(57)【要約】【課題】  被検光学系の瞳面透過率分布測定を高精度に行う測定装置、この測定装置を用いた露光装置およびその露光装置を用いたデバイス製造方法を提供する。【解決手段】  露光装置に備え得る測定装置は、凹球面状ミラー１３からの反射光および回転する球状物体１０からの反射光から、強度分布測定手段であるＣＣＤカメラ９により、投影光学系６を透過しない状態の基準光の強度分布を測定する。投影光学系６下の凹球面状ミラー７からの反射光および投影光学系６下の回転する球状物体１０からの反射光から、強度分布測定手段により、投影光学系６を透過した測定光の強度分布を測定する。演算手段４２により、前記強度分布測定手段による前記強度分布の測定結果から投影光学系６の瞳面内透過率分布を演算する。【選択図】図１
2008102100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検光学系の瞳面内透過率の測定装置において、
回転可能な球状物体と、
前記球状物体を回転させる回転機構と、
回転する前記球状物体からの反射光を利用して、前記被検光学系を透過した測定光の強度分布および前記被検光学系を透過しない状態の基準光の強度分布を測定する強度分布測定手段と、
前記強度分布測定手段による前記強度分布の測定結果から前記被検光学系の瞳面内透過率分布を演算する演算手段と、を有することを特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記球状物体および前記回転機構は、前記被検光学系の入射側に配置され、
前記球状物体の回転を利用し、複数の前記強度分布の測定結果から、前記基準光の前記強度分布を平均する基準光の平均化手段を有することを特徴とする請求項１記載の測定装置。
【請求項３】
前記演算手段は、請求項２記載の測定装置で測定した前記基準光の前記強度分布より、前記基準光を測定する手段の透過率分布を算出し、前記被検光学系の透過率分布を演算することを特徴とする測定装置。
【請求項４】
前記球状物体と前記回転機構は、前記被検光学系の出射側に配置され、
前記球状物体の回転を利用し、複数の前記強度分布の測定結果から、前記測定光の前記強度分布を平均する測定光の平均化手段を有することを特徴とする請求項１記載の測定装置。
【請求項５】
前記演算手段は、請求項４記載の測定装置で測定した前記測定光の光強度より、前記測定光を測定する手段の透過率分布を算出し、前記被検光学系の透過率分布を演算することを特徴とする測定装置。
【請求項６】
前記球状物体の反射光を平均する平均化手段は、前記球状物体の回転、回転停止、撮像を複数回繰返して前記反射光を撮像し、前記球状物体の反射光を平均することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の測定装置。
【請求項７】
前記球状物体の反射光を平均する平均化手段は、撮像素子が前記強度分布の画像を一枚撮像する間に前記球状物体を回転し、前記球状物体の反射光を平均することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の測定装置。
【請求項８】
前記基準光または前記測定光を測定する手段の前記透過率分布から凹球面ミラーの反射率分布を算出し、前記凹球面ミラーの反射率分布により、前記瞳面内の透過率分布を計算することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の測定装置。
【請求項９】
前記被検光学系の前記瞳面内の透過波面を測定する干渉計を有する請求項１記載の測定装置。
【請求項１０】
前記球状物体と前記回転機構は被検光学系の入射側に配置され、前記球状物体の回転を利用し、複数の前記強度分布の測定結果から、前記基準光の前記強度分布を平均することを特徴とする請求項９記載の測定装置。
【請求項１１】
前記被検光学系の前記瞳面内の透過率分布の演算手段は、請求項１０記載の測定装置で測定された前記基準光の前記強度分布より、前記基準光を測定する手段の透過率分布を算出し、前記被検光学系の透過率分布を演算することを特徴とする測定装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれかに記載の測定装置を有することを特徴とする露光装置。
【請求項１３】
前記球状物体および前記回転機構は、前記被検光学系の出射側のウェハステージあるいは前記ウェハステージに併設されたステージ上に配置されていることを特徴とする請求項１２記載の露光装置。
【請求項１４】
請求項１２又は１３記載の露光装置を用いてウェハを露光する工程と、
前記ウェハを現像する工程とを備え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、測定装置、露光装置およびデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の被検光学系の瞳面内透過率分布の測定方法について図１３を用いて説明する。
まず基準光の強度測定方法について説明する。図１３に示す光源１を射出した光束はレンズ３１を透過してハーフミラー２を反射し、ビームエキスパンダ１２、ミラー３２，３３を経て集光レンズ５に至る。ここで、基準光の強度測定の際には、集光レンズ５の直後に凹球面状ミラー１３を配置する。
集光レンズ５から射出し、凹球面状ミラー１３で反射した光束は、ハーフミラー２を透過して、空間フィルタ８、レンズ３０を経てＣＣＤカメラ９上で基準光強度分布Ｉｒｓａ（ｘ，ｙ）を形成する。
【０００３】
次に測定光の強度分布測定方法について説明する。
図１３に示すように凹球面状ミラー１３の代わりに被検光学系６を配置する。基準光の強度測定の際と同様に、光源１を射出した光束を集光レンズ５に到らせ、更に、被検光学系６を透過した光束は、凹球面状ミラー７で反射する。反射光束は、被検光学系６，ハーフミラー２などを透過して、ＣＣＤカメラ９上で測定光強度分布Ｉｒｓｂ（ｘ，ｙ）を形成する。
上記測定結果より被検光学系６の瞳面内透過率分布を計算する。
ここで入射光強度Ｉ０、測定装置のみの透過率分布Ｔｓｙｓ（ｘ，ｙ）、凹球面状ミラー１３の反射率をＲｒｓａとすると、基準光強度分布Ｉｒｓａ（ｘ，ｙ）は以下の式（１）で表される。
Ｉｒｓａ（ｘ，ｙ）＝Ｔｓｙｓ（ｘ，ｙ）×Ｒｒｓａ×Ｉ０…（１）
同様に被検光学系６の透過率分布をＴｌｅｎｓ（ｘ，ｙ）、凹球面状ミラー７の反射率をＲｒｓｂとすると、凹球面状ミラー７からの反射光である測定光強度分布Ｉｒｓｂ（ｘ，ｙ）は以下の式（２）で表される。
Ｉｒｓｂ（ｘ，ｙ）＝Ｔｓｙｓ（ｘ，ｙ）
×Ｔｌｅｎｓ（ｘ，ｙ）2×Ｒｒｓｂ×Ｉ０…（２）
【０００４】
よって被検光学系６の透過率分布は以下の式（３）で表される。
Ｔｌｅｎｓ（ｘ，ｙ）＝（Ｒｒｓａ／Ｒｒｓｂ）１／２
×（Ｉｒｓａ（ｘ，ｙ）／Ｉｒｓｂ（ｘ，ｙ））１／２
＝Ｃｏｎｓｔ×（Ｉｒｓｂ（ｘ，ｙ）／Ｉｒｓａ（ｘ，ｙ））１／２…（３）
ここでＲｒｓａ、Ｒｒｓｂは事前に反射率測定器等により測定した結果の代表点である。
ただし、通常反射測定器の測定光束が小さく分布計測は不可能であり一定と仮定している。
以上の方法で従来は被検光学系６の瞳面内透過率分布を測定していた。
【０００５】
上記例は測定光を被検光学系内で往復させる方式であるが、被検光学系透過光を測定する方式も提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−１５８８２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の方法では図１３に示す凹球面状ミラー１３と凹球面状ミラー７に反射率分布が存在しないという仮定で計算していた。
このため、２つの凹球面状ミラー７，１３に反射率分布が存在する場合、これらの反射率分布に起因して測定誤差が発生してしまい高精度な透過率分布を測定することができなかった。
そこで、本発明は、被検光学系の瞳面透過率分布測定を高精度に行うことができる測定装置を提供することを例示的な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明の一側面としての測定装置は、被検光学系の瞳面内透過率の測定装置において、回転可能な球状物体と、前記球状物体を回転させる回転機構と、回転する前記球状物体からの反射光を利用して、前記被検光学系を透過した測定光の強度分布および前記被検光学系を透過しない状態の基準光の強度分布を測定する強度分布測定手段と、前記強度分布測定手段による前記強度分布の測定結果から前記被検光学系の瞳面内透過率分布を演算する演算手段とを有することを特徴とする。
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付の図面を参照して説明される好ましい実施例等によって明らかにされる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の測定装置によれば、被検光学系の瞳面透過率分布測定を高精度に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を、その実施例に基づいて、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は、本発明の実施例１の測定装置の基本的な構成を示す概略構成図である。実施例１では被検光学系として、露光装置の投影光学系６を想定している。投影光学系としては、屈折系や反射屈折系や反射系を用いることができる。
なお、図１においては図１３に示す部分と同一部分には同一の符号を付して説明を簡略化若しくは省略する。
実施例１の測定装置は、回転可能な球状物体１０と、球状物体１０を回転させる回転機構１１と、を有する。
さらに、実施例１の測定装置は、被検光学系である投影光学系６を透過した測定光の強度分布および被検光学系を透過しない状態の基準光の強度分布を測定する強度分布測定手段としてのＣＣＤカメラ９を有する。
実施例１の測定装置は、強度分布測定手段による強度分布の測定結果から被検光学系である投影光学系６の瞳面内透過率分布を演算する演算手段４２を有する。
さらに、実施例１の測定装置は、投影光学系６を通過した光を反射する凹球面状ミラー７を有する。
【００１１】
まず、凹球面状ミラー１３の反射率分布Ｒｒｓａ（ｘ，ｙ）を求める。そして、光源１からの光を凹球面状ミラー１３に導き、凹球面状ミラー１３で反射された光をＣＣＤカメラ９まで導く導光光学系の透過光強度分布Ｉｓｙｓ（ｘ，ｙ）を求める。なお、導光光学系は、集光レンズ５，ミラー３３，ミラー３２，ビームエキスパンダ１２，ハーフミラー２，レンズ３０，及びレンズ３１を含む。
図１に示す光源１を射出した光束は、ハーフミラー２を反射し、集光レンズ５に至る。集光レンズ５からの光束を投影光学系に入射させる代わりに凹球面状ミラー１３に入射させると、凹球面状ミラー１３で反射した光束は、導光光学系によってＣＣＤカメラ９上で基準光強度分布Ｉｒｓａ（ｘ，ｙ）を形成する。
この基準光強度分布Ｉｒｓａ（ｘ，ｙ）は、ＣＣＤカメラ９で測定する。
【００１２】
次に図２に示すように、投影光学系６の入射側、すなわち集光レンズ５の直後に凹球面状ミラー１３の代わりに球状物体１０と球状物体１０を回転する回転機構１１を配置する。
このとき集光レンズ５の集光点と球状物体１０の中心とを一致させる。
球状物体１０からの反射光も導光光学系によってＣＣＤカメラ９上に導かれ、球状物体１０の反射光強度分布Ｉｂａｌｌａ（ｘ，ｙ）を形成する。
この球状物体１０の反射光強度分布Ｉｂａｌｌａ（ｘ，ｙ）もＣＣＤカメラ９で測定する。
球状物体１０の反射光を計測しているとき、回転機構１１で球状物体１０を回転させて球状物体１０の複数領域で反射した光強度分布Ｉｂａｌｌａ（ｘ，ｙ）を強度分布測定手段であるＣＣＤカメラ９で測定する。
球状物体１０からの反射光強度分布を平均化することで球状物体１０の反射率分布を除去した導光光学系光の透過光強度分布Ｉｓｙｓ（ｘ，ｙ）を取得することができる。
【００１３】
凹球面状ミラー１３及び導光光学系を通過した基準光強度分布Ｉｒｓａ（ｘ，ｙ）と導光光学系の透過光強度分布Ｉｓｙｓ（ｘ，ｙ）とを用いて、凹球面状ミラー１３の反射率分布Ｒｒｓａ（ｘ，ｙ）を求める。
凹球面状ミラー１３の反射率分布Ｒｒｓａ（ｘ，ｙ）は以下のように表すことができる。
Ｒｒｓａ（ｘ，ｙ）＝Ｃｏｎｓｔ
×Ｉｒｓａ（ｘ，ｙ）／Ｉｓｙｓ（ｘ，ｙ）…（４）
演算手段４２は、上記式（４）を計算し、計算した凹球面状ミラー１３の反射率分布Ｒｒｓａ（ｘ，ｙ）を記憶装置又はメモリ４４に登録しておく。
次回測定では、登録した凹球面状ミラー１３の反射率分布から導光光学系の透過光強度分布Ｉｓｙｓ（ｘ，ｙ）の分布を補正することができる。このことで測定時間を短縮することが可能となる。
【００１４】
図１に示す凹球面状ミラー７の反射率分布Ｒｒｓｂ（ｘ，ｙ）は以下の方法で求める。
まず、集光レンズ５の後ろに被検光学系である投影光学系６と凹球面状ミラー７を配置する。
集光レンズ５を透過した光は投影光学系６も通過し、凹球面状ミラー７に至る。
凹球面状ミラー７の反射光は、投影光学系６を再び通過して、導光光学系によってＣＣＤカメラ９上で測定光強度分布Ｉｒｓｂ（ｘ，ｙ）を形成する。
次に図３に示すように、投影光学系６の出射側に、凹球面状ミラー７の代わりに球状物体１０と球状物体１０を回転する回転機構１１を配置する。
このとき投影光学系６の集光点と球状物体１０の中心が一致する関係にする。
【００１５】
球状物体１０の反射光も、投影光学系６及び導光光学系を通過してＣＣＤカメラ９上に反射光強度分布Ｉｂａｌｌｂ（ｘ，ｙ）を形成する。
この球状物体１０の反射光強度分布Ｉｂａｌｌｂ（ｘ，ｙ）をＣＣＤカメラ９で測定する。
このときも球状物体１０の反射光を平均する測定光の平均化手段４３は、例えば、ＣＣＤカメラ９の撮像素子が前記強度分布の画像を一枚撮像する間の球状物体１０の回転に伴い球状物体１０の反射光を平均する。
球状物体１０を回転させて反射光強度分布を平均化手段４３で平均することで球状物体１０の反射率分布を除去した反射光分布Ｉｌｅｎｓ（ｘ，ｙ）を取得することができる。
これは投影光学系６の往復分と導光光学系の透過光強度分布を表している。
強度分布測定手段であるＣＣＤカメラ９により凹球面状ミラー７の投影光学系６を透過した反射率分布Ｒｒｓｂ（ｘ，ｙ）を測定する。
凹球面状ミラー７の投影光学系６を透過した反射率分布Ｒｒｓｂ（ｘ，ｙ）は以下のように表すことができる。
Ｒｒｓｂ（ｘ，ｙ）＝
Ｃｏｎｓｔ×Ｉｒｓｂ（ｘ，ｙ）／Ｉｌｅｎｓ（ｘ，ｙ）…（５）
【００１６】
演算手段４２は、上記式（５）を計算し、凹球面状ミラー７の測定光反射率分布Ｒｒｓｂ（ｘ，ｙ）を求める。
以上のように凹球面状ミラー１３と凹球面状ミラー７の反射率分布を求める。
これにより、投影光学系６の瞳面内透過率分布Ｔｌｅｎｓ（ｘ，ｙ）は、測定光強度分布である測定光反射率分布と基準光強度分布である基準光反射率分布より以下の式で表すことができる。
Ｔｌｅｎｓ（ｘ，ｙ）＝
Ｃｏｎｓｔ×（Ｒｒｓａ（ｘ，ｙ）／Ｒｒｓｂ（ｘ，ｙ）））））１／２
×（Ｉｒｓｎｂ（ｘ，ｙ）／Ｉｒｓａ（ｘ，ｙ））１／２…（６）
演算手段４２は、上記式（６）を計算し、投影光学系６の瞳面内透過率分布Ｔｌｅｎｓ（ｘ，ｙ）を求め、例えば不図示のディスプレイ等に表示する。
よって凹球面状ミラー１３と凹球面状ミラー７の反射率分布について、従来一定値としていたのに対して、本発明の実施例１では反射率分布を測定し補正できる。
このため、被検光学系である投影光学系６の瞳面内透過率分布を高精度に測定し求めることができる。
なお、球状物体１０の反射光を平均する平均化手段４３は、回転機構１１を制御して球状物体１０の回転、回転停止、撮像を複数回繰返して前記反射光を撮像し、これにより球状物体１０の反射光を平均するという構成も好ましい。
【実施例２】
【００１７】
次に、図４を参照して、本発明の実施例２を説明する。
実施例２では、集光レンズ５を最終面の曲率半径と最終面−焦点間の距離が等しい、所謂ＴＳレンズとしたフィゾー型の干渉計５１に瞳面内透過率分布測定機能を有する透過率分布測定器５２を搭載した測定装置について説明する。
なお、以下、集光レンズ５をＴＳレンズ５とする。
被検光学系の性能の重要な項目として透過波面がある。通常透過波面を評価する際、干渉計測を用いるのが最も一般的である。
そのため実施例２のように干渉計５１に透過率分布測定器５２を搭載することで別々の測定用手段を構成する必要性が無くなり、コストの面で利点がある。
【００１８】
図４は、本発明の実施例２の測定装置の構成を示す概略構成図である。
なお、図４においても、図１に示す部分と同一部分には同一符号を付して説明を簡略化若しくは省略する。
まず図４に示すように、本発明の実施例２の測定装置は、ミラー３３の直後に、ＸＹＺステージ３を設置し、ＸＹＺステージ３の光照射の下流側にピエゾアクチュエータ４を介してＴＳレンズ５を設置した構成を有する。
また、ＴＳレンズ５の直後には、基準光を得る際は、凹球面状ミラー１３を配置することが可能であり、測定光を測定する際は、被検光学系である投影光学系６を配置する。
投影光学系６の直後には、凹球面状ミラー７がＸＹＺステージ１４上に固定された状態で配置される。
【００１９】
光源１を射出した光束は、ハーフミラー２を反射し、ＴＳレンズ５に至る。光束の一部はＴＳレンズ５を透過し、凹球面状ミラー１３で反射する。
ＴＳレンズ５は最終面以外には光源１の波長に対する反射防止膜を施すことで、最終面からのみ光束の一部が反射する。
以下ＴＳレンズ５で反射される光束を参照光束、透過する光束を被検光束と称す。
この参照光束と被検光束の干渉光より被検光学系である投影光学系６の透過波面を測定する。透過率分布測定時には波面測定時に発生する干渉縞は不要となる。
【００２０】
凹球面状ミラー１３と凹球面状ミラー７の反射率分布の測定方法は実施例１と同様のため、ここでは干渉縞の除去方法について説明する。
まず、ＴＳレンズ５はＴＳレンズ焦点と凹球面状ミラー１３の曲率中心が一致するように配置する。
その状態から空間フィルタ８を光軸垂直方向にΔｓｐｆ、ＴＳレンズ５もＸＹＺステージ３を駆動して光軸方向に垂直にΔ分ずらして、被検光束のみを空間フィルタ８を透過させる。
ここで、ＴＳレンズ５の焦点距離をＦｔｓ、ビームエキスパンダ１２の焦点距離をＦｅｘｐとすると、空間フィルタ８のずらし量ΔｓｐｆとＴＳレンズ５のずらし量Δは以下の関係で表される。
Δｓｐｆ＝２×Δ×Ｆｅｘｐ／Ｆｔｓ…（７）
【００２１】
図５は、ずらし量Δｓｐｆを用いて被検光束８ｂと参照光束８ｃを行う際の空間フィルタ８の近傍を示す拡大図である。
図５において１点鎖線は測定光学系の光軸を示しており、参照光束８ｃの計測時には、図５（ａ）に示すように、空間フィルタ８の開口８ａの中心は、測定光学系の光軸上にある。
一方、被検光束８ｂの測定時には、図５（ｂ）に示すように、空間フィルタ８をΔｓｐｆシフトさせることにより、被検光束８ｂの位置に空間フィルタ８の開口８ａの中心を移動させ、参照光束８ｃを遮光し、被検光束８ｂのみを透過させる。
以上の方法を用いて被検光束８ｂと参照光束８ｃを分離することで、ＣＣＤカメラ９上で被検光強度分布である測定光強度分布Ｉｒｓａ（ｘ，ｙ）を形成することが可能となる。
【００２２】
以上で被検光の分離方法の説明は終了である。
凹球面状ミラー１３の代わりに球状物体を配置した場合も、同様の方法で干渉縞を除去することができる。
このため、凹球面状ミラー１３の反射率分布は実施例１と同様の方法で補正できる。
また図４に示す凹球面状ミラー７の被検光測定にも同様の方法を用いる。凹球面状ミラー７もＸＹＺステージ１４に設定され反射光をずらした空間フィルタ８を通す場合、光軸垂直方向にΔｒｓｂずらす。
投影光学系６の横倍率をβｌｅｎｓとすると空間フィルタ８のずらし量Δｓｐｆと凹球面状ミラー７のずらし量Δｒｓｂの関係は以下の式で表される。
Δｓｐｆ＝２×Δｒｓｂ／βｌｅｎｓ×Ｆｅｘｐ／Ｆｔｓ…（８）
凹球面状ミラー７の代わりに球状物体を配置した場合も、同様の方法で干渉縞を除去することができる。
このため、凹球面状ミラー７の測定光反射率分布Ｒｒｓｂ（ｘ，ｙ）は実施例１と同様の方法で補正可能となる。
以上の方法で２つの凹球面状ミラー７，１３の反射率分布を測定できるため、実施例１と同様の方法で高精度に投影光学系６の瞳面内透過率分布を測定できる。
【実施例３】
【００２３】
次に、図７を参照して、本発明の実施例３を説明する。
実施例２ではフィゾー型干渉計５１に瞳面内透過率分布測定機能を有する透過率分布測定器５２を搭載した装置について、空間フィルタ８を用いた干渉縞除去の方法について説明した。
実施例３では干渉縞を平均する方式を用いて被検光束と参照光束とを分離し、被検光学系の瞳面内透過率分布を測定する方法について説明する。
実施例３も実施例２と同様に構成的には図４に示す構成と同様である。
凹球面状ミラー７の曲率中心の位置が被検光学系６の結像点に一致するように、ＸＹＺステージ１４を調整する。
また、空間フィルタ８の開口８ａ中心は、測定光学系の光軸上に配置する。
上記配置によりＣＣＤカメラ９上では、被検光束と参照光束との光路長差及び投影光学系６の透過波面収差に応じて、被検光束と参照光束が干渉した干渉縞が撮像される。
物体側ＸＹＺステージ３に配置したピエゾアクチュエータ４を半波長の整数倍だけ直線駆動して、その間の積算光量を用いて被検光束の情報を算出する。
【００２４】
図６は、ピエゾアクチュエータ４の駆動と、ＣＣＤカメラ９のある画素における干渉縞の変化を示すグラフ図である。
図６（ｂ）に示すように、ピエゾアクチュエータ４の駆動量１６が波長の半整数倍になるごとに、図６（ａ）に示す干渉縞強度１５が周期的に変動する。
被検光束の光量をＩｔｅｓｔ、参照光束の光量をＩｒｅｆ、被検光束と参照光束との干渉縞のコントラストをＶ、被検光束と参照光束との光路長差をＬとすると、干渉縞強度Ｉｆｒｇは、以下の数１で表される。
【００２５】
【数１】
2008102100.tif 000003
【００２６】
従って、光路長差を波長の整数倍のみスキャンさせた際に得られる積算光量は、干渉成分が打ち消され、被検光束の光量と参照光束の光量との和となる。
実施例３では、ピエゾアクチュエータ４を駆動させることにより干渉縞の平均化を行っている。
しかし、光源１の波長を変化させることができる場合には、波長を変化させることによって干渉縞を平均化してもよい。
上記の数１で表される波長変化で干渉縞一周期の変化を与えることができる。
【００２７】
次に図７に示すようにＸＹＺステージ１４に球状物体１０と回転機構１１を搭載し、球状物体１０の中心が被検光学系である投影光学系６の結像点に一致するようにＸＹＺステージ１４を駆動する。
凹球面状ミラー７の場合と同様にピエゾアクチュエータ４を駆動させて積算光量を測定すると参照光束と被検光束の光量の和となる。
実施例３ではこのときピエゾアクチュエータ４の駆動中は球状物体１０が回転しないようにピエゾアクチュエータ４と回転機構１１を同期させる必要がある。
以上の方法で参照光束と被検光束を分離することで、２つの凹球面状ミラー７，１３の反射率分布を補正できる。
このため、実施例１と同様の方法で高精度に被検光学系である投影光学系６の瞳面内透過率分布を測定できる。
【実施例４】
【００２８】
次に、本発明の実施例４を説明する。
図８は、本発明の実施例４における実施例１の測定装置を備えた露光装置の構成の一例を示す概略構成図である。
実施例４では露光装置上に実施例１の測定装置を搭載した場合について説明する。
なお、ここでは、透過率分布測定方法については実施例１と同様のため装置構成のみ説明する。
本例の場合、露光装置に搭載された投影光学系６の瞳面内透過率分布を測定することで、稼動中の露光装置で投影光学系６の性能を確認できるという利点がある。
【００２９】
まず図８に示すように、露光装置の露光状態時の構成は、図８に示す折曲げミラー２１、２２と集光レンズ５が光路上から除去され、光源１からの光は照明系２３に至る。
照明系２３から射出された光は投影光学系６に入射し、ウェハステージ１７上のウェハ１８を露光する。
一方、実施例４での透過率分布測定時の構成は、図８に示す折曲げミラー２１、２２と集光レンズ５が光路上に挿入された状態となり、まず集光レンズ５の直後に凹球面状ミラー１３を配置する。
ここで、基準光を測定する方法について説明する。まず、光源１からの光はビームエキスパンダ２４で光束が広がりハーフミラー２を透過し、集光レンズ８に至る。
集光レンズ５の直後の凹球面状ミラー１３の反射光は、ハーフミラー２を反射して結像系２５で基準光を撮影する。
続いて凹球面状ミラー１３の代わりに球状物体１０と回転機構１１を配置した場合も同様に基準光を測定することができるため、実施例１と同様の方法で凹球面状ミラー１３の反射率分布を補正することができる。
【００３０】
次に測定光の測定方法について説明する。図８に示す集光レンズ５を透過した光束は投影光学系６に入射する。
投影光学系６を透過後の光は凹球面状ミラー７で反射し、ハーフミラー２を反射して結像系２５で測定光を撮像する。
また、凹球面状ミラー７の代わりに球状物体１９と回転機構２０を配置した場合も同様に測定光を測定できるため、凹球面状ミラー７の反射率分布も補正できる。
ここで、凹球面状ミラー７と球状物体１９と回転機構２０は露光装置のウェハステージ１７あるいは併設のステージに配置している。
なお、投影光学系６の瞳面内透過率分布の測定方法については、実施例１の場合と同様であり、詳しい説明は省略する。
以上のように、本例の露光装置は、実施例１と同様の方法で凹球面状ミラー７，１３の反射率分布を補正でき、投影光学系６の瞳面内透過率分布を高精度に測定できるため、より露光精度の信頼性を高めることができる。
【００３１】
一方、露光装置に搭載された干渉計に実施例２あるいは実施例３の透過率分布測定用の測定装置を搭載することも可能であり、図９にその構成を示す。
図９に示す露光装置の構成の具体的な説明はここでは省略し、かつ、透過率分布測定方法と干渉縞の除去方法の具体的な説明も、実施例２あるいは実施例３と同様のため省略する。
また、透過率分布測定用の測定装置を露光装置に搭載した形態として、実施例１〜３のいずれかの測定装置で反射率分布を測定した凹球面状ミラー７，１３を使用する装置を図１０に示す。
予め実施例１〜３の手法で凹球面状ミラー７，１３の反射率分布を測定し、凹球面状ミラー７，１３の反射率分布を露光装置に登録しておくことで投影光学系６の瞳面内透過率分布を補正し高精度に測定することができる。
この方法は図８に示す球状物体１０，１９、回転機構１１，２０を搭載する必要が無いため省スペース化できるという利点がある。
【００３２】
（デバイス製造方法の実施例）
次に、図１１及び図１２を参照して、上述の露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。
図１１は、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。ここでは、半導体チップの製造方法を例に説明する。
ステップＳ１（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Ｓ２（マスク製作）では設計した回路パターンに基づいてマスクを製作する。ただしステップＳ２ではレクチルを製作してもよい。
【００３３】
ステップＳ３（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Ｓ４（ウェハプロセス）は前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いて、上記の露光装置によりリソグラフィ技術を利用してウェハ上に実際の回路を形成する。
ステップＳ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップＳ４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）等の組み立て工程を含む。
ステップＳ６（検査）では、ステップＳ５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、それが出荷（ステップＳ７）される。
【００３４】
図１２は、ステップ４の上はプロセスの詳細なフローチャートである。
ステップＳ１１（酸化）では、ウェハの表面を酸化させる。
ステップＳ１２（ＣＶＤ）では、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。
ステップＳ１３（電極形成）では、ウェハに電極を形成する。
ステップＳ１４（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Ｓ１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布する。
ステップＳ１６（露光）では、上記の露光装置によってマスクの回路パターンをウェハに露光する。
ステップＳ１７（現像）では、露光したウェハを現像する。
ステップＳ１８（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Ｓ１９（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。
本発明の実施例のデバイス製造方法は、上記の露光装置を用いるため、より信頼性の高い露光精度を得て、より信頼性の高いデバイスを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施例１の測定装置の基本的構成を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施例１の測定装置における基準光の反射率分布測定時の構成を示す概略構成図である。
【図３】本発明の実施例１の測定装置における測定光の反射率分布測定時の構成を示す概略構成図である。
【図４】本発明の実施例２および実施例３の測定装置の基本構成を示す概略構成図である。
【図５】図５（ａ）は本発明の実施例２の空間フィルタを通過する参照光束および空間フィルタで遮られる被検光束を説明する説明図である。図５（ｂ）は本発明の実施例２の空間フィルタを通過する被検光束および空間フィルタで遮られる参照光束を説明する説明図である。
【図６】図６は本発明の実施例３のＣＣＤカメラ上の反射光の干渉縞強度変化とピエゾアクチュエータの駆動量との相関を示すものであり、図６（ａ）は本発明の実施例３のピエゾアクチュエータの駆動量の変化に対応する反射光の干渉縞強度の周期的な変動を示すグラフ図であり、図６（ｂ）は波長の半整数倍に増加する例のピエゾアクチュエータの駆動量の変化を示すグラフ図である。
【図７】本発明の実施例３の参照光束（測定光）測定時の構成を示す概略構成図である。
【図８】本発明の実施例４の露光装置における実施例１の測定装置を採用した場合の構成を示す概略構成図である。
【図９】本発明の実施例４の露光装置における実施例２あるいは実施例３の測定装置を採用した場合の構成を示す概略構成図である。
【図１０】本発明の実施例４の露光装置において凹球面状ミラーを使用する測定装置を採用した場合の構成例を示す概略構成図である。
【図１１】本発明の実施例の露光装置を使用したデバイス製造の実施例を説明するためのフローチャートである。
【図１２】図１１に示すフローチャートのステップ４のウェハプロセスの詳細なフローチャートである。
【図１３】従来例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００３６】
１    光源
２    ハーフミラー
３    ＸＹＺステージ
４    ピエゾアクチュエータ
５    集光レンズ
６    投影光学系（ＴＳレンズ：被検光学系）
７，１３    凹球面状ミラー
８    空間フィルタ
９    ＣＣＤカメラ
１０，１９    球状物体
１１，２０    回転機構
１２    ビームエキスパンダ
１４    ＸＹＺステージ
１５    干渉縞強度
１６    ピエゾアクチュエータの駆動量
１７    ウェハステージ
１８    ウェハ
２１，２２    折曲げミラー
２３    照明系
２４    ビームエキスパンダ
２５    結像系
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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