品点数を１点減らすことができる。
【００５３】
［第２実施形態］
図１０を参照して本発明の第２実施形態を説明する。
本実施形態は、第１実施形態の測定装置と同様、シャックハルトマン式波面収差測定装置の実施形態である。ここでは、第１実施形態の測定装置との相違点のみ説明する。
相違点は、図１０に示すように、透過型のフィルタアレイ１６に代えて反射型のフィルタアレイ２６を用いた点にある。それに伴い、光路は図１０に示すように少なくとも一回折れ曲がる。
【００５４】
反射型のフィルタアレイ２６には、レンズレット１４1，１４2，・・・に個別に入射する各光束の光量を低減する単位フィルタ２６1，２６2，・・・が配置される。
単位フィルタ２６1，２６2，・・・のそれぞれは、反射率変調ミラーからなり、互いに同じ反射率分布が付与される。
その反射率分布のカーブは、各光束に対する作用が、第１実施形態の単位フィルタ１６1，１６2，・・・のそれと同じになるよう設定されている。
【００５５】
例えば、単位フィルタ２６1，２６2，・・・には、反射率分布を有した光学膜が形成される。
このような本測定装置においても、第１実施形態の測定装置と同じ効果を得ることができる。
［第３実施形態］
図１１を参照して本発明の第３実施形態を説明する。
【００５６】
本実施形態は、第１実施形態の測定装置と同様、シャックハルトマン式波面収差測定装置の実施形態である。ここでは、第１実施形態の測定装置との相違点のみ説明する。
主な相違点は、被検光学系ＰＯの使用波長が、極端紫外光（ＥＵＶＬ光，波長５０ｎｍ以下，例えば１３．４ｎｍ）である点にある。
それに伴い、本測定装置においては、図１１に示すように、照明光学系１１に代えて照明光学系２１が備えられ、透過型のピンホール板１２に代えて反射型のピンホール板２２が備えられ、コンデンサレンズ１３に代えてコンデンサミラー２３が備えられ、透過型のフィルタアレイ１６に代えて反射型のフィルタアレイ２６が備えられ、集光レンズアレイ１４に代えてゾーンプレートアレイ２４が備えられる。
【００５７】
照明光学系２１は、被検光学系ＰＯの使用波長と同じ波長の光（ここではＥＵＶ光）を射出する。反射型のピンホール板２２は、そのＥＵＶ光を反射する。コンデンサミラー２３は、そのＥＵＶ光にパワーを与える。ゾーンプレートアレイ２４は、入射したＥＵＶ光を一部宛集光する単位ゾーンプレート２４1，２４2，・・・をアレイ状に配置している。
また、反射型のフィルタアレイ２６には、単位ゾーンプレート２４1，２４2，・・・に個別に入射する各ＥＵＶ光を個別に反射する単位フィルタ２６1，２６2，・・・が配置される。
【００５８】
単位フィルタ２６1，２６2，・・・のそれぞれは、反射率変調ミラーからなり、互いに同じ反射率分布が付与される。
その反射率分布のカーブは、各ＥＵＶ光に対する作用が、第１実施形態の単位フィルタ１６1，１６2，・・・の各光束に対する作用と同じになるよう設定されている。
単位フィルタ２６1，２６2，・・・には、例えば、反射率分布を有した光学膜（厚さ分布を有した金属膜など）が形成されている。
【００５９】
つまり、本実施形態の測定装置は、全ての構成要素にＥＵＶ光を導光するための特性が付与されている。
このような本測定装置によれば、使用波長がＥＵＶ光である被検光学系ＰＯを測定することができると共に、第１実施形態の測定装置と同じ効果を得ることができる。
なお、本測定装置においては、反射型のフィルタアレイ２６に代えて、図１２（ａ）に示すように、ＥＵＶ光を透過する透過型のフィルタアレイ３６を用いてもよい。透過型のフィルタアレイ３６は、ゾーンプレートアレイ２４の直前に配置される。なお、図１２（ａ）において符号Ｍで示すのは、光路を折り曲げるミラーである。
【００６０】
このような透過型のフィルタアレイ３６の単位フィルタ３６1，３６2，・・・は、例えば、ＳiＮ基板上に厚さ分布を有した金属膜を蒸着すれば実現できる。この場合、図１２（ｂ）に示すように、各単位フィルタ３６1，３６2，・・・を構成する各金属膜の中央は薄く、周辺は厚くなる。
また、本測定装置においては、図１３に示すように、コンデンサミラー２３、反射型のフィルタアレイ２６、ゾーンプレートアレイ２４に代えて、それらの機能が１つになった反射ミラーアレイ４６を用いてもよい。その場合、部品点数を抑えることができる。
【００６１】
［各実施形態の変形例］
なお、上述した各実施形態の測定装置では、測定光束を分割する光学素子アレイとして、集光作用を持った光学素子アレイ（集光レンズアレイ１４、ゾーンプレートアレイ２４、反射ミラーアレイ４６）が用いられたが、集光作用を持たない光学素子アレイ（微小開口がアレイ状に並んだ透過型ピンホールアレイ、微小反射面がアレイ状に並んだ反射型ピンホールアレイなど）が用いられてもよい。
【００６２】
［第４実施形態］
図１４を参照して本発明の第４実施形態を説明する。
本実施形態は、第３実施形態の波面収差測定装置と同じ機能が搭載されたＥＵＶＬ用の投影露光装置の実施形態である。
本投影露光装置には、投影光学系ＰＬ、照明光学系１０１、反射型のレチクルＲ、レチクルステージ１０２、レチクルステージ１０２の駆動回路１０２ｃ、反射型のピンホール板２２、ウエハＷ、ウエハステージ１０６、ウエハステージ１０６の駆動回路１０６ｃ、波面収差測定用のユニット３０、制御部１０９などが備えられる。
【００６３】
投影光学系ＰＬは、ＥＵＶＬ用の投影光学系であり、照明光学系１０１は、ＥＵＶ光を出射する。照明光学系１０１は、露光用の照明光束を射出するものであるが、この照明光束は、波面収差測定時の測定光束としても用いられる。
反射型のピンホール板２２は、波面収差測定時にのみ、レチクルＲに代わり投影光学系ＰＬの物体面に挿入される。
【００６４】
なお、図１４では、レチクルＲと反射型のピンホール板２２とが共にレチクルステージ１０２によって支持された様子を示した。レチクルステージ１０２の移動により、レチクルＲと反射型のピンホール板２２とが入れ替わる。
波面収差測定用のユニット３０は、第３実施形態の測定装置のコンデンサミラー２３以降の要素（コンデンサミラー２３、反射型のフィルタアレイ２６、ゾーンプレートアレイ２４、及びＣＣＤ撮像素子１５）を所定の位置関係で配置している。
【００６５】
なお、図１４では、ウエハＷと波面収差測定用のユニット３０とが共にウエハステージ１０６によって支持された様子を示した。ウエハステージ１０６の移動により、ウエハＷと波面収差測定用のユニット３０とが入れ替わる。
このような本投影露光装置は、反射型のピンホール板２２、波面収差測定用のユニット３０とを適切に配置するだけで、投影光学系ＰＬの波面収差を、第３実施形態の測定装置と同様に自己測定することができる。つまり、投影光学系ＰＬの透過波面を、高さ方向だけでなく面方向にも高い分解能で自己測定することができる。
【００６６】
したがって、本投影露光装置は、投影光学系ＰＬの波面収差の自己測定を高精度に行うことができる高性能な投影露光装置である。
なお、本実施形態では、ＥＵＶＬ用の投影露光装置を説明したが、使用波長の異なる他の投影露光装置にも、本発明の波面収差測定装置の機能を同様に搭載することができる。
［第５実施形態］
図１５を参照して本発明の第５実施形態を説明する。
【００６７】
本実施形態は、投影光学系の製造方法の実施形態である。この投影光学系は、例えばＥＵＶＬ用の投影光学系であっても、その他の投影光学系であってもよい。
図１５は、投影光学系の製造方法の手順を示すフローチャートである。
投影光学系の光学設計をする（ステップＳ１０１）。このステップＳ１０１において、投影光学系内の各光学部材の各面形状が決定される。
【００６８】
各光学部材が加工される（ステップＳ１０２）。
加工された各光学部材の面形状を測定しつつその面精度誤差が小さくなるまで加工が繰り返される（ステップＳ１０２，Ｓ１０３，Ｓ１０４）。
その後、全ての光学部材の面精度誤差が許容範囲内に収まると（ステップＳ１０４ＯＫ）、光学部材を完成させ、それら光学部材によって投影光学系を組み立てる（ステップＳ１０５）。
【００６９】
組み立て後、投影光学系の波面収差を、上述した何れかの実施形態の波面収差測定装置にて測定しつつ（ステップＳ１０６）、各光学部材の間隔調整や偏心調整などを行い（ステップＳ１０８）、波面収差が許容範囲内に収まった時点（ステップＳ１０７ＯＫ）で投影光学系ＰＬが完成する（以上、製造方法の手順）。
次に、本製造方法の効果を説明する。
【００７０】
本製造方法では、投影光学系の波面収差の測定に上述した何れかの実施形態の波面収差測定装置が用いられる。この波面収差測定装置によれば、投影光学系の波面収差を、高さ方向だけでなく面方向にも高い分解能で測定することができる。
よって、本製造方法によれば、高性能な投影光学系を製造することができる。
さらに、本製造方法を利用すれば、レチクルのパターンをウエハに高精度に転写できる高性能な投影露光装置を製造することもできる。
【００７１】
［第６実施形態］
図１６を参照して本発明の第６実施形態を説明する。
本実施形態は、第４実施形態又は第５実施形態で述べた投影露光装置により、マイクロデバイス（半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等）を製造する製造方法の実施形態である。
【００７２】
本製造方法は、図１６に示す手順からなる。
１ロットのウエハ上に金属膜が蒸着される（ステップＳ３０１）。
その１ロットのウエハ上の金属膜上にフォトレジストが塗布される（ステップＳ３０２）。
第４実施形態又は第５実施形態で述べた投影露光装置を用いて、マスク上のパターンの像がその１ロットのウエハ上の各ショット領域に順次露光転写される（ステップＳ３０３）。
【００７３】
その１ロットのウエハ上のフォトレジストの現像が行われた後（ステップＳ３０４）、ステップ３０５において、その１ロットのウエハ上でレジストパターンをマスクとしてエッチングが行われる。それにより、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各ウエハ上の各ショット領域に形成される。その後、上のレイヤの回路パターンの形成等が行われ、マイクロデバイスが完成する。
【００７４】
以上、本製造方法では、ステップ３０３において第４実施形態又は第５実施形態で述べた投影露光装置が用いられるので、高性能なマイクロデバイスを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】第１実施形態の波面収差測定装置の構成図である。
【図２】透過型のフィルタアレイ１６を説明する図である。
【図３】Ｆの値の互いに異なる各透過率カーブ（Ｆ＝０，１，２，３）を比較する図である。
【図４】Ｆ＝０，１，２，３に設定したときに形成される集光スポットＳiの近傍の輝度分布（集光パターン）の計算結果である。
【図５】集光パターンの輝度方向を対数表示したものである。（ａ）は、Ｆ＝０に設定したとき、（ｂ）は、Ｆ＝１に設定したとき、（ｃ）は、Ｆ＝２に設定したとき、（ｄ）は、Ｆ＝３に設定したときの各集光パターンである。
【図６】各集光パターンを広い範囲で見た図である。
【図７】（ａ）は、Ｆ＝０に設定したときの光の振る舞いの概念を示す図である。（ｂ）は、Ｆ≧２に設定したときの光の振る舞いの概念を示す図である。
【図８】Ｆの値と、透過波面の面方向の測定分解能との具体的な関係を示す表である。
【図９】単位フィルタ１６1，１６2，・・・の構成例を説明する図である。
【図１０】第２実施形態の波面収差測定装置の構成図（一部）である。
【図１１】第３実施形態の波面収差測定装置の構成図である。
【図１２】第３実施形態の波面収差測定装置の変形例を示す図である。
【図１３】第３実施形態の波面収差測定装置の別の変形例を示す図である。
【図１４】第４実施形態の投影露光装置の構成図である。
【図１５】第５実施形態の投影光学系の製造方法の手順を示すフローチャートである。
【図１６】第６実施形態のマイクロデバイスの製造方法の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７６】
１１  照明光学系
１２  透過型のピンホール板
２２  反射型のピンホール板
１３  コンデンサレンズ
１４  集光レンズアレイ
１５  ＣＣＤ撮像素子
１６，３６  透過型のフィルタアレイ
２６  反射型のフィルタアレイ
２３  コンデンサミラー
２４  ゾーンプレートアレイ
４６  反射ミラーアレイ
１０１  照明光学系
１０２  レチクルステージ
Ｒ  反射型のレチクル
１０２ｃ，１０６ｃ  駆動回路
ＰＬ  投影光学系
Ｗ  ウエハ
１０６  ウエハステージ
３０  波面収差測定用のユニット
１０９  制御部
【図１】
2006032692.tif 000003
【図２】
2006032692.tif 000004
【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】
2006032692.tif 000009
【図８】
2006032692.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2006032692.tif 000012
【図１１】
2006032692.tif 000013
【図１２】
2006032692.tif 000014
【図１３】
2006032692.tif 000015
【図１４】
2006032692.tif 000016
【図１５】
2006032692.tif 000017
【図１６】
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