(57)【要約】      （修正有）【課題】偏光状態に依存する計測誤差を低減する。【解決手段】原版を照明する照明系１１０および原版のパターンを基板に投影する投影光学系１４０を有する露光装置において、前記照明系および前記投影光学系の少なくとも一方の光学特性を計測する計測器２００と、前記照明系に設定されている照明モードに対応する補正テーブルに基づいて、前記計測器によって計測された計測結果に含まれる前記照明モードに依存する誤差を補正する制御部１９０とを備える。【選択図】図１
2011014707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原版を照明する照明系および原版のパターンを基板に投影する投影光学系を有する露光装置であって、
前記照明系および前記投影光学系の少なくとも一方の光学特性を計測する計測器と、
前記照明系に設定されている照明モードに対応する補正テーブルに基づいて、前記計測器によって計測された計測結果に含まれる前記照明モードに依存する誤差を補正する制御部と、
を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記計測器は、基板を保持する基板ステージに搭載され、
前記計測器は、光を透過する光学素子と、前記光学素子を透過した光を検出する光センサとを含み、
前記光学素子および前記光センサの少なくとも一方は、前記照明モードに応じた偏光特性を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記偏光特性は、光が有する電場の振動方向に依存する透過率を含む、
ことを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記偏光特性は、Ｓ偏光およびＰ偏光の合計に占めるＳ偏光の比率を含む、
ことを特徴とする請求項２または３に記載の露光装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記照明モードに依存する誤差が補正された前記計測器による計測結果に基づいて前記照明系および前記投影光学系の少なくとも一方を調整する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項６】
前記光学特性は、前記投影光学系の波面収差、前記投影光学系を通過する光の偏光状態、前記投影光学系の開口数、前記投影光学系の瞳透過率、前記照明系の瞳分布、および、前記照明系を通過する光の偏光状態の少なくとも１つを含む、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項７】
デバイスを製造するデバイス製造方法であって、
請求項１乃至６のいずれか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、露光装置およびそれを用いてデバイスを製造するデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
露光装置は、露光光を計測する計測器を備えている。計測器による計測結果に基づいて各種の機械的調整や光学的調整がなされうる。例えば、ウエハステージに搭載された計測器を使って照明系のσ値（有効光源分布）や投影光学系の瞳透過率分布などが計測されうる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−０１９０１２号公報
【特許文献２】特開２００５−１５８８２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
レジストに入射する回折光をＳ偏光とすることによって高いコントラストを得ることが知られており、回折光がＳ偏光となる偏光照明モードが使用されている。無偏光照明モードであれば十分な計測精度が得られている計測器であっても、偏光照明において、ガラスプレート、レンズ、膜、光センサの偏光特性に依存する計測誤差（計測騙され）が発生しうる。
【０００５】
本発明は、偏光状態に依存する計測誤差を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの側面は、原版を照明する照明系および原版のパターンを基板に投影する投影光学系を有する露光装置に係り、前記露光装置は、前記照明系および前記投影光学系の少なくとも一方の光学特性を計測する計測器と、前記照明系に設定されている照明モードに対応する補正テーブルに基づいて、前記計測器によって計測された計測結果に含まれる前記照明モードに依存する誤差を補正する制御部とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、例えば、偏光状態に依存する計測誤差が低減される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の好適な実施形態の露光装置の構成を示す図である。
【図２】計測器の具体的な構成例を示す図である。
【図３】光学特性の測定方法を示すフローチャートである。
【図４】照明系の瞳および投影光学系の瞳における光強度分布（有効光源分布）および偏光方向を例示する図である。
【図５】模式化された補正テーブルを例示する図である。
【図６】補正テーブルの作成方法を説明するための図である。
【図７】レチクル側パターンを例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態を説明する。これらの図において、同一の要素には同一の参照番号が付されている。
【００１０】
まず、図１を参照しながら本発明の好適な実施形態の露光装置１００の構成を説明する。露光装置１００は、照明系１１０と、レチクル（原版）１３０を保持するレチクルステージ（原版）１２０と、投影光学系１４０と、ウエハ（基板）１７０を保持するウエハステージ（基板ステージ）１５０とを備える。露光装置１００はまた、調整部１８０と、制御部１９０と、計測器２００とを備えている。
【００１１】
この実施形態では、露光装置１００は、液浸露光装置として構成されている。投影光学系１４０の最終面（ウエハまたはウエハステージ１５０に対向する面）が部分的に又は全体的に液体１６０で満たされ、投影光学系１４０と液体１６０を介してレチクル１３０のパターンがウエハ１７０に投影される。なお、本発明は、液浸露光装置以外の露光装置（ドライ露光装置）にも適用されうる。この実施形態では、露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置であるが、本発明は、ステップ・アンド・リピート方式などの他の露光方式にも適用されうる。
【００１２】
照明系１１０は、光源および照明光学系を含み、パターンが形成されたレチクル１３０を照明するように構成される。光源は、例えば、レーザーを含みうる。レーザーとしては、例えば、波長が約１９３ｎｍの光を発生するＡｒＦエキシマレーザー、波長が約２４８ｎｍの光を発生するＫｒＦエキシマレーザー、波長が約１５７ｎｍの光を発生するＦ２レーザーなどのパルスレーザーを挙げることができる。レーザーの種類、個数は限定されず、光源の種類も限定されない。
【００１３】
照明光学系は、光源からの光をレチクル１３０に導光する光学系であり、レンズ、ミラー、ライトインテグレーター、絞り等を含む。ライトインテグレーターは、ハエの目レンズや２組のシリンドリカルレンズアレイ（又はレンチキュラーレンズ）板を重ねることによって構成されるインテグレーター等を含むが、光学ロッドや回折素子に置換される場合もある。照明光学系は、軸上光、軸外光を問わず使用することができる。
【００１４】
照明光学系は、照明光（露光光）の偏光状態を制御するために、例えば、偏光分離膜を含む。偏光分離膜は、平行平面板に成膜され、一般的に、平行平面板への入射面に対してＰ偏光の光を透過し、該入射面に対してＳ偏光の光を反射する。偏光分離膜が成膜された平行平面板としては、Ｙ方向に傾いたものと、Ｘ方向に傾いたものが備えられ、いずれかが選択的に光路に挿入される。或いは、平行平面板の傾き方向が変更可能に構成されうる。これにより、照明光学系により、Ｘ方向の繰り返しパターンに有利な偏光照明と、Ｙ方向の繰り返しパターンに有利な偏光照明を実現することができる。照明光学系は、以上の他にも種々の偏光状態および有効光源分布（光強度分布）を実現可能に構成されうる。
【００１５】
レチクル１３０は、例えば、石英製のプレートの表面に回路パターンを有し、レチクルステージ１２０によって保持された状態で駆動機構によって駆動される。照明系１１０によって照明されたレチクル１３０からの回折光は、投影光学系１４０および液体１６０を介してウエハ１７０上に入射し、ウエハ１７０に回路パターンの像を形成する。レチクル１３０とウエハ１７０とは、光学的に共役な位置関係に配置される。レチクル１３０とウエハ１７０とを同期させて走査しながら上は１７０を露光することにより、レチクル１３０のパターンがウエハ１７０に塗布されたレジストに転写される。なお、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置（即ち、ステッパー）では、レチクル１３０とウエハ１７０とを静止させた状態でウエハ１７０が露光される。
【００１６】
レチクルステージ１２０および投影光学系１４０は、例えば、床等によって支持されたベースフレームによってダンパ等を介して支持される支持構造体によって支持される。レチクルステージ１２０を駆動する駆動機構は、例えば、リニアモーターを含みうる。レチクルステージ１２０には、レチクル側基準板１３１が設けられている。レチクル側基準板１３１のパターン（レチクル側パターン）４００は、レチクル１３０のパターン面のほぼ同一の高さを有する。レチクル側パターン４００は、レチクル側基準板１３１のみではなく、レチクル１３０に構成されていてもよい。
【００１７】
投影光学系１４０は、レチクル１３０に形成されたパターンからの回折光をウエハ１７０上に結像する。投影光学系１４０は、複数のレンズ素子のみからなる光学系でありうる。或いは、投影光学系１４０は、複数のレンズ素子と少なくとも１つ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）でありうる。或いは、投影光学系１４０は、複数のレンズ素子と少なくとも１つのキノフォームなどの回折光学素子とを有する光学系でありうる。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使用したり、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配置したりしうる。
【００１８】
ウエハ１７０は、露光されるべき基板の一例であり、その表面にはフォトレジストが塗布されている。基板の他の例としては、例えば、ディスプレイデバイスを製造するためのガラスプレートなどのプレートを挙げることができる。ウエハステージ１５０は、ウエハ１７０を保持した状態で駆動機構によって駆動される。該駆動機構は、例えば、リニアモーターを含む。ウエハステージ１５０は、該駆動機構によってＸ、Ｙ、Ｚ軸方向およびそれらの各軸周りの６軸について制御される。レチクルステージ１２０とウエハステージ１５０の位置は、例えば、レーザー干渉計などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動されうる。ウエハステージ１５０は、例えば、床等によってダンパを介して支持されたステージ定盤の上に配置されうる。
【００１９】
投影光学系１４０の最終面とウエハ１７０またはウエハステージ１５０との間に供給される液体１６０としては、露光に使用される光の波長における透過率がよく、投影光学系１４０に汚れを付着させず、レジストプロセスとのマッチングが良い物質が選択される。液体１６０としては、投影光学系１４０のＮＡを大きくするために、屈折率が１よりも大きいものが選択される。液体１６０と投影光学系１４０の最終面を形成する屈折部材（レンズ）との間の屈折率の違いは、コーティングでカバーされうる。
【００２０】
調整部１８０は、投影光学系１４０を構成する光学素子（レンズ素子）を駆動する機構であり、光学素子の各軸の偏心や傾き、光学素子間の距離を制御することで、投影光学系１４０の波面収差やフォーカス、ディストーションを調整する。
【００２１】
制御部１９０は、例えば、最適な露光条件を決定する機能と、レチクルステージ１２０およびウエハステージ１５０の駆動機構、ならびに、調整部１８０に指令を送る機能とを有する。制御部１９０は、例えば、計測器２００による計測結果に基づいて最適な露光条件を決定し、その露光条件に応じた指令を照明系１１０、レチクルステージ１２０、ウエハステージ１５０および調整部１８０に対して送る。
【００２２】
計測器２００は、照明系１１０および投影光学系１４０の少なくとも一方の光学特性を計測するために使用されうる。計測器２００は、計測用のパターン（以下、ウエハ側パターン）３００を含む。計測器２００による計測時は、投影光学系１４０と計測器２００との間の空間は液体１６０で満たされうる。光学特性は、例えば、投影光学系１４０の波面収差、投影光学系１４０を透過する光の偏光状態、投影光学系１４０の開口数、投影光学系１４０の瞳透過率、照明系１１０の瞳分布（又は、照明σや有効光源分布）、又は、照明系１１０を透過する光の偏光状態を含む。或いは、光学特性は、露光装置の性能に関わる他の光学特性を含みうる。
【００２３】
光学特性を計測するためのウエハ側パターン３００とレチクル側パターン４００は、ピンホールや正方形や長方形の開口と遮光膜とで構成されうる。開口は、光源の波長よりも短い理想回折を起こすようなピンホールまたはスリットでも良いし、素抜けとなるような大きさでも良い。また、開口は、回折格子を含んでもよい。スリットや回折格子は、例えば、Ｘ軸を基準として任意の方向（例えば、０°、９０°、４５°、１３５°など）を向きうる。回折格子は、例えば、ラインアンドスペースパターンでもよく、２次元パターンでもよい。開口は、単独で使用されてもよいし、複数の開口を組み合わせて使用されてもよい。ウエハ側パターン３００およびレチクル側パターン４００は、それぞれ投影光学系１４０の物体面および像面に配置されうるが、これらからデフォーカス位置に配置されてもよい。
【００２４】
図２には、計測器２００の具体的な構成例としての計測器２００Ａ、２００Ｂが例示されている。計測器２００Ａは、液浸露光装置において使用されうる。計測器２００Ａの使用時は、計測器２００Ａの上面と投影光学系１４０の最終面との間の空間が液体１６０で満たされる。計測器２００Ａは、光を透過する光学素子としてのガラス基板２３０および平凸レンズ２４０と、該光学素子を透過した光を検出する光センサ２５０とを有する。該光学素子および光センサ２５０の少なくとも一方は、照明モード（特に偏光照明モード）に応じた偏光特性を有する。ガラス基板２３０には、ウエハ側パターン３００が設けられている。平凸レンズ２４０は、その平面部分がガラス基板２３０に対して、光源の波長以下の距離に近接して配置されている。これにより、ウエハ側パターン３００を通過した光がガラス基板２３０の裏面で全反射することを防ぐことができる。平凸レンズ２４０と光センサ２５０との間の空間には、従来と同様に、空気や不活性ガスなどの気体が充填されてもよいし、液体１６０のような高屈折液体で満たされてもよい。
【００２５】
計測器２００Ａは、投影光学系１４０を通過する光の偏光状態を計測するために、偏光子や検光子を構成しても良い。ガラス基板２３０と平凸レンズ２４０は、上述した近接配置ではなく、１つの光学部材で構成されていてもよい。平凸レンズ２４０は、１枚のレンズで構成されている必要はなく、複数枚のレンズ系で構成されていてもよい。
【００２６】
投影光学系１４０と計測器２００との間の空間を液体で満たさないドライ露光装置においては、計測器２００Ｂのような構成が使用されうる。計測器２００Ｂは、光を透過する光学素子としてのガラス基板２３０と、該光学素子を透過した光を検出する光センサ２５０とを有する。計測器２００Ａと同様に、ガラス基板２３０には、ウエハ側パターン３００が設けられている。
【００２７】
ガラス基板２３０は、ウエハ側パターン３００以外の領域は、遮光膜によって覆われている。遮光膜は、光源のパターン外からの迷光をカットするためのものであり、Ｃｒ、Ｔａ、Ｗ、Ｓｉなどの薄膜がある。遮光膜には、液体１６０が接触するので、遮光膜は、光が遮光膜に当たっても液体１６０の特性を変化させないものであることが望ましい。光センサ２５０は、ＣＣＤ等のイメージセンサであることが望ましいが、ラインセンサを１次元走査する方式や、単一の光量センサを２次元走査する方式を採用してもよい。
【００２８】
［第１実施形態］
計測器２００（２００Ａ、２００Ｂ）を用いて、偏光照明モードにおいて光学特性を計測する際に、ガラス基板２３０や平凸レンズ２４０又はそれらの表面に形成されている膜、および光センサ２５０の偏光特性に依存する計測騙されが発生しうる。
【００２９】
本発明の第１の実施形態では、計測器２００を用いて偏光照明モードで計測を実施する際に、計測器２００が有する偏光透過率に基づいて作成された補正テーブルを使って、光センサ２５０によって得られた光強度分布が補正される。これにより、偏光照明モードにおいても高精度に光学特性を計測することができる。ここで、偏光透過率は、光が有する電場の振動方向に依存する透過率であり、例えば、Ｓ偏光透過率、Ｐ偏光透過率でありうる。
【００３０】
図３は、光学特性の測定方法を示すフローチャートである。Ｓｔｅｐ１００１では、計測器２００を構成する部品（例えば、ガラス基板２３０、平凸レンズ２４０、光センサ２５０）に関する情報に基づいて、計測器２００におけるＰ偏光透過率が計算される。Ｓｔｅｐ１００２では、Ｓｔｅｐ１００１と同様に、計測器２００におけるＳ偏光透過率が計算される。Ｓｔｅｐ１００３では、計測器２００におけるＰ偏光透過率とＳ偏光透過率に基づいて補正テーブルが作成される。ここで、Ｓｔｅｐ１００１〜１００３は、例えば、計測器２００の設計値等に基づいてシミュレータを使って実行されうる。
【００３１】
計測器２００Ａを例にすると、計測器２００Ａは、ウエハ側パターン３００、ガラス基板２３０、平凸レンズ２４０、光センサ２５０で構成されている。偏光透過率に誤差を発生させる場所は、ウエハ側パターン３００（ガラス基板２３０の入射面）、平凸レンズ２４０の射出面、光センサ２５０の入射面である。最初に、ウエハ側パターン３００の任意点を開始点として、該開始点から光センサ２５０までの光線追跡を実施する。照明系１１０の瞳の各点からの光が、ガラス基板２３０、平凸レンズ２４０、光センサ２５０に入射する角度を計算する。ガラス基板２３０の入射面と平凸レンズ２４０の射出面における偏光透過率は、表面に存在しうる膜に依存するが、入射角度が分かれば、電磁場解析によって計算することができる。光センサ２５０の入射面の偏光透過率は、光センサ２５０の材質や構成に基づいて計算することができる。ここで、照明系１１０の瞳における各座標に対して偏光透過率が計算される。計測器２００の偏光透過率は、ガラス基板２３０の入射面、平凸レンズ２４０の射出面、光センサ２５０の入射面のそれぞれにおける偏光透過率を掛け合わせることによって求めることができる。ウエハ側パターン３００が複数のマークを含む場合、マークごとに光線が透過する位置が異なるため、マークごとに補正テーブルを作成する必要がある。
【００３２】
照明系１１０の瞳分布の計測時は、制御部１９０によってＳｔｅｐ１１０１〜１１０５が実行される。Ｓｔｅｐ１１０１では、レチクルステージ１２０とウエハステージ１５０を駆動して、レチクル側パターン４００とウエハ側パターン３００との位置合わせがなされる。Ｓｔｅｐ１１０２では、計測に使用する照明モードが照明系１１０に設定される。Ｓｔｅｐ１１０３では、照明系１１０の瞳分布が計測される。Ｓｔｅｐ１１０４では、Ｓｔｅｐ１００３で作成された補正テーブルを用いて、Ｓｔｅｐ１１０３で計測された瞳分布が補正される。Ｓｔｅｐ１１０５では、Ｓｔｅｐ１１０４で補正された瞳分布を用いて、計測した照明モードのテレセンやσ値などの解析が行われる。
【００３３】
制御部１９０は、上記のようにして計測器２００による計測結果に含まれる照明モードに依存する誤差（計測誤差）を補正し、その補正された計測結果に基づいて光学特性を評価する。そして、制御部１９０は、その評価結果に基づいて照明系１１０および投影光学系１４０の少なくとも一方を調整しうる。
【００３４】
高ＮＡの露光装置では、解像力向上の効果を得るために、回折光がＳ偏光となるように設定された偏光照明モードが使用されうる。偏光照明モードは、照明系１１０によって提供される。光源が発生する光の偏光状態は、位相板によって目的とする偏光状態に変換されうる。位相板の下流側の光学素子においては、硝材の複屈折を小さく抑えることによって偏光度が維持されうる。また、別の方法では、直線偏光フィルターを用いて照明光の中から特定の偏光のみが切り出されうる。
【００３５】
図４は、照明系１１０の瞳および投影光学系１４０の瞳における光強度分布（有効光源分布）および偏光方向を例示している。照明モード５００は、無偏光のダイポールＸ照明である。照明モード５１０は、ポールがＹ方向に平行な振動方向を持ち、ウエハに対してＳ偏光が入射するＹ偏光のダイポールＸ照明である。照明モード５２０は、Ｘ偏光のダイポールＹ照明モードである。照明モード５３０は、Ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ偏光のクロスポール照明モードである。照明モード５４０と５５０は、Ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ偏光の輪帯照明である。ここで、照明モード５４０は４分割の位相板で実現され、照明モード５５０は８分割の位相板で実現されている。照明モード５６０は、輪帯照明の一部が欠けている照明モードである。Ｘ方向とＹ方向のポールで開口角が異なり、Ｘ方向に並ぶポールはＹ偏光、Ｙ方向に並ぶポールはＸ偏光になっている。照明モード５７０は、同心円状と垂直方向に振動方向を持ち、輪帯照明モードである。有効光源分布（照明系または投影光学系の瞳における光強度分布）と偏光状態（偏光方法）との組み合わせの数に相当する種々の照明モードがありうる。
【００３６】
この実施形態では、照明モードに応じて選択される補正テーブルが計測器２００による計測結果（光強度分布）を補正するために使用されうる。補正テーブルは、照明モードに対応付けて予め準備され、制御部１９０内のメモリ、または、制御部１９０がアクセス可能なメモリに格納されうる。ここで、１つの補正テーブルが少なくとも１つの照明モードに対応付けられうる。
【００３７】
図５に模式化された補正テーブルが例示されている。無偏光の照明モード５００では、無偏光の補正テーブル６００が使用されうる。ここで、使用される光が無偏光であっても、計測器２００は透過率分布を有しうるので、計測器２００によって計測された結果（透過率）が補正テーブル６００を用いて補正されうる。
【００３８】
照明モード（Ｙ偏光のＸダイポール）５１０では、２分割された補正テーブル６１０が使用されうる。照明モード（Ｘ偏光のＹダイポール）５２０では、補正テーブル６２０が使用されうる。瞳が４分割された照明モード５３０および５４０では、補正テーブル６３０が使用されうる。瞳が８分割された照明モード５５０では、８分割された補正テーブル６４０が使用されうる。非対称な４分割の照明モード５６０でも、照明モードの偏光状態に合わせた補正テーブル６５０が使用されうる。ウエハに入射する偏光がＰ偏光となるが、照明モード５７０では、補正テーブル６６０が使用されうる。
【００３９】
図４で例示されるような様々な照明モードにおいて光学特性が計測されうるが、瞳の各座標に対して計測器２００のＰ偏光透過率およびＳ偏光透過率が既知であれば、補正テーブルの作成が可能である。Ｐ偏光透過率とＳ偏光透過率との平均値によって無偏光の補正テーブル６００を作成することができる。図６には、補正テーブルの作成方法を説明するための図である。補正テーブル６３０において、Ｘ軸およびＹ軸では完全なＳ偏光である。しかし、Ｘ軸およびＹ軸以外では、計測器２００に入射する光は完全なＳ偏光ではない。瞳座標（ＮＡＸ，ＮＡＹ）における偏光補正量（ＮＡＸ，ＮＡＹ）は、Ｘ軸からの回転方向をθ（−４５°≦θ≦＋４５°）とすると、（１）式で与えられる。ここで、Ｓ偏光透過率（ＮＡＸ，ＮＡＹ）は、瞳座標（ＮＡＸ，ＮＡＹ）におけるＳ偏光透過率であり、Ｓｔｅｐ１００２で計算される。Ｐ偏光透過率（ＮＡＸ，ＮＡＹ）は、瞳座標（ＮＡＸ，ＮＡＹ）におけるＰ偏光透過率であり、Ｓｔｅｐ１００１で計算される。
【００４０】
偏光補正量（ＮＡＸ，ＮＡＹ）＝Ｓ偏光透過率（ＮＡＸ，ＮＡＹ）×ＣＯＳθ＋Ｐ偏光透過率（ＮＡＸ，ＮＡＹ）×ＳＩＮθ・・・（１）式
瞳座標（ＮＡＸ，ＮＡＹ）において偏光方向（振動方向）がＸ方向に沿った偏光をＳ偏光とし、Ｙ方向に沿った偏光をＰ偏光とすることができる。また、補正テーブル６３０の破線上（θ＝±４５°）では、Ｓ偏光とＰ偏光が１対１となり、無偏光の取り扱いになる。他の補正テーブルも同様に、入射する光の振動方向に対して、Ｓ偏光とＰ偏光の比率を求めることで、瞳座標の各点の偏光補正量を算出できる。
【００４１】
ここまでは、Ｓ偏光およびＰ偏光の合計に占めるＳ偏光の比率、即ち偏光度が１００％であるものと仮定して説明してきた。しかし、実際の照明光（露光光）では、１００％の偏光度を得ることは難しい。計測器２００の光センサ２５０に入射する光は、照明光（露光光）の偏光度が変化すれば影響を受ける。そこで、照明モードに対応する偏光度を予め計測しておくことで、偏光補正量をより正確に算出することができる。瞳座標（ＮＡＸ，ＮＡＹ）におけるＳ偏光比率を偏光度（ＮＡＸ，ＮＡＹ）［％］とすると、偏光度を考慮した偏光補正量（ＮＡＸ，ＮＡＹ）は、（２）式によって与えられる。
【００４２】
偏光補正量（ＮＡＸ，ＮＡＹ）＝偏光度（ＮＡＸ，ＮＡＹ）／１００×Ｓ偏光透過率（ＮＡＸ，ＮＡＹ）×ＣＯＳθ＋（１００−偏光度（ＮＡＸ，ＮＡＹ））／１００×Ｐ偏光透過率（ＮＡＸ，ＮＡＹ）×ＳＩＮθ・・・（２）式
計測器２００の設計値に基づいて、又は、該計測値のほかに偏光度の計測値に基づいて偏光透過率を計算し偏光補正テーブルを作成する方法を示したが、別の方法で補正テーブルを作成することも考えられる。計測器２００の単体検査時に、理想的なＰ偏光、Ｓ偏光を計測器２００に入射させて、この際の光センサ２５０の出力に基づいてＰ偏光、Ｓ偏光の補正テーブルを作成することができる。この方法は、光センサ２５０の偏光透過率を設計値から求めることが困難な場合に有用である。
【００４３】
この実施形態によれば、計測器２００による計測結果を補正テーブルに基づいて補正することによって、偏光照明モードにおいても光学特性を高精度に計測することができる。これは、例えば、制御部１９０による各偏光照明モードにおける最適な露光条件の決定のために有用である。計測器２００を使って計測された有効光源分布は、光学像性能シミュレーションに用いられてもよい。
【００４４】
［第２実施形態］
本発明の第２の実施形態では、計測器２００を用いて偏光照明モードにおける光学特性を計測する際に、計測器２００および投影光学系１４０の偏光透過率情報に基づいて計測器２００による計測結果を補正する。これにより、レチクル面（物体面）における光学特性を偏光照明モードにおいても高精度に計測することができる。
【００４５】
図３を参照しながら第２実施形態における光学特性の測定方法を説明する。Ｓｔｅｐ１００１では、計測器２００および投影光学系１４０を構成する部品に関する情報に基づいて、計測器２００および投影光学系１４０におけるＰ偏光透過率が計算される。Ｓｔｅｐ１００２では、Ｓｔｅｐ１００１と同様に、計測器２００および投影光学系１４０におけるＳ偏光透過率が計算される。Ｓｔｅｐ１００３では、計測器２００および投影光学系１４０におけるＰ偏光透過率とＳ偏光透過率に基づいて補正テーブルが作成される。ここで、Ｓｔｅｐ１００１〜１００３は、例えば、計測器２００および投影光学系１４０の設計値等に基づいてシミュレータを使って実行されうる。照明系１１０の瞳分布の計測（Ｓｔｅｐ１１０１〜１１０５）については、第１実施形態と同様である。
【００４６】
ここで、Ｓｔｅｐ１００１〜Ｓｔｅｐ１００３において、第１実施形態と異なる点について捕捉する。偏光透過率に誤差を発生させる場所は、ウエハ側パターン３００（ガラス基板２３０の入射面）、平凸レンズ２４０の射出面、光センサ２５０の入射面、投影光学系１４０である。計測器２００および投影光学系１４０の偏光透過率は、計測器２００の偏光透過率と投影光学系１４０の瞳座標における偏光透過率を求めて、それらを掛け合わせることによって求めることができる。計測器２００および投影光学系１４０の偏光透過率が求まれば、第１実施形態と同様に、照明モードごとに補正テーブルを作成することができる。
【００４７】
露光光は、物体面（レチクル面）に配置されているレチクル側パターン４００でも偏光透過率差を受ける。しかし、投影光学系１４０の投影倍率により、レチクル側パターン４００への入射面では、入射角度が小さい。偏光透過率差への影響が小さいため、第２実施形態では、その影響を無視している。勿論、レチクル側パターン４００の偏光透過率差の影響を補正することができるのは明らかである。
【００４８】
計測器２００および投影光学系１４０の設計値から偏光透過率を計算する方法を説明した。しかし、投影光学系１４０の偏光透過率は、温度や光学素子を押さえる力などの環境や、露光装置本体への搭載時に変化する可能性がある。そのため、投影光学系１４０を透過する露光光の偏光状態を計測する機能が露光装置に搭載されている。投影光学系１４０を透過する露光光の偏光状態の計測結果を、投影光学系１４０の偏光透過率の値にフィードバックすることが考えられる。これにより、投影光学系１４０の経時変化に影響を受けずに、レチクル面における光学特性を高精度に計測することができる。
【００４９】
設計値、構成部品の検査結果、偏光状態の計測結果を用いる他に、計測器２００で直接に偏光透過率を計測する方法もある。露光装置において理想的なＰ偏光、Ｓ偏光を生成することで、投影光学系１４０および計測器２００における偏光透過率を考慮した補正テーブルが作成することができる。図７には、レチクル側パターン４００が例示されている。図７（ａ）に示されたレチクル側パターン４００は、露光光の波長以下の幅を有するスリットがＸ方向に配列されたパターン４１０を含む。スリットの間隔は、隣り合うスリットを通過した光が干渉しない距離に設計される。図７（ａ）に示されたレチクル側パターン４００を振動方向がＹ方向に沿った偏光照明モードと無偏光照明モードで照明する。偏光照明モード時は、スリットからＸ方向にＳ偏光の理想回折光が飛び、無偏光照明モード時は、スリットからＸ方向に無偏光の理想回折光が飛ぶ。計測器２００で、Ｓ偏光と無偏光の理想回折光の光量をそれぞれ計測し、それらの間の比率を計算することで、Ｘ方向に配列されたスリットにＰ偏光およびＳ偏光が入射した場合における偏光透過比率が求まる。同様に、図７（ｂ）に示されたレチクル側パターン４００を用いて、Ｙ方向に配列されたスリットにＰ偏光、Ｓ偏光が入射した場合の偏光透過比率が求まる。図７（ｂ）に示されたレチクル側パターン４００は、露光光の波長以下の幅を有するスリットがＹ方向に配列されたパターン４２０を含む。投影光学系１４０および計測器２００の偏光透過比率が求まれば、それを用いて補正テーブルを作成することができる。図７では、Ｘ方向とＹ方向で説明したが、４５°方向、１３５°方向、又はそれ以外の方向のパターンを用いてもよい。
【００５０】
以上のように、第２の実施形態では、計測器２００を用いて偏光照明モードを計測する際、瞳座標において計測器２００および投影光学系１４０の偏光透過率を補正する補正テーブルを作成する。そして、この補正テーブルを用いて計測器２００による計測結果（分布）を補正することにより、レチクル面における光学特性を偏光照明モードでも高精度に計測することができる。
【００５１】
［応用例］
つぎに、本発明の一実施形態のデバイス（半導体デバイス、液晶表示デバイス等）の製造方法について説明する。ここでは、半導体デバイスの製造方法を例に説明する。
【００５２】
半導体デバイスは、ウエハに集積回路を作る前工程と、前工程で作られたウエハ上の集積回路チップを製品として完成させる後工程を経ることにより製造される。前工程は、前述の露光装置を使用して感光剤が塗布されたウエハを露光する工程と、ウエハを現像する工程を含む。後工程は、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）と、パッケージング工程（封入）を含む。なお、液晶表示デバイスは、透明電極を形成する工程を経ることにより製造される。透明電極を形成する工程は、透明導電膜が蒸着されたガラス基板に感光剤を塗布する工程と、前述の露光装置を使用して感光剤が塗布されたガラス基板を露光する工程と、ガラス基板を現像する工程を含む。
【００５３】
本実施形態のデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。
【００５４】
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ず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【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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