(57)【要約】      （修正有）【課題】短時間で被検光学系の光学性能（波面収差など）を高精度に測定する。【解決手段】被検光学系TOSの物体面に配置され、第１の径を有する複数の第１のピンホールと、前記複数の第１のピンホールの各々に対して可干渉性を有する距離で配置されて前記第１の径よりも大きい第２の径を有する複数の第２のピンホールとを含む物体側マスク20と、像面に配置され、前記複数の第１のピンホール及び前記被検光学系を通過した光束が入射するように配置されて第３の径を有する複数の第３のピンホールと、前記第３の径よりも小さい第４の径を有する複数の第４のピンホールとを含む像面側マスク30と、前記複数の第３のピンホールのうち１つのピンホールからの光束と前記複数の第４のピンホールのうち少なくとも２つのピンホールからの光束によって形成される干渉パターンを検出する検出部40とを有することを特徴とする。【選択図】図１
2008192855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検光学系の波面収差を測定する測定装置であって、
前記被検光学系の物体面に配置され、第１の径を有する複数の第１のピンホールと、前記複数の第１のピンホールの各々に対して可干渉性を有する距離で配置されて前記第１の径よりも大きい第２の径を有する複数の第２のピンホールとを含む物体側マスクと、
前記被検光学系の像面に配置され、前記複数の第１のピンホール及び前記被検光学系を通過した光束が入射するように配置されて第３の径を有する複数の第３のピンホールと、前記複数の第２のピンホール及び前記被検光学系を通過した光束が入射するように配置されて前記第３の径よりも小さい第４の径を有する複数の第４のピンホールとを含む像側マスクと、
前記複数の第３のピンホールのうち１つのピンホールからの光束と前記複数の第４のピンホールのうち少なくとも２つのピンホールからの光束によって形成される干渉パターン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】
前記複数の第１のピンホールと前記複数の第２のピンホールとは、２次元周期的に配置されることを特徴とする請求項１記載の測定装置。
【請求項３】
前記複数の第１のピンホールは、第１の方向に平行に第１の間隔で並べられた複数の第１の仮想線と、前記第１の仮想線に対して６０度の角度を有する第２の方向に平行に前記第１の間隔で並べられた複数の第２の仮想線と、前記第１の仮想線に対して６０度の角度を有する前記第２の方向とは異なる第３の方向に平行に前記第１の間隔で並べられた複数の第３の仮想線との交点に配置され、
前記複数の第２のピンホールは、前記交点が形成する２つの方向を向いた正三角形のうち一方の重心位置に配置されることを特徴とする請求項１記載の測定装置。
【請求項４】
前記物体側マスクを照明する照明光学系を更に有し、
前記照明光学系は、前記第１のピンホールからの光束と前記第１のピンホールに隣接する前記第２のピンホールからの光束のみが可干渉性を有する有効光源分布を形成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】
前記物体側マスクの入射側に配置され、前記物体側マスクを照明する光束を分割する分割部を更に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６】
前記分割部は、前記第１のピンホールからの光束と前記第１のピンホールに隣接する第２のピンホールからの光束のみが可干渉性を有するように２次元的に配置された透過部を有する回折格子であることを特徴とする請求項５記載の測定装置。
【請求項７】
光源からの光束を用いてレチクルを照明する照明光学系と、
前記レチクルのパターンを基板に投影する投影光学系と、
前記投影光学系を被検光学系として波面収差を測定する測定装置とを有し、
前記測定装置は、請求項１乃至６のうちいずれか１項に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８】
請求項７記載の露光装置を用いて基板を露光するステップと、
露光された前記基板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、光学系の光学性能を測定する測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィー（焼き付け）技術を用いて、ＩＣやＬＳＩ等の半導体デバイスやＣＣＤ等の撮像素子、液晶パネル等の表示デバイスや磁気ヘッド等の微細な半導体デバイスを製造する際、投影露光装置が従来から使用されている。投影露光装置は、レチクル（マスク）に形成されたパターンを、投影光学系を介して、ウエハ等に転写する。かかる露光装置は、レチクルのパターンを、所定の倍率で正確にウエハ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。
【０００３】
近年では、半導体デバイスの一層の微細化が進んでいるため、転写されるパターンが投影光学系の収差に対して敏感になってきている。従って、露光装置に投影光学系を組み込んだ状態で、投影光学系の光学性能（例えば、波面収差）を高精度に測定する必要がある。
【０００４】
露光装置上において投影光学系の波面収差を測定する測定装置としては、特に、省スペースを実現すると共に、可干渉性の低い光源を用いた測定装置であることが好ましい。そこで、点回折干渉計（Ｐｏｉｎｔ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ：ＰＤＩ）やシアリング干渉計（Ｓｈｅａｒｉｎｇ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ）などが従来から提案されている（特許文献１乃至３及び非特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−１５９２１３号公報
【特許文献２】特開２０００−９７６６６号公報
【特許文献３】特開２０００−１４６７０５号公報
【非特許文献１】Ｄａｎｉｅｌ  Ｍａｌａｃａｒａ，“Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｈｏｐ  Ｔｅｓｔｉｎｇ”，Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ．２３１（１９７８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＰＤＩは、被検光学系（投影光学系）の物体面側と像面側にピンホールを配置しなければならないため、干渉パターンを形成する光束の光量が著しく低下し、特に、露光装置の光源を用いる場合には、波面収差の測定が困難になってしまう。
【０００６】
一方、シアリング干渉計は、被検光学系の物体面側のみにピンホールを配置すればよいため、ＰＤＩと比較して干渉パターンを形成する光束の光量の低下を改善することができる。しかしながら、シアリング干渉計においては、測定結果（測定値）が被検光学系の波面収差の微分値となるため、測定値の絶対値が小さく、測定値が測定誤差に対して非常に敏感になってしまう。また、測定値を積分する処理が必要となるため、測定精度の劣化及び処理系の複雑化を招いてしまう。更には、被検光学系の瞳全面を一度で測定することができず、測定に長時間を要してしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、簡易な構成でありながら、短時間で被検光学系の光学性能（波面収差など）を高精度に測定することができる測定装置を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての測定装置は、被検光学系の波面収差を測定する測定装置であって、前記被検光学系の物体面に配置され、第１の径を有する複数の第１のピンホールと、前記複数の第１のピンホールの各々に対して可干渉性を有する距離で配置されて前記第１の径よりも大きい第２の径を有する複数の第２のピンホールとを含む物体側マスクと、前記被検光学系の像面に配置され、前記複数の第１のピンホール及び前記被検光学系を通過した光束が入射するように配置されて第３の径を有する複数の第３のピンホールと、前記複数の第２のピンホール及び前記被検光学系を通過した光束が入射するように配置されて前記第３の径よりも小さい第４の径を有する複数の第４のピンホールとを含む像側マスクと、前記複数の第３のピンホールのうち１つのピンホールからの光束と前記複数の第４のピンホールのうち少なくとも２つのピンホールからの光束によって形成される干渉パターンを検出する検出部とを有することを特徴とする。
【０００９】
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】
【００１０】
本発明によれば、例えば、簡易な構成でありながら、短時間で被検光学系の光学性能（波面収差など）を高精度に測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明における実施例１の測定装置１の構成を示す概略断面図である。測定装置１は、被検光学系ＴＯＳの光学性能を測定する測定装置である。測定装置１は、本実施形態では、露光装置に用いられる投影光学系を被検光学系ＴＯＳとし、かかる投影光学系の波面収差を測定する。測定装置１は、図１に示すように、照明装置１０と、第１のマスク２０と、第２のマスク３０と、検出部４０とを有する。
【００１３】
照明装置１０は、第１のマスク２０を照明し、光源部１２と、照明光学系１４とを有する。
【００１４】
光源部１２は、被検光学系ＴＯＳとしての投影光学系を用いる露光装置の光源と同様な光源を使用し、例えば、波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザーや波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーなどを光源として使用する。
【００１５】
照明光学系１４は、第１のマスク２０をケーラー照明する光学系である。照明光学系１４は、ハエの目レンズ、開口絞り、コンデンサーレンズ、スリットなどを含み、後述するように、所望の有効光源形状を形成する機能を有する。
【００１６】
第１のマスク２０は、被検光学系ＴＯＳの物体面に配置される物体側マスクである。第１のマスク２０は、図２Ａに示すように、第１の径を有する複数の小ピンホール２２と、複数の小ピンホール２２の各々に対して可干渉性を有する距離で配置されて第１の径よりも大きい第２の径を有する大ピンホール２４とを有する。なお、以下では、小ピンホール２２は、第１のマスク２０に配置される全ての小ピンホール（例えば、小ピンホール２２ａ、２２ｄ乃至２２ｆなど）を総称するものとする。同様に、大ピンホール２４は、第１のマスク２０に配置される全ての大ピンホール（例えば、大ピンホール２４ａ乃至２４ｆなど）を総称するものとする。ここで、図２Ａは、第１のマスク２０の構成を示す概略平面図である。
【００１７】
第２のマスク３０は、被検光学系ＴＯＳの像面に配置される像側マスクである。第２のマスク３０は、図３に示すように、第１のマスク２０の複数の小ピンホール２２に対応して配置されて第３の径を有する複数の大ピンホール３２を有する。具体的には、大ピンホール３２は、第１のマスク２０の小ピンホール２２及び被検光学系ＴＯＳを通過した光束が入射するように配置される。また、第２のマスク３０は、第１のマスク２０の複数の大ピンホール２４に対応して配置されて第３の径よりも小さい第４の径を有する複数の小ピンホール３４を有する。具体的には、小ピンホール３４は、第１のマスク２０の大ピンホール２４及び被検光学系ＴＯＳを通過した光束が入射するように配置される。また、第２のマスク３０において、大ピンホール３２及び小ピンホール３４は、被検光学系ＴＯＳの収差が同一とみなせる領域内に配置される。なお、以下では、大ピンホール３２は、第２のマスク３０に配置される全ての大ピンホール（例えば、大ピンホール３２ａなど）を総称するものとする。同様に、小ピンホール３４は、第２のマスク３０に配置される全ての小ピンホール（例えば、小ピンホール３４ａ乃至３４ｃなど）を総称するものとする。ここで、図３は、第２のマスク３０の構成を示す概略平面図である。
【００１８】
検出部４０は、ＣＣＤカメラ等の光電変換素子（光センサ）で構成される光撮像素子である。検出部４０は、第２のマスク３０の複数の大ピンホール３２のうち１つのピンホールからの光束と複数の小ピンホール３４のうち少なくとも２つのピンホールからの光束によって形成される干渉パターンを検出する。具体的には、検出部４０は、大ピンホール３２ａからの光束及び小ピンホール３４ａ乃至３４ｃからの光束の４つの光束によって形成される干渉パターンを１つの単位とする複数の干渉パターンを検出する。
【００１９】
以下、照明装置１０（照明光学系１４）、第１のマスク２０及び第２のマスク３０について詳細に説明する。
【００２０】
まず、照明装置１０について説明する。露光装置において、レチクルを照明する光束の空間コヒーレンスが高い場合には、レチクルに描画されたパターンを通過した光束同士が干渉し、かかるパターンをウエハ（基板）上に転写できなくなる。従って、レチクルを照明する光束の空間コヒーレンスは、ハエの目レンズなどを用いることによって下げられている。測定装置１は、露光装置上において（即ち、露光装置に搭載されて）被検光学系ＴＯＳとしての投影光学系の波面収差を測定することを目的としているため、露光装置の照明装置を照明装置１０として使用する。換言すれば、照明装置１０は、干渉計においては不利となる空間コヒーレンスが下げられた光束で第１のマスク２０を照明することになる。
【００２１】
そこで、照明装置１０は、照明光学系１４によって有効光源分布を調整し、第１のマスク２０（小ピンホール２２及び大ピンホール２４）を通過した光束の可干渉距離及び可干渉方向を制御して所望の光束同士のみを干渉させている。換言すれば、照明光学系１４は、第１のマスク２０の小ピンホール２２からの光束と、かかる小ピンホール２２に隣接する大ピンホール２４からの光束のみが可干渉性を有する有効光源分布を形成する。例えば、照明光学系１４は、図４（ａ）乃至図４（ｅ）に示すように、小ピンホール２２ａを通過した光束と小ピンホール２２ａから同じ距離だけ離れた３方向の大ピンホール２４ａ乃至２４ｃからの光束のみが可干渉性を有する有効光源分布を形成する。ここで、図４は、照明光学系１４が形成する有効光源分布の一例を示す概略平面図である。
【００２２】
可干渉性を示す定量的な値（所謂、相互強度）は、Ｖａｎ  Ｃｉｔｔｅｒｔ−Ｚｅｒｎｉｋｅの定理から、有効光源分布をフーリエ変換することで求められる。従って、照明光学系１４によって、所望の相互強度に対応する有効光源分布（例えば、図４（ａ）乃至図４（ｅ）に示す有効光源分布）を形成することができる。例えば、図４（ａ）に示す有効光源分布からは図５に示すような相互強度を得ることができ、互いに隣接する小ピンホール２２及び大ピンホール２４からの光束のみの可干渉性を高めている。なお、照明光学系１４は、上述したように、第１のマスク２０をケーラー照明するため、例えば、図５に示す相互強度は第１のマスク２０上の全照明領域で成立している。ここで、図５は、図４（ａ）に示す有効光源分布から得られる相互強度を示す図である。
【００２３】
次に、第１のマスク２０及び第２のマスク３０について説明する。第１のマスク２０の小ピンホール２２の第１の径Ｒｏｂは、被検光学系ＴＯＳの物体側の開口数をＮＡｏｂ、光源部１２からの光束の波長をλとすると、以下の数式１を満たす。換言すれば、小ピンホール２２の第１の径Ｒｏｂは、照明光学系１４の回折限界以下の径である。従って、小ピンホール２２を通過した光（透過光）の波面は、理想球面波となる。
【００２４】
（数１）
Ｒｏｂ≦０．６１×λ／ＮＡｏｂ
【００２５】
また、第２のマスク３０の小ピンホール３４の第４の径Ｒｉｍは、被検光学系ＴＯＳの像側の開口数をＮＡｉｍ、光源部１２からの光束の波長をλとすると、以下の数式２を満たす。換言すれば、小ピンホール３４の第４の径Ｒｉｍは、被検光学系ＴＯＳの回折限界以下の径である。従って、小ピンホール３４を通過した光（透過光）の波面は、理想球面波となる。
【００２６】
（数２）
Ｒｉｍ≦０．６１×λ／ＮＡｉｍ
【００２７】
第２のマスク３０において、大ピンホール３２と小ピンホール３４との間の距離ｄａは、以下の数式３を満たす。換言すれば、第１のマスク２０の大ピンホール２４の第２の径及び第２のマスク３０の大ピンホール３２の第３の径は、大ピンホール２４を通過した光束が大ピンホール３２に入射しない程度の大きさである。更に、第２のマスク３０の大ピンホール３２の第３の径は、被検光学系ＴＯＳの波面収差の情報を失わない程度に十分な大きさとなっている。
【００２８】
（数３）
ｄａ＞（第１のマスク２０の大ピンホール２４を通過した光束の像面での広がり）＋（第２のマスク３０の大ピンホール３２の半径）
【００２９】
ここで、「第１のマスク２０の大ピンホール２４を通過した光束の像面での広がり」とは、被検光学系ＴＯＳの収差及び回折による像面での強度分布の広がりである。
【００３０】
被検光学系ＴＯＳによって、第１のマスク２０の小ピンホール２２ａの像は第２のマスク３０の大ピンホール３２ａ上に、第１のマスク２０の大ピンホール２４ａ乃至２４ｃの像は第２のマスク３０の小ピンホール３４ａ乃至３４ｃ上に投影される。これにより、第１のマスク２０の小ピンホール２２ａ及び第２のマスク３０の大ピンホール３２ａを通過した光束は、被検光学系ＴＯＳの波面収差の情報のみを有する。また、第１のマスク２０の大ピンホール２４ａ乃至２４ｃ及び第２のマスク３０の小ピンホール３４ａ乃至３４ｃを通過した光束は、理想球面波となる。これら４つの光束を検出部４０上で干渉させることによって、図６に示すような６回対称の干渉パターンを得ることができる。図６を参照するに、第１のマスク２０の小ピンホール２２ａを通過した光束と大ピンホール２４ａ乃至２４ｃを通過した光束は可干渉性が高いため、コントラストの高い干渉パターンが得られている。このように、隣接する小ピンホール２２と大ピンホール２４を通過した光束同士のみが干渉し、例えば、大ピンホール２４ａ乃至２４ｃを通過した光束同士は可干渉性が低く、干渉しない。従って、第１のマスク２０の大ピンホール２４ａ乃至２４ｃを通過した光束同士の干渉による測定精度への影響はない。ここで、図６は、第１のマスク２０及び第２のマスク３０を通過した光束が形成する干渉パターンの一例を示す図である。
【００３１】
第１のマスク２０では、図２Ａに示すように、小ピンホール２２と大ピンホール２４とは、２次元周期的に配置される。詳細には、３つの小ピンホール２２（例えば、小ピンホール２２ｄ乃至２２ｆ）と３つの大ピンホール２４（例えば、大ピンホール２４ｄ乃至２４ｆ）を１つの単位として、かかるピンホールを蜂の巣状の正六角形の頂点の位置に交互に配置する。即ち、３つの小ピンホール２２は正三角形を形成するように配置され、かかる正三角形のうち、一つ飛ばしの同じ方向を向いた（図２Ａでは上向きの）正三角形の重心位置に大ピンホール２４が配置される。例えば、図２Ｂに示すように、複数の第１の仮想線Ｌ１、複数の第２の仮想線Ｌ２及び複数の第３の仮想線Ｌ３で定義される仮想空間を考える。複数の第１の仮想線Ｌ１は、第１の方向に平行に、第１の間隔で並べられている。複数の第２の仮想線Ｌ２は、第１の方向に対して６０度の角度を有する第２の方向に平行に、第１の間隔で並べられている。複数の第３の仮想線Ｌ３は、第１の方向に対して６０度の角度を有する第２の方向とは異なる第３の方向に、第１の間隔で並べられている。図２Ｂに示す仮想空間において、小ピンホール２２は、第１の仮想線Ｌ１と、第２の仮想線Ｌ２と、第３の仮想線Ｌ３との交点に配置される。また、大ピンホール２４は、第１の仮想線Ｌ１と、第２の仮想線Ｌ２と、第３の仮想線Ｌ３との交点が形成する正三角形のうち、一つ飛ばしの同じ方向を向いた（図２Ｂでは上向きの）正三角形の重心位置に配置される。これにより、小ピンホール２２及び大ピンホール２４を高密度に配置することができ、光量を増加させることができる。一方、第２のマスク３０の大ピンホール３２及び小ピンホール３４は、第１のマスク２０の小ピンホール２２及び大ピンホール２４に対応して配置する。ここで、図２Ｂは、第１のマスク２０における小ピンホール２２及び大ピンホール２４の配置を説明するための図である。
【００３２】
なお、検出部４０上では、４つの光束が距離√３ｄａの整数倍だけ３方向にずれて重ね合わされた干渉パターンを形成する。第２のマスク３０における大ピンホール３２と小ピンホール３４との間の距離ｄａは十分に小さく、ピンホール群は高密度に配置されているために測定精度が悪化することなく、光量を増加させることができる。なお、ピンホールの数を増やすことで更に光量を増加させることができるが、干渉パターンもずれて足し合わされるため、ピンホールを配置する範囲（面積）が広がるにつれてコントラストが低下してしまう。従って、第２のマスク３０のピンホール（小ピンホール３２及び大ピンホール３４）を配置する範囲は、干渉パターンピッチの１／１０以内にすることが好ましい。
【００３３】
検出部４０で得られる干渉パターンから被検光学系ＴＯＳの波面収差の位相情報を取得する際には、電子モアレ法やＦＦＴ法を使用する。これらの方法を用いれば、１つの干渉パターンから被検光学系ＴＯＳの波面収差の位相情報を取り出すことができ、被検光学系ＴＯＳの波面収差を短時間で測定することができる。例えば、電子モアレ法を用いる場合には、干渉パターンにかける電子格子は３種類であり、それぞれ１２０度異なる方向の電子格子を用いる。ＦＦＴ法を用いる場合には、干渉パターンを２次元フーリエ変換した際にフーリエ空間上で６回対称なピークが現れるため、そのうちの１２０度毎に存在する３つのピーク付近の情報を用いればよい。これにより、３つの波面収差を得られるが、測定誤差が全くない場合には、３つの波面収差は等しい。但し、実際には測定誤差があり、３つの波面収差が異なることが多いため、３つの波面収差を平均するなどして測定誤差を低減させることが好ましい。
【００３４】
また、照明光学系１４によって図７（ａ）乃至図７（ｃ）又は図８（ａ）乃至図８（ｃ）に示すような３つの有効光源分布を形成し、かかる３つの有効光源分布で第１のマスク２０を照明することで測定装置１の測定精度を向上させることができる。具体的には、図７（ａ）又は図８（ａ）に示す有効光源分布を用いて小ピンホール２２ａ（大ピンホール３２ａ）を通過した光束と大ピンホール２４ｂ（小ピンホール３４ｂ）を通過した光束との可干渉性を高めて干渉パターンを検出する。次に、図７（ｂ）又は図８（ｂ）に示す有効光源分布を用いて小ピンホール２２ａ（大ピンホール３２ａ）を通過した光束と大ピンホール２４ａ（小ピンホール３４ａ）を通過した光束との可干渉性を高めて干渉パターンを検出する。更に、図７（ｃ）又は図８（ｃ）に示す有効光源分布を用いて小ピンホール２２ａ（大ピンホール３２ａ）を通過した光束と大ピンホール２４ｃ（小ピンホール３４ｃ）を通過した光束との可干渉性を高めて干渉パターンを検出する。なお、本実施形態では、照明光学系１４が図７（ａ）乃至図７（ｃ）又は図８（ａ）乃至図８（ｃ）に示す３つの有効光源分布を形成しているが、例えば、図７（ａ）又は図８（ａ）に示す１つの有効光源分布を形成し、被検光学系ＴＯＳを回転させてもよい。ここで、図７及び図８は、照明光学系１４が形成する有効光源分布の一例を示す概略平面図である。
【００３５】
このように、実施例１の測定装置１によれば、簡易な構成でありながら、短時間で被検光学系の光学性能（波面収差など）を高精度に測定することができる。
【実施例２】
【００３６】
図９は、本発明における実施例２の測定装置１Ａの構成を示す概略断面図である。測定装置１Ａは、被検光学系ＴＯＳの光学性能を測定する測定装置である。測定装置１Ａは、本実施形態では、露光装置に用いられる投影光学系を被検光学系ＴＯＳとし、かかる投影光学系の波面収差を測定する。測定装置１Ａは、図９に示すように、照明装置１０Ａと、第１のマスク２０と、第２のマスク３０と、検出部４０と、光分割部６０とを有する。測定装置１Ａは、実施例１の測定装置１と異なり、有効光源分布ではなく光分割部６０を用いて可干渉性を制御する。
【００３７】
照明装置１０Ａは、第１のマスク２０を照明し、光源部１２と、照明光学系１４Ａとを有する。照明光学系１４Ａは、所望の有効光源分布を形成する機能を有する必要がないことだけが照明光学系１４と異なるため、ここでの詳細な説明は省略する。
【００３８】
光分割部６０は、第１のマスク２０の入射側、具体的には、照明光学系１４Ａと第１のマスク２０との間に配置され、第１のマスク２０を照明する光束を分割する。光分割部６０は、図１０に示すように、第１のマスク２０における小ピンホール２２からの光束と小ピンホール２２に隣接する大ピンホール２４からの光束のみが干渉性を有するように２次元的に配置された透過部６２Ａを有する回折格子６０Ａで構成される。なお、光分割部６０は、回折格子６０Ａに限定されず、例えば、ＣＧＨ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ  Ｈｏｌｏｇｒａｍ）を用いてもよい。ここで、図１０は、光分割部６０の一例としての回折格子６０Ａを示す概略平面図である。
【００３９】
回折格子６０Ａの透過部６２Ａのピッチ（回折格子ピッチ）をＰｇ、回折格子６０Ａと第１のマスク２０との距離をＬｇとすると、回折格子ピッチＰｇ及び距離Ｌｇは、以下の数式４を満たす。これにより、回折格子６０Ａによる可干渉性を示す相互強度は、図４（ｃ）に示す有効光源分布をフーリエ変換した値と同等となる。
【００４０】
（数４）
Ｐｇ＝（ｍ＊λ＊Ｌｇ）／（ｎ＊ｄ）
【００４１】
なお、ｄは第１のマスク２０におけるピンホール間の距離であり、λは光源部１２からの光束の波長、ｎ及びｍは定数（１、２、３・・・）である。
【００４２】
回折格子６０Ａは、±１次光を同じ可干渉性とし、０次光に対して対称な方向に±１次光を回折する。但し、第１のマスク２０の構成によって、回折格子６０Ａからの＋１次光又は−１次光の一方は遮光されるため、測定誤差とはならない。なお、回折格子６０Ａに位相シフトマスクなどを付加することによって、０次光を用いずに±１次光のみで第１のマスク２０（小ピンホール２２及び大ピンホール２４）を照明し、コントラストを向上させてもよい。
【００４３】
なお、光分割部６０として、図１１（ａ）乃至図１１（ｃ）に示す３つの回折格子６０Ｂ乃至６０Ｄを交換可能に用いる（即ち、回折格子６０Ｂ乃至６０Ｂを交換可能に配置する）ことによって測定装置１Ａの測定精度を向上させることができる。具体的には、回折格子６０Ｂを用いて小ピンホール２２ａ（大ピンホール３２ａ）を通過した光束と大ピンホール２４ｂ（小ピンホール３４ｂ）を通過した光束との可干渉性を高めて干渉パターンを検出する。次に、回折格子６０Ｃを用いて小ピンホール２２ａ（大ピンホール３２ａ）を通過した光束と大ピンホール２４ａ（小ピンホール３４ａ）を通過した光束との可干渉性を高めて干渉パターンを検出する。更に、回折格子６０Ｄを用いて小ピンホール２２ａ（大ピンホール３２ａ）を通過した光束と大ピンホール２４ｃ（小ピンホール３４ｃ）を通過した光束との可干渉性を高めて干渉パターンを検出する。なお、本実施形態では、光分割部６０として、３つの回折格子６０Ｂ乃至６０Ｄを用いているが、例えば、１つの回折格子６０Ｂを回転させて用いてもよい。ここで、図１１は、分割部６０の一例としての回折格子６０Ｂ乃至６０Ｄを示す概略平面図である。
【００４４】
このように、実施例２の測定装置１Ｂによれば、簡易な構成でありながら、短時間で被検光学系の光学性能（波面収差など）を高精度に測定することができる。
【実施例３】
【００４５】
図１２は、本発明における実施例３の測定装置１Ｂの構成を示す概略断面図である。測定装置１Ｂは、被検光学系ＴＯＳの光学性能を測定する測定装置である。測定装置１Ｂは、本実施形態では、露光装置に用いられる投影光学系を被検光学系ＴＯＳとし、かかる投影光学系の波面収差を測定する。測定装置１Ｂは、図１２に示すように、照明装置１０と、第１のマスク２０Ｂと、第２のマスク３０Ｂと、検出部４０とを有する。測定装置１Ｂは、実施例１の測定装置１と比較して、第１のマスク２０Ｂ及び第２のマスク３０Ｂが異なる。
【００４６】
第１のマスク２０Ｂは、図１３に示すように、複数の小ピンホール２２及び複数の大ピンホール２４をＸ方向及びＹ方向に有する。一方、第２のマスク３０Ｂには、図１４に示すように、第１のマスク２０Ｂの複数の小ピンホール２２及び複数の大ピンホール２４に対応して複数の大ピンホール３２及び複数の小ピンホール３４が配置される。ここで、図１３は、第１のマスク２０Ｂの構成を示す概略平面図である。図１４は、第２のマスク３０Ｂの構成を示す概略平面図である。
【００４７】
以下、照明装置１０（照明光学系１４）、第１のマスク２０Ｂ及び第２のマスク３０Ｂについて詳細に説明する。
【００４８】
まず、照明装置１０について説明する。照明装置１０は、照明光学系１４によって有効光源分布を調整し、第１のマスク２０Ｂ（小ピンホール２２及び大ピンホール２４）を通過した光束の可干渉距離及び可干渉方向を制御して所望の光束同士のみを干渉させている。照明光学系１４は、実施例３では、例えば、図１５（ａ）乃至図１５（ｃ）に示すように、小ピンホール２２ａを通過した光束と大ピンホール２４ａ及び２４ｂを通過した光束のみが可干渉性を有する有効光源分布を形成する。換言すれば、照明光学系１４は、図１５（ａ）乃至図１５（ｃ）に示す有効光源分布を用いて、第１のマスク２０ＢにおけるＸ方向及びＹ方向の所望の位置を可干渉性の高い光束で照明する。ここで、図１５は、照明光学系１４が形成する有効光源分布の一例を示す概略平面図である。
【００４９】
次に、第１のマスク２０Ｂ及び第２のマスク３０Ｂについて説明する。第１のマスク２０Ｂの小ピンホール２２の第１の径Ｒｏｂは、上述したように、数式１を満たす。従って、第１のマスク２０Ｂの小ピンホール２２を通過した光（透過光）の波面は、理想球面波となる。
【００５０】
また、第２のマスク３０Ｂの小ピンホール３４の第４の径Ｒｉｍは、上述したように、数式２を満たす。従って、第２のマスク２０Ｂの小ピンホール２２を通過した光（透過光）の波面は、理想球面波となる。
【００５１】
第２のマスク３０Ｂにおいて、大ピンホール３２と小ピンホール３４との間の距離ｄｂは、以下の数式５を満たす。換言すれば、第１のマスク２０Ｂの大ピンホール２４の第２の径及び第２のマスク３０Ｂの大ピンホール３２の第３の径は、大ピンホール２４を通過した光束が大ピンホール３２に入射しない程度の大きさである。更に、第２のマスク３０Ｂの大ピンホール３２の第３の径は、被検光学系ＴＯＳの波面収差の情報を失わない程度に十分な大きさとなっている。
【００５２】
（数５）
ｄｂ＞（第１のマスク２０Ｂの大ピンホール２４を通過した光束の像面での広がり）＋（第２のマスク３０Ｂの大ピンホール３２の半径）
【００５３】
被検光学系ＴＯＳによって、第１のマスク２０Ｂの小ピンホール２２ａの像は第２のマスク３０Ｂの大ピンホール３２ａ上に、第１のマスク２０Ｂの大ピンホール２４ａ及び２４ｂの像は第２のマスク３０Ｂの小ピンホール３４ａ及び３４ｂ上に投影される。これにより、第１のマスク２０Ｂの小ピンホール２２ａ及び第２のマスク３０Ｂの大ピンホール３２ａを通過した光束は、被検光学系ＴＯＳの波面収差の情報のみを有する。また、第１のマスク２０Ｂの大ピンホール２４ａ及び２４ｂと第２のマスク３０Ｂの小ピンホール３４ａ及び３４ｂを通過した光束は、理想球面波となる。これら３つの光束を検出部４０上で干渉させることによって、４回対称の干渉パターンを得ることができる。かかる干渉パターンは、ピッチが直交しているため、容易に解析することができる。第１のマスク２０Ｂの小ピンホール２２ａを通過した光束と大ピンホール２４ａ及び２４ｂを通過した光束は可干渉性が高いため、コントラストの高い干渉パターンが得られる。このように、Ｘ方向及びＹ方向に隣接する小ピンホール２２と大ピンホール２４を通過した光束同士が干渉し、例えば、大ピンホール２４ａ及び２４ｂを通過した光束同士は可干渉性が低く、干渉しない。従って、第１のマスク２０Ｂの大ピンホール２４ａ及び２４ｂを通過した光束同士の干渉による測定精度への影響はない。
【００５４】
検出部４０は、第２のマスク３０Ｂの大ピンホール３２ａからの光束と小ピンホール３４ａ及び３４ｂからの光束の３つの光束によって形成される干渉パターンを１つの単位とする複数の干渉パターンを検出する。なお、検出部４０上では、３つの光束が距離３ｄｂの整数倍だけＸ方向及びＹ方向にずれて重ね合わされて干渉パターンを形成する。第２のマスク３０Ｂにおける大ピンホール３２と小ピンホール３４との間の距離ｄｂは十分に小さく、ピンホール群は高密度に配置されているために測定精度が悪化することなく、光量を増加させることができる。なお、ピンホールの数を増やすことで更に光量を増加させることができるが、干渉パターンもずれて足し合わされるため、ピンホールを配置する範囲（面積）が広がるにつれてコントラストが低下してしまう。従って、第２のマスク３０Ｂのピンホール（小ピンホール３２及び大ピンホール３４）を配置する範囲は、干渉縞ピッチの１／１０以内にすることが好ましい。
【００５５】
また、照明光学系１４によって図１６（ａ）及び図１６（ｂ）又は図１７（ａ）及び図１７（ｂ）に示すような２つの有効光源分布を形成し、その２つの有効光源分布で第１のマスク２０Ｂを照明することで測定装置１Ｂの測定精度を向上させることができる。具体的には、図１６（ａ）又は図１７（ａ）に示す有効光源分布を用いて小ピンホール２２ａ（大ピンホール３２ａ）を通過した光束と大ピンホール２４ｂ（小ピンホール３４ｂ）を通過した光束との可干渉性を高めて干渉パターンを検出する。次に、図１６（ｂ）又は図１７（ｂ）に示す有効光源分布を用いて小ピンホール２２ａ（大ピンホール３２ａ）を通過した光束と大ピンホール２４ａ（小ピンホール３４ａ）を通過した光束との可干渉性を高めて干渉パターンを検出する。ここで、図１６及び図１７は、照明光学系１４が形成する有効光源分布の一例を示す概略平面図である。
【００５６】
また、実施例２と同様に、照明光学系１４が形成する有効光源分布ではなく、図１８に示すような光分割部６０としての回折格子６０Ｅを照明光学系１４と第１のマスク２０Ｂとの間に配置して可干渉性を制御してもよい。回折格子６０Ｅは、第１のマスク２０Ｂにおける小ピンホール２２からの光束と小ピンホール２２のＸ方向及びＹ方向に隣接する大ピンホール２４からの光束のみが干渉性を有するように配置された透過部６２Ｅを有する。なお、回折格子６０Ｅの透過部６２Ｅのピッチ（回折格子ピッチ）Ｐｇ、回折格子６０Ｅと第１のマスク２０Ｂとの距離Ｌｇは、上述したように、数式４及び５を満たす。ここで、図１８は、光分割部６０の一例としての回折格子６０Ｅを示す概略平面図である。
【００５７】
また、光分割部６０として、図１９（ａ）及び図１９（ｂ）に示す２つの回折格子６０Ｆ及び６０Ｇを交換可能に用いる（即ち、回折格子６０Ｆ及び６０Ｇを交換可能に配置する）ことによって測定装置１Ｂの測定精度を向上させることができる。具体的には、回折格子６０Ｆを用いて小ピンホール２２ａ（大ピンホール３２ａ）を通過した光束と大ピンホール２４ｂ（小ピンホール３４ｂ）を通過した光束との可干渉性を高めて干渉パターンを検出する。次に、回折格子６０Ｇを用いて小ピンホール２２ａ（大ピンホール３２ａ）を通過した光束と大ピンホール２４ａ（小ピンホール３４ａ）を通過した光束との可干渉性を高めて干渉パターンを検出する。ここで、図１９は、光分割部６０の一例としての回折格子６０Ｆ及び６０Ｇを示す概略平面図である。
【００５８】
実施例１と同様に、検出部４０で得られる干渉パターンから被検光学系ＴＯＳの波面収差の位相情報を取得する際には、電子モアレ法やＦＦＴ法を使用する。例えば、電子モアレ法を用いる場合には、干渉パターンにかける電子格子は２種類であり、それぞれＸ方向及びＹ方向の電子格子を用いる。ＦＦＴ法を用いる場合には、干渉パターンを２次元フーリエ変換した際にフーリエ空間上で４回対称なピークが現れるため、そのうちの直交する２つのピーク付近の情報を用いればよい。これにより、２つの波面収差を得られるが、測定誤差が全くない場合には、２つの波面収差は等しい。但し、実際には測定誤差があり、２つの波面収差が異なることが多いため、２つの波面収差を平均するなどして測定誤差を低減させることが好ましい。
【００５９】
このように、実施例３の測定装置１Ｂによれば、簡易な構成でありながら、短時間で被検光学系の光学性能（波面収差など）を高精度に測定することができる。
【実施例４】
【００６０】
図２０は、本発明における実施例４の測定装置１Ｃの構成を示す概略断面図である。測定装置１Ｃは、被検光学系ＴＯＳの光学性能を測定する測定装置である。測定装置１Ｃは、本実施形態では、露光装置に用いられる投影光学系を被検光学系ＴＯＳとし、かかる投影光学系の波面収差を測定する。測定装置１Ｃは、図２０に示すように、照明装置１０と、第１のマスク２０Ｃと、第２のマスク３０Ｃと、検出部４０と、位相シフトマスク７０とを有する。
【００６１】
第１のマスク２０Ｃは、図２１に示すように、複数の小ピンホール２２及び複数の大ピンホール２４を有する。一方、第２のマスク２０Ｄには、図２２に示すように、第１のマスク２０Ｃの複数の小ピンホール２２及び複数の大ピンホール２４に対応して複数の大ピンホール３２及び複数の小ピンホール３４が配置される。ここで、図２１は、第１のマスク２０Ｃの構成を示す概略平面図である。図２２は、第２のマスク２０Ｄの構成を示す概略平面図である。
【００６２】
以下、照明装置１０（照明光学系１４）、第１のマスク２０Ｃ及び第２のマスク３０Ｃについて詳細に説明する。
【００６３】
まず、照明装置１０について説明する。照明装置１０は、照明光学系１４によって有効光源分布を調整し、第１のマスク２０Ｃ（小ピンホール２２及び大ピンホール２４）を通過した光束の可干渉距離及び可干渉方向を制御して所望の光束のみを干渉させている。照明光学系１４は、実施例４では、図１５（ａ）乃至図１５（ｃ）に示す有効光源分布を形成し、第１のマスク２０ＣにおけるＸ方向及びＹ方向の所望の位置を可干渉性の高い光束で照明する。これにより、小ピンホール２２ａを通過した光束と大ピンホール２４ａ及び２４ｂを通過した光束のみが可干渉性を有し、且つ、小ピンホール２２ａを通過した光束と大ピンホール２４ｃ及び２４ｄを通過した光束のみが可干渉性を有する。
【００６４】
次に、第１のマスク２０Ｃ及び第２のマスク３０Ｃについて説明する。第１のマスク２０Ｃの小ピンホール２２の第１の径Ｒｏｂは、上述したように、数式１を満たす。従って、第１のマスク２０Ｃの小ピンホール２２を通過した光（透過光）の波面は、理想球面波となる。
【００６５】
また、第２のマスク３０Ｃの小ピンホール３４の第４の径Ｒｉｍは、上述したように、数式２を満たす。従って、第２のマスク２０Ｃの小ピンホール２２を通過した光（透過光）の波面は、理想球面波となる。
【００６６】
第２のマスク３０Ｃにおいて、大ピンホール３２と小ピンホール３４との間の距離ｄｃは、以下の数式６を満たす。換言すれば、第１のマスク２０Ｃの大ピンホール２４の第２の径及び第２のマスク３０Ｃの大ピンホール３２の第３の径は、大ピンホール２４を通過した光束が大ピンホール３２に入射しない程度の大きさである。更に、第２のマスク３０Ｃの大ピンホール３２の第３の径は、被検光学系ＴＯＳの波面収差の情報を失わない程度に十分な大きさとなっている。
【００６７】
（数６）
ｄｃ＞（第１のマスク２０Ｃの大ピンホール２４を通過した光束の像面での広がり）＋（第２のマスク３０Ｃの大ピンホール３２の半径）
【００６８】
被検光学系ＴＯＳによって、第１のマスク２０Ｃの小ピンホール２２ａの像は第２のマスク３０Ｃの大ピンホール３２ａ上に、第１のマスク２０Ｃの大ピンホール２４ａ乃至２４ｄの像は第２のマスク３０Ｃの小ピンホール３４ａ乃至３４ｄ上に投影される。これにより、第１のマスク２０Ｃの小ピンホール２２ａ及び第２のマスク３０Ｃの大ピンホール３２ａを通過した光束は、被検光学系ＴＯＳの波面収差の情報のみを有する。また、第１のマスク２０Ｃの大ピンホール２４ａ乃至２４ｄと第２のマスク３０Ｃの小ピンホール３４ａ乃至３４ｄを通過した光束は、理想球面波となる。これら５つの光束を検出部４０上で干渉させることによって、干渉パターンを得ることができる。第１のマスク２０Ｃの小ピンホール２２ａを通過した光束と大ピンホール２４ａ乃至２４ｄを通過した光束は可干渉性が高いため、コントラストの高い干渉パターンが得られる。このように、Ｘ方向及びＹ方向に隣接する小ピンホール２２と大ピンホール２４を通過した光束同士が干渉し、例えば、大ピンホール２４ａ及び２４ｂを通過した光束同士は可干渉性が低く、干渉しない。従って、第１のマスク２０Ｃの大ピンホール２４ａ及び２４ｂを通過した光束同士の干渉による測定精度への影響はない。
【００６９】
検出部４０は、第２のマスク３０Ｃの大ピンホール３２ａからの光束と小ピンホール３４ａ乃至３４ｄからの光束の５つの光束によって形成される干渉パターンを１つの単位とする複数の干渉パターンを検出する。なお、検出部４０上では、５つの光束が距離２ｄｃの整数倍だけＸ方向及びＹ方向にずれて重ね合わされて干渉パターンを形成する。第２のマスク３０Ｃにおける大ピンホール３２と小ピンホール３４との間の距離ｄｃは十分に小さく、ピンホール群は高密度に配置されているために測定精度が悪化することなく、光量を増加させることができる。なお、ピンホールの数を増やすことで更に光量を増加させることができるが、干渉パターンもずれて足し合わされるため、ピンホールを配置する範囲（面積）が広がるにつれてコントラストが低下してしまう。従って、第２のマスク３０Ｃのピンホール（小ピンホール３２及び大ピンホール３４）を配置する範囲は、干渉パターンピッチの１／１０以内にすることが好ましい。
【００７０】
検出部４０で得られる干渉パターンから被検光学系ＴＯＳの波面収差の位相情報を取得する際には、実施例４では、電子モアレ法やＦＦＴ法ではなく、フリンジスキャン法を使用する。そこで、測定装置１Ｃは、第１のマスク２０Ｃの入射側に、第１のマスク２０Ｃの小ピンホール２２のみの位相をシフトさせるための位相シフトマスク７０を有する。位相シフトマスク７０は、例えば、図２３に示すように、Ｘ軸から４５度傾いた方向に、光束の位相を０、１／２π、π、３／２πだけシフトさせる領域を有する。位相シフトマスク７０を第１のマスク２０Ｃ上で一定の方向に駆動することによって、小ピンホール２２と大ピンホール２４に入射する光束の相対位相差を変えることができる。ここで、図２３は、位相シフトマスク７０の構成を示す概略平面図である。
【００７１】
このように、実施例４の測定装置１Ｃによれば、簡易な構成でありながら、短時間で被検光学系の光学性能（波面収差など）を高精度に測定することができる。
【実施例５】
【００７２】
以下、実施例１乃至４の測定装置１乃至１Ｃを適用した露光装置について説明する。図２４は、本発明の一側面としての露光装置１００の構成を示す概略断面図である。露光装置１００は、本実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式でレチクル１２０のパターンをウエハ１４０に露光する投影露光装置である。但し、露光装置１００は、ステップ・アンド・リピート方式も適用することができる。露光装置１００は、照明装置１１０と、レチクル１２０及び第１のマスク２０を支持するレチクルステージ１２５と、投影光学系１３０と、ウエハ１４０及び第２のマスク３０を支持するウエハステージ１４５と、検出部４０とを有する。なお、露光装置１００において、照明装置１１０（照明光学系１１４）、第１のマスク２０、第２のマスク３０及び検出部４０は、上述した実施例１における測定装置１を構成する。なお、本実施形態では、測定装置１を露光装置１００に適用させた例を説明する。
【００７３】
照明装置１１０は、転写用の回路パターンが形成されたレチクル１２０及び第１のマスク２０を照明し、光源部１１２と、照明光学系１１４とを有する。照明装置１１０、光源部１１２及び照明光学系１１４は、上述した照明装置１０、光源部１２及び照明光学系１４と同様な構成及び機能を有するため、ここでの詳細な説明は省略する。
【００７４】
レチクル１２０は、回路パターンを有し、レチクルステージ１２５に支持及び駆動される。レチクル１２０から発せられた回折光は、投影光学系１３０を介して、ウエハ１４０に投影される。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ため、レチクル１２０とウエハ１４０を走査することによって、レチクル１２０のパターンをウエハ１４０に転写する。
【００７５】
レチクルステージ１２５は、レチクル１２０及び第１のマスク２０を支持し、図示しない移動機構に接続されている。図示しない移動機構は、リニアモーターなどで構成され、Ｘ軸方向にレチクルステージ１２５を駆動することでレチクル１２０及び第１のマスク２０を移動させることができる。
【００７６】
投影光学系１３０は、レチクル１２０のパターンをウエハ１４０に投影する光学系である。投影光学系１３０は、照明装置１１０、第１のマスク２０、第２のマスク３０及び検出部４０で構成される測定装置によって、高精度に波面収差が測定され、かかる測定結果に基づいて波面収差が調整される。
【００７７】
本実施形態では、基板としてウエハ１４０を用いる。但し、ウエハ１４０の代わりにガラスプレート、その他の基板を用いることもできる。ウエハ１４０には、フォトレジストが塗布されている。
【００７８】
ウエハステージ１４５は、ウエハ１４０及び第２のマスク３０を支持し、例えば、リニアモーターを利用してウエハ１４０及び第２のマスク３０を駆動する。
【００７９】
投影光学系１３０の波面収差を測定するための測定装置を構成する第１のマスク２０、第２のマスク３０及び検出部４０は、上述した通りのいかなる形態をも適用可能であり、ここでの詳細な説明（構成及び測定動作）は省略する。
【００８０】
露光装置１００の動作において、まず、投影光学系１３０の波面収差を測定する。投影光学系の波面収差は、上述したように、測定装置１を構成する照明装置１１０、第１のマスク２０、第２のマスク３０及び検出部４０を用いて測定される。投影光学系１３０の波面収差が測定されると、かかる測定結果に基づいて、投影光学系１３０の波面収差が調整される。測定装置１は、上述したように、投影光学系１３０の波面収差を高精度に測定することができるため、投影光学系１３０の波面収差も高精度に調整することができる。
【００８１】
次いで、レチクル１２０のパターンをウエハ１４０に露光する。光源部１１２から発せられた光束は、照明光学系１１４によってレチクル１２０を照明する。レチクル１２０のパターンを反映する光は、投影光学系１３０によってウエハ１４０上に結像する。露光装置１００が使用する投影光学系１３０は、上述したように波面収差が高精度に調整されており、優れた結像能力を達成する。従って、露光装置１００は、高いスループットで経済性よく高品位なデバイス（半導体素子、ＬＣＤ素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッドなど）を提供することができる。
【実施例６】
【００８２】
次に、図２５及び図２６を参照して、露光装置１００を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図２５は、デバイス（半導体デバイスや液晶デバイス）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、半導体デバイスの製造を例に説明する。ステップ１（回路設計）では、デバイスの回路設計を行う。ステップ２（レチクル製作）では、設計した回路パターンを形成したレチクルを製作する。ステップ３（ウエハ製造）では、シリコンなどの材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は、前工程と呼ばれ、レチクルとウエハを用いてリソグラフィー技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。ステップ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップ４によって作成されたウエ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で作成された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの検査を行う。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。
【００８３】
図２６は、ステップ４のウエ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、ウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）では、ウエハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）では、ウエハ上に電極を蒸着などによって形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）では、ウエハにイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では、ウエハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置１００によってレチクルの回路パターンをウエハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光したウエハを現像する。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エハ上に多重の回路パターンが形成される。かかる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。このように、露光装置１００を使用するデバイス製造方法、並びに結果物としてのデバイスも本発明の一側面を構成する。
【００８４】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の一側面としての測定装置の構成を示す概略断面図である。
【図２Ａ】図１に示す測定装置の第１のマスクの構成を示す概略平面図である。
【図２Ｂ】図１に示す測定装置の第１のマスクにおける小ピンホール及び大ピンホールの配置を説明するための図である。
【図３】図１に示す測定装置の第２のマスクの構成を示す概略平面図である。
【図４】図１に示す測定装置の照明光学系が形成する有効光源分布の一例を示す概略平面図である。
【図５】図４（ａ）に示す有効光源分布から得られる相互強度を示す図である。
【図６】図１に示す測定装置の第１のマスク及び第２のマスクを通過した光束が形成する干渉パターンの一例を示す図である。
【図７】図１に示す測定装置の照明光学系が形成する有効光源分布の一例を示す概略平面図である。
【図８】図１に示す測定装置の照明光学系が形成する有効光源分布の一例を示す概略平面図である。
【図９】本発明の一側面としての測定装置の構成を示す概略断面図である。
【図１０】図９に示す測定装置の光分割部の一例としての回折格子を示す概略平面図である。
【図１１】図９に示す測定装置の光分割部の一例としての回折格子を示す概略平面図である。
【図１２】本発明の一側面としての測定装置の構成を示す概略断面図である。
【図１３】図１２に示す測定装置の第１のマスクの構成を示す概略平面図である。
【図１４】図１２に示す測定装置の第２のマスクの構成を示す概略平面図である。
【図１５】図１２に示す測定装置の照明光学系が形成する有効光源分布の一例を示す概略平面図である。
【図１６】図１２に示す測定装置の照明光学系が形成する有効光源分布の一例を示す概略平面図である。
【図１７】図１２に示す測定装置の照明光学系が形成する有効光源分布の一例を示す概略平面図である。
【図１８】図１２に示す測定装置に適用可能な光分割部の一例としての回折格子を示す概略平面図である。
【図１９】図１２に示す測定装置に適用可能な光分割部の一例としての回折格子を示す概略平面図である。
【図２０】本発明の一側面としての測定装置の構成を示す概略断面図である。
【図２１】図２０に示す測定装置の第１のマスクの構成を示す概略平面図である。
【図２２】図２０に示す測定装置の第２のマスクの構成を示す概略平面図である。
【図２３】図２０に示す測定装置の位相シフトマスクの構成を示す概略平面図である。
【図２４】本発明の一側面としての露光装置の構成を示す概略断面図である。
【図２５】デバイスの製造を説明するためのフローチャートである。
【図２６】図２５に示すステップ４のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。
【符号の説明】
【００８６】
１                                  測定装置
１０                                照明装置
１２                                光源部
１４                                照明光学系
２０                                第１のマスク
２２                                小ピンホール
２２ａ、２２ｄ乃至２２ｆ            小ピンホール
２４                                大ピンホール
２４ａ乃至２４ｆ                    大ピンホール
３０                                第２のマスク
３２                                大ピンホール
３２ａ                              大ピンホール
３４                                小ピンホール
３４ａ乃至３４ｃ                    小ピンホール
ＴＯＳ                              被検光学系
１Ａ                                測定装置
６０                                光分割部
６０Ａ乃至６０Ｄ                    回折格子
６２Ａ                              透過部
１Ｂ                                測定装置
２０Ｂ                              第１のマスク
３０Ｂ                              第２のマスク
６０Ｅ乃至６０Ｇ                    回折格子
６２Ｅ                              透過部
１Ｃ                                測定装置
２０Ｃ                              第１のマスク
３０Ｃ                              第２のマスク
７０                                位相シフトマスク
ＴＯＳ                              被検光学系
１００                              露光装置
１１０                              照明装置
１２０                              レチクル
１２５                              レチクルステージ
１３０                              投影光学系
１４０                              ウエハ
１４５                              ウエハステージ
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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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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【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１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図５】
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【図６】
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【図２３】
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