(57)【要約】【課題】干渉パターンのノイズを低減し、被検光学系の光学性能（波面収差）を高精度に測定することができる測定装置を提供する。【解決手段】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、光を反射して球面波を生成する複数の反射部を含む測定用マスクと、前記測定用マスク及び前記被検光学系を経た光を回折させる回折光学素子と、前記回折光学素子によって回折された光の干渉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し、前記測定用マスクは、光を反射する反射層と、前記反射層の上に配置され、複数の開口を有し、第１の物質からなる第１の層と、前記第１の層の上に配置され、前記複数の開口が配列された領域を露出させる窓を有し、前記第１の物質と異なる第２の物質からなる第２の層とを有し、前記反射部は、前記反射層のうち前記複数の開口によって露出した部分によって形成されていることを特徴とする測定装置を提供する。【選択図】図２
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【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、光を反射して球面波を生成する複数の反射部を含む測定用マスクと、
前記測定用マスク及び前記被検光学系を経た光を回折させる回折光学素子と、
前記回折光学素子によって回折された光の干渉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し、
前記測定用マスクは、
光を反射する反射層と、
前記反射層の上に配置され、複数の開口を有し、第１の物質からなる第１の層と、
前記第１の層の上に配置され、前記複数の開口が配列された領域を露出させる窓を有し、前記第１の物質と異なる第２の物質からなる第２の層とを有し、
前記反射部は、前記反射層のうち前記複数の開口によって露出した部分によって形成されていることを特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記第２の層は、各々前記複数の開口が配列された複数の領域の各々を露出させる複数の窓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】
前記第２の層は、各々前記複数の開口が配列された複数の領域を一括して露出させる窓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４】
前記第１の物質は、Ｎｉ、Ｔａ、ＴａＢＮ又はＣｒ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５】
前記第２の物質は、Ｓｉ又はＳｉＯ２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６】
光源からの光を用いてマスクを照明する照明光学系と、
前記マスク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５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７】
前記光は、１０ｎｍ以上１５ｎｍ以下の波長を有することを特徴とする請求項６記載の露光装置。
【請求項８】
請求項６又は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、半導体デバイスや液晶デバイス等を製造する際、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、マスク（レチクル）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。
【０００３】
近年では、半導体デバイスの一層の微細化を実現するために、紫外光よりも更に波長が短いＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ）光（波長１０ｎｍ乃至１５ｎｍ程度）を用いた投影露光装置（ＥＵＶ露光装置）の実用化も検討されている。ＥＵＶ光の波長領域では、物質による光の吸収が非常に大きくなるため、光の屈折を利用した屈折光学系は実用的ではない。そこで、ＥＵＶ露光装置では、光の反射を利用した反射光学系が投影光学系に用いられる。また、マスクのパターンを所定の倍率で正確に転写するためには、マレシャルの基準から、投影光学系の波面収差をλ／１４（＝０．９６ｎｍ）ｒｍｓ以下に抑える必要がある。
【０００４】
露光装置上で投影光学系を高精度に管理するためには、投影光学系の波面収差を高精度に測定する測定技術が必要となる。露光装置に用いられる投影光学系の波面収差を測定する測定装置としては、従来からシアリング干渉計（Ｌａｔｅｒａｌ  Ｓｈｅａｒｉｎｇ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ）が知られている（特許文献１及び２参照）。
【０００５】
シアリング干渉計では、被検光学系の物体面にピンホールを有するピンホールマスクを配置する。ピンホールが十分に小さい場合、ピンホールからの射出波面は理想的な球面波とみなされ、参照波面として用いられる。従って、ピンホールの像は、被検光学系のみの収差の影響を受けて像面に結像する。像面と被検光学系との間にはＥＵＶ光を回折させる回折光学素子としての回折格子が配置されており、波面が直交する２方向にシアされる。この結果、像面より後段の観察面では干渉パターンが得られる。各方向の波面データから得られる波面情報を積分して２次元波面を復元することで、被検光学系の波面収差を測定することができる。
【０００６】
投影光学系の波面収差を高精度に測定するためには、露光装置と同じ光源及び照明光学系を用いることが望ましい。従って、ＥＵＶ露光装置に用いられる投影光学系の波面収差を測定するためには、シアリング干渉計において、ピンホールの代わりにＥＵＶ光を反射して理想球面波を生成する反射部を有する反射型のマスクを用いる必要がある。かかるマスク上に複数の反射部を配置することで光利用効率を向上させることが可能である。
【特許文献１】特開２００６−３３２５８６号公報
【特許文献２】特開２００６−１９６６９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ＥＵＶ露光装置の光源として用いられるレーザー励起プラズマ光源（ＬＰＰ）や放電励起プラズマ光源（ＤＰＰ）からの光束は、指向性が低く、理想球面波を生成する反射部のみに選択的に集光させることが非常に困難である。従って、反射部以外の領域（遮光領域）にも光束が照射されてしまうため、かかる遮光領域からの反射光によって、波面収差の測定に必要なシグナルノイズ比（Ｓ／Ｎ比）を得られないことがある。換言すれば、遮光領域からの反射光が干渉パターンのノイズとなり、被検光学系の波面収差を高精度に測定することができなくなる。
【０００８】
そこで、本発明は、干渉パターンのノイズを低減し、被検光学系の光学性能（波面収差）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】
【０００９】
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、光を反射して球面波を生成する複数の反射部を含む測定用マスクと、前記測定用マスク及び前記被検光学系を経た光を回折させる回折光学素子と、前記回折光学素子によって回折された光の干渉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し、前記測定用マスクは、光を反射する反射層と、前記反射層の上に配置され、複数の開口を有し、第１の物質からなる第１の層と、前記第１の層の上に配置され、前記複数の開口が配列された領域を露出させる窓を有し、前記第１の物質と異なる第２の物質からなる第２の層とを有し、前記反射部は、前記反射層のうち前記複数の開口によって露出した部分によって形成されていることを特徴とする。
【００１０】
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】
【００１１】
本発明によれば、例えば、干渉パターンのノイズを低減し、被検光学系の光学性能（波面収差）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】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本発明の一側面としての測定装置について説明する。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。
【００１３】
図１は、本発明の測定装置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り、本実施形態では、ＥＵＶ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シアリング干渉計として具現化される。測定装置１は、図１に示すように、光源部１０と、照明光学系２０と、測定用マスク３０と、ＥＵＶ光を回折させる回折光学素子としての回折格子４０と、検出部５０と、解析部６０とを有する。
【００１４】
光源部１０は、測定用マスク３０を照明するためのＥＵＶ光を生成する。光源部１０は、被検光学系ＴＯＳとしての投影光学系を用いるＥＵＶ露光装置の光源と同様な光源を使用し、例えば、レーザー励起プラズマ光源（ＬＰＰ）や放電励起プラズマ光源（ＤＰＰ）を光源として使用する。
【００１５】
照明光学系２０は、光源部１０からのＥＵＶ光を用いて、測定用マスク３０を照明する光学系であり、平面ミラーなどの種々の光学素子を含む。
【００１６】
測定用マスク３０は、被検光学系ＴＯＳの物体面に配置され、光源部１０からのＥＵＶ光を反射して理想球面波ＳＷを生成する複数の反射部３１２を含むマスクである。測定用マスク３０については、後で詳細に説明する。
【００１７】
回折格子４０は、測定用マスク３０及び被検光学系ＴＯＳを経た光を回折させる。回折格子４０は、本実施形態では、２次元構造の格子を有する２次元回折格子である。回折格子４０は、像面ＩＳと検出部５０との間に配置され、像面ＩＳからの光を複数の回折光ＤＬに回折する。但し、回折格子４０は、被検光学系ＴＯＳと像面ＩＳとの間に配置してもよい。複数の回折光ＤＬは、検出部５０上において干渉パターンＩＰを形成する。
【００１８】
高いコントラストの干渉パターンＩＰを得るためには、タルボ効果が現れるように、回折格子４０を配置する必要がある。具体的には、像面ＩＳと回折格子４０との距離Ｌｇが以下の数式１を満足するように、回折格子４０を配置する。ここで、Ｐｇは回折格子４０の回折ピッチであり、λは測定光（即ち、光源部１０から射出されるＥＵＶ光）の波長であり、ｍは０を除く整数である。
【００１９】
【数１】
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【００２０】
検出部５０は、回折格子４０によって回折された回折光ＤＬの干渉によって形成される干渉パターンＩＰを検出する。検出部５０は、例えば、ＣＣＤセンサ等のイメージセンサ（光センサ）で構成される。
【００２１】
解析部６０は、検出部５０の検出結果（即ち、検出部５０によって検出された干渉パターンＩＰ）を解析し、被検光学系ＴＯＳの波面収差（波面情報）を導出する。具体的には、解析部６０は、干渉パターンＩＰを処理し、被検光学系ＴＯＳの波面を復元する。解析部６０は、例えば、回折格子４０の直交する２方向の微分波面を求め、これらの各々の微分波面を回折格子４０の直交する２方向に積分し、これらを合成して被検光学系ＴＯＳの波面を復元する。
【００２２】
測定装置１の動作において、光源部１０からのＥＵＶ光は、照明光学系２０を介して、被検光学系ＴＯＳの物体面上の測定用マスク３０を照明する。測定用マスク３０の反射部３１２で反射された理想球面波ＳＷは、被検光学系ＴＯＳを介して、像面ＩＳに集光する。像面ＩＳを通過した理想球面波ＳＷは、回折格子４０によって、複数の回折光ＤＬに回折され、検出部５０上で干渉パターンＩＰとなって検出される。
【００２３】
ここで、図２及び図３を参照して、測定用マスク３０について詳細に説明する。図２は、測定用マスク３０の構成を示す概略断面図である。図３は、測定用マスク３０の構成を示す概略平面図である。測定用マスク３０は、図２に示すように、Ｓｉ（シリコン）又はガラスなどの基板ＳＴと、反射層３１０と、遮光層３２０とを有する。
【００２４】
反射層３１０は、基板ＳＴの上に配置され、光源部１０及び照明光学系２０からのＥＵＶ光を反射する。反射層３１０は、本実施形態では、Ｍｏ（モリブデン）とＳｉ（シリコン）とを交互に積層したＭｏ／Ｓｉ多層膜で構成される。反射層３１０は、後述するように、複数の反射部３１２を形成する。複数の反射部３１２は、ＥＵＶ光を反射して理想球面波を生成するための面積を有する。
【００２５】
遮光層３２０は、光源部１０及び照明光学系２０からのＥＵＶ光を遮光し、図２に示すように、吸収層（第１の層）３２２と、反射防止層（第２の層）３２４とを有する。
【００２６】
吸収層３２２は、反射層３１０の上に配置され、複数の開口（本実施形態では、ピンホール）３２２ａを有する。吸収層３２２は、複数の開口３２２ａによって反射層３１０を露出し、反射層３１０のうち複数の開口３２２ａによって露出した部分によって反射部３１２が形成される。吸収層３２２は、複数の開口３２２ａが配列された領域（開口群）３２２ｂを有し、本実施形態では、図３に示すように、複数の開口群３２２ｂを有する。複数の開口３２２ａは、隣接する開口３２２ａが露出する反射部３１２からの反射光が干渉しないように配列される。
【００２７】
吸収層３２２は、ＥＵＶ光を効率よく吸収する（ＥＵＶ光を内部において吸収する）物質（第１の物質）からなる。吸収層３２２を構成する物質としては、Ｎｉ（ニッケル）、Ｔａ（タンタル）、ＴａＢＮ（タンタルホウ素窒化物）又はＣｒ（クロム）が好ましい。吸収層３２２は、１００ｎｍ乃至１５０ｎｍ程度の厚さを有し、例えば、吸収層３２２がＴａＢＮである場合には１００ｎｍ以上の厚さが必要である。
【００２８】
反射防止層３２４は、吸収層３２２の上に配置され、吸収層３２２の複数の開口３２２ａが配列された領域（開口群）３２２ｂを露出させる窓３２４ａを有する。反射防止層３２４は、本実施形態では、吸収層３２２の複数の開口群３２２ｂの各々を露出させる複数の窓３２４ａを有する。このように、反射防止層３２４は、吸収層３２２の複数の開口３２２ａが配列された領域（開口群）３２２ｂ（即ち、反射部３１２の近傍）には配置されない。これにより、反射部３１２が吸収層３２２及び反射防止層３２４の２層で構成されることに起因する反射部３１２からの反射光の減少と反射部３１２からの波面の乱れを防止することができる。
【００２９】
反射防止層３２４は、吸収層３２２を構成する物質（第１の物質）とは異なる物質（第２の物質）からなる。例えば、反射防止層３２４は、光源部１０及び照明光学系２０からのＥＵＶ光の表面反射を低減する（反射防止層３２４の最表面の反射を低減する）物質からなる。反射防止層３２４を構成する物質としては、ＥＵＶ光に対して１に近い屈折率を有する物質が好ましく、Ｓｉ（シリコン）やＳｉＯ２（二酸化珪素）が好ましい。反射防止層３２４は、吸収層３２２の厚さよりも大きな厚さを有し、例えば、反射防止層３２４がＳｉである場合には６４０ｎｍの厚さ、反射防止層３２４がＳｉＯ２である場合には２００ｎｍの厚さが必要である。
【００３０】
測定用マスク３０においては、上述したように、反射部３１２は、吸収層３２２及び反射防止層３２４を貫通する孔（開口３２２ａ及び窓３２４ａ）で構成される。なお、開口３２２ａ（開口群３２２ｂ）の数や窓３２４ａの数は模式的なものであり、図２及び図３に示す数に限定するものではない。
【００３１】
吸収層３２２の複数の開口３２２ａは、被検光学系ＴＯＳとしての投影光学系の回折限界以下の径を有する。被検光学系ＴＯＳとしての投影光学系において、例えば、ＮＡが０．２５、倍率が１／４である場合、被検光学系ＴＯＳの入射側のＮＡは０．０６２５となる。従って、かかる範囲の回折角を略無収差の回折光でカバーするための開口３２２ａの径は、１３．５／（２×０．０６２５）＝１０８ｎｍとなる。なお、複数の開口３２２ａの間隔は、光源部１０からのＥＵＶ光の空間コヒーレンス長以上の距離である。
【００３２】
反射防止層３２４が有する窓３２４ａの間隔Ｐｐは、以下の数式２を満足する。これにより、吸収層３２２の複数の開口３２２ａによって形成される反射部３１２からの反射光の干渉によって形成される干渉パターンＩＰの明暗位置を検出部５０上で一致させることができ、その結果、コントラストの劣化を防止することができる。なお、βは被検光学系ＴＯＳの倍率、Ｌｃは被検光学系ＴＯＳの像面ＩＳと検出部５０との間の距離、Ｌｇは被検光学系ＴＯＳの像面ＩＳと回折格子４０との間の距離である。本実施形態のように、被検光学系ＴＯＳの像面ＩＳの下方に回折格子４０を配置する場合、距離Ｌｇは負数となる。
【００３３】
【数２】
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【００３４】
反射防止層３２４が有する窓３２４ａの直径Ｄｗを大きくすると、窓３２４ａによって露出される反射部３１２（吸収層３２２の開口３２２ａ）の総数を多くすることができ、少量のＥＵＶ光で被検光学系ＴＯＳの波面収差を測定することが可能となる。但し、検出部５０で検出される干渉パターンＩＰのコントラストが劣化する。従って、干渉パターンＩＰの強度と干渉パターンＩＰのコントラストの劣化を考慮して窓３２４ａの直径Ｄｗを設定する必要がある。
【００３５】
例えば、窓３２４ａの間隔Ｐｐを３．５μｍとした場合、窓３２４ａの直径Ｄｗは、窓の間隔Ｐｐの０．６倍にあたる２．１μｍとすることが好ましい。この場合、窓３２４ａの内部に１つの反射部３１２（開口３２２ａ）が存在する場合に対して、干渉パターンＩＰのコントラストは６０％に劣化する。但し、反射部３１２（開口３２２ａ）の間隔を０．１６μｍとすれば、１つの窓３２４ａには約１６０個の反射部３１２（開口３２２ａ）が存在する。従って、１つの反射部３１２（開口３２２ａ）が存在する場合と比べて、約１６０倍の光強度の干渉パターンＩＰが得られる。
【００３６】
一般的に、被検光学系ＴＯＳの転写領域（像面ＩＳ）上の異なる２点からの光によって形成される干渉パターンは異なる形状になる。干渉パターンの形状の違いは、被検光学系ＴＯＳの波面収差特性に応じており、２点間の距離に対応して干渉パターンの変化が大きくなる。従って、ＥＵＶ光を反射する反射部３１２（開口３２２ａ）の分布する領域は、被検光学系ＴＯＳの収差が実質的に同一とみなせる領域、所謂、アイソプラナティック領域に限定する必要がある。反射部３１２（開口３２２ａ）を形成する領域のサイズＡは、本実施形態では、被検光学系ＴＯＳの収差が実質的に同一とみなせる領域、代表的には、直径０．１ｍｍから１ｍｍ程度にしている。
【００３７】
図４は、反射防止層３２４の反射率と検出部５０上の干渉パターンＩＰのコントラストとの関係を示すグラフである。図４は、反射部３１２（開口３２２ａ）を形成する領域のサイズＡが２００μｍ、開口３２２ａが配列された領域内の開口３２２ａの充填率が０．１、窓３２４ａの直径Ｄｗが２．１μｍである場合を示している。検出部５０で検出される干渉パターンＩＰから誤差なく被検光学系ＴＯＳの波面収差（位相）を回復するためには、干渉パターンＩＰに０．３以上のコントラストがあることが好ましい。但し、ノイズ成分の変動が小さい測定装置の場合には、干渉パターンのコントラストが０．２程度でも正しく被検光学系ＴＯＳの波面収差（位相）を回復できることもある。図４に示す干渉パターンＩＰのコントラストと反射防止層３２４の反射率との対応を参照するに、反射防止層３２４の反射率が最低でも０．０７％以下、好ましくは、０．０３％以下である測定用マスク３０を用いる必要があることがわかる。
【００３８】
図５は、反射防止層３２４をＳｉで構成した場合における反射防止層３２４の厚さと反射防止層３２４の反射率（表面反射）との関係を示すグラフである。図５は、反射層３１０としてのＭｏ／Ｓｉ多層膜（４０層対）の上に吸収層３２２としてＴａＢＮを配置し、ＴａＢＮ上に反射防止層３２４としてＳｉを配置した場合の反射防止層３２４の反射率を示している。図５を参照するに、反射防止層３２４の反射率は、吸収層３２２としてのＴａＢＮの微小な厚さの変動によっても変化する。但し、反射防止層３２４の膜厚をｎｍオーダーで制御することは比較的困難である。そこで、図５に示す反射防止層３２４の反射率は、吸収層３２２としてのＴａＢＮの膜厚を１４５ｎｍ乃至１５５ｎｍまで変化させたときの最悪値、即ち、最大の反射率をプロットした。図５に示す反射防止層３２４の反射率が０．０７％以下、或いは、０．０３％以下の条件に着目すると、反射防止層３２４としてのＳｉの厚さは最低４００ｎｍ以上、好ましくは、６４０ｎｍ以上が必要なことがわかる。
【００３９】
図６は、反射防止層３２４をＳｉＯ２で構成した場合における反射防止層３２４の厚さと反射防止層３２４の反射率（表面反射）との関係を示すグラフである。図６は、反射層３１０としてのＭｏ／Ｓｉ多層膜（４０層対）の上に吸収層３２２としてＴａＢＮを配置し、ＴａＢＮ上に反射防止層３２４としてＳｉＯ２を配置した場合の反射防止層３２４の反射率を示している。図６に示す反射防止層３２４の反射率が０．０７％以下、或いは、０．０３％以下の条件に着目すると、反射防止層３２４としてのＳｉＯ２の厚さは最低１００ｎｍ以上、好ましくは、２００ｎｍ以上が必要なことがわかる。
【００４０】
このように、ＥＵＶ光を吸収する吸収層３２２と、ＥＵＶ光の表面反射を防止する反射防止層３２４との２層で測定用マスク３０の遮光層３２０を構成することで、検出部５０で検出される干渉パターンＩＰのノイズを低減することができる。従って、測定装置１は、被検光学系ＴＯＳの光学性能（波面収差）を高精度に測定することができる。
【００４１】
図７を参照して、測定用マスク３０の製造方法について説明する。図７は、測定用マスク３０の製造方法の一例を説明するための図である。図７に示す測定用マスク３０の製造方法は、別々に作成した吸収層３２２と反射防止層３２４とを接着して測定用マスク３０を製造する方法である。
【００４２】
まず、図７（ａ）に示すように、基板ＳＴの上に反射層３１０としてのＭｏ／Ｓｉ多層膜を形成（成膜）する。次に、図７（ｂ）に示すように、反射層３１０の上に吸収層３２２としてのＴａＢＮを形成（成膜）する。そして、図７（ｃ）に示すように、吸収層３２２としてのＴａＢＮを貫通させて複数の開口３２２ａを形成する。
【００４３】
一方、吸収層３２２とは別に、吸収層３２２が有する複数の開口３２２ａが配置される領域（開口群）３２２ｂを露出させる窓３２４ａを形成した反射防止層３２４を作成する。かかる反射防止層３２４と吸収層３２２とを接着し、図７（ｄ）に示すように、測定用マスク３０を製造する。
【００４４】
図７に示す測定用マスク３０の製造方法によれば、吸収層３２２（遮光層３２０）の影響が無視できないことが判明した後に、反射防止層３２４を形成することができる。また、反射防止層３２４と吸収層３２２とを接着する際の位置ずれの影響を低減するために、複数の開口３２２ａが配置される領域（開口群）３２２ｂより窓３２４ａの直径Ｄｗを数百ｎｍ大きめにするとよい。
【００４５】
また、測定用マスク３０は、図８に示す製造方法によって製造することもできる。図８は、測定用マスク３０の製造方法の別の例を説明するための図である。図８に示す測定用マスク３０の製造方法は、反射防止層３２４を形成した後に窓３２４ａを形成する方法である。
【００４６】
まず、図８（ａ）に示すように、基板ＳＴの上に反射層３１０としてのＭｏ／Ｓｉ多層膜を形成（成膜）する。次に、図８（ｂ）に示すように、反射層３１０の上に吸収層３２２としてのＴａＢＮを形成（成膜）する。更に、図８（ｃ）に示すように、吸収層３２２としてのＴａＢＮの上に反射防止層３２４を形成（成膜）する。
【００４７】
次に、図８（ｄ）に示すように、反射防止層３２４において、例えば、上述した間隔Ｐｐで窓３２４ａを形成する。そして、図８（ｅ）に示すように、吸収層３２２としてのＴａＢＮを貫通させて窓３２４ａの内部に複数の開口３２２ａを形成して、測定用マスク３０を製造する。
【００４８】
図８に示す測定用マスク３０の製造方法によれば、窓３２４ａの内部に複数の開口３２２ａを誤差無く形成することができる。
【００４９】
また、測定装置１は、図２及び図３に示す測定用マスク３０の代わりに、図９及び図１０に示す測定用マスク３０Ａを用いてもよい。測定用マスク３０Ａは、測定用マスク３０よりも簡易な構造を有する。測定用マスク３０Ａは、測定用マスク３０と比較して、遮光層３２０Ａの構成、詳細には、反射防止層３２４Ａの構成が異なる。測定用マスク３０Ａは、図９に示すように、Ｓｉ又はガラスなどの基板ＳＴと、反射層３１０と、遮光層３２０Ａとを有する。ここで、図９は、測定用マスク３０Ａの構成を示す概略断面図である。図１０は、測定用マスク３０Ａの構成を示す概略平面図である。
【００５０】
遮光層３２０Ａは、光源部１０及び照明光学系２０からのＥＵＶ光を遮光し、図９に示すように、吸収層３２２と、反射防止層３２４Ａとを有する。
【００５１】
反射防止層３２４Ａは、本実施形態では、図９及び図１０に示すように、吸収層３２２の複数の開口３２２ａが配列された複数の領域（開口群）３２２ｂを一括して露出させる窓３２４Ａａを有する。
【００５２】
吸収層３２２が有する開口３２２ａは、測定用マスク３０Ａと同様に、被検光学系ＴＯＳとしての投影光学系の回折限界以下の径、例えば、１００ｎｍ程度の径を有する。複数の開口３２２ａが配列された領域（開口郡）３２２ｂは、直径Ｐｗの領域に形成される。複数の開口３２２ａが配列された領域（開口群）３２２ｂを、上述した間隔Ｐｐで格子状に形成することで、干渉パターンＩＰのコントラストの劣化を防止することができる。
【００５３】
測定用マスク３０Ａでは、反射防止層３２４Ａの窓３２４Ａａの直径Ｄｗを、反射部３１２（開口３２２ａ）を形成する領域のサイズＡに一致させることを特徴とする。反射防止層３２４Ａの窓３２４Ａａの直径Ｄｗを大きくすることで、測定用マスク３０Ａの製造時の誤差に鈍感になり、上述した２つの製造方法のどちらを用いても、測定用マスク３０Ａを容易に製造することが可能となる。
【００５４】
図１１は、反射防止層３２４Ａの反射率と検出部５０上の干渉パターンＩＰのコントラストとの関係を示すグラフである。図１１は、複数の開口３２２ａが配列された領域（開口郡）３２２ｂの直径Ｐｗを２．１μｍ、反射部３１２（開口３２２ａ）を形成する領域のサイズＡが２００μｍである場合を示している。また、複数の開口３２２ａが配列された領域内の開口３２２ａの充填率は０．１、窓３２４Ａａの直径Ｄｗは２００μｍである。干渉パターンＩＰから誤差なく被検光学系ＴＯＳの波面収差（位相）を回復するためには、干渉パターンＩＰに０．３以上のコントラストがあることが好ましい。但し、ノイズ成分の変動が小さい測定装置の場合には、干渉パターンのコントラストが０．２程度でも正しく被検光学系ＴＯＳの波面収差（位相）を回復できることもある。図１１に示す干渉パターンＩＰのコントラストと反射防止層３２４Ａの反射率との対応を参照するに、反射防止層３２４Ａの反射率が最低でも０．０６％以下、好ましくは、０．０２％以下である測定用マスク３０Ａを用いる必要があることがわかる。
【００５５】
反射層３１０としてＭｏ／Ｓｉ多層膜（４０層対）の上に吸収層３２２としてＴａＢＮを配置し、ＴａＢＮ上に反射防止層３２４ＡとしてＳｉを配置した測定用マスク３０Ａにおける反射防止層３２４Ａの最適な厚さを考える。この場合、反射防止層３２４Ａの反射率が０．０６％以下、或いは、０．０２％以下の条件に着目すると、反射防止層３２４ＡとしてのＳｉの厚さは最低４００ｎｍ以上、好ましくは、７５０ｎｍ以上が必要なことがわかる。
【００５６】
同様に、反射層３１０としてＭｏ／Ｓｉ多層膜（４０層対）の上に吸収層３２２としてＴａＢＮを配置し、ＴａＢＮ上に反射防止層３２４ＡとしてＳｉＯ２を配置した測定用マスク３０Ａにおける反射防止層３２４Ａの最適な厚さを考える。この場合、反射防止層３２４ＡとしてのＳｉＯ２の厚さは最低１００ｎｍ以上、好ましくは、３００ｎｍ以上が必要なことがわかる。
【００５７】
このように、ＥＵＶ光を吸収する吸収層３２２と、ＥＵＶ光の表面反射を防止する反射防止層３２４Ａとの２層で測定用マスク３０Ａの遮光層３２０Ａを構成することで、検出部５０で検出される干渉パターンＩＰのノイズを低減することができる。従って、測定装置１は、被検光学系ＴＯＳの光学性能（波面収差）を高精度に測定することができる。
【００５８】
次に、図１２を参照して、本発明の一側面としての露光装置７００について説明する。図１２は、露光装置７００の構成を示す概略断面図である。露光装置７００は、１０ｎｍ以上１５ｎｍ以下の波長を有するＥＵＶ光を露光光として使用し、ステップ・アンド・スキャン方式でマスク７２０のパターンをウエハ７４０に露光する投影露光装置（ＥＵＶ露光装置）である。但し、露光装置７００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７００は、照明装置７１０と、マスク７２０及び測定用マスク３０を支持するマスクステージ７２５と、投影光学系７３０と、ウエハ７４０及び回折格子４０と検出部５０とで構成される検出ユニットを支持するウエハステージ７４５とを有する。なお、露光装置７００において、照明装置７１０（光源部７１２及び照明光学系７１４）、測定用マスク３０、回折格子４０及び検出部５０は、上述した測定装置１を構成する。本実施形態では、測定用マスク３０を露光装置７００に適用した例を説明するが、同様に、測定用マスク３０Ａを適用することができる。
【００５９】
照明装置７１０は、転写用の回路パターンが形成されたマスク７２０及び測定用マスク３０を照明し、光源部７１２と、照明光学系７１４とを有する。
【００６０】
光源部７１２は、ＥＵＶ光を生成する光源である。光源部７１２は、本実施形態では、ＸｅガスやＳｎ蒸気などを放電によりプラズマ化することでＥＵＶ光を発生する放電励起プラズマ光源（ＤＰＰ）を使用するが、レーザー励起プラズマ光源（ＬＰＰ）を使用してもよい。
【００６１】
照明光学系７１４は、光源部７１２からのＥＵＶ光を導光してマスク７２０及び測定用マスク３０を照明する光学系である。照明光学系７１４は、例えば、平行変換光学系、インテグレータ、開口絞り、円弧光学系、平面ミラーなどを含む。
【００６２】
マスク７２０は、反射型マスクで、その上には転写されるべき回路パターンが形成されている。マスク７２０は、マスクステージ７２５に支持及び駆動される。マスク７２０から発せされた回折光は、投影光学系７３０で反射され、ウエハ７４０に投影される。露光装置７００は、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置であるためマスク７２０とウエハ７４０を走査することによって、マスク７２０のパターンをウエハ７４０に転写する。
【００６３】
マスクステージ７２５は、マスク７２０及び測定用マスク３０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軸方向にマスクステージ７２５に駆動することでマスク７２０及び測定用マスク３０を移動させることができる。マスクステージ７２５は、本実施形態では、投影光学系７３０の物体面に、露光時にはマスク７２０を配置し、投影光学系７３０の波面収差の測定時には測定用マスク３０を配置する。
【００６４】
投影光学系７３０は、マスク７２０のパターンをウエハ７４０に投影する光学系である。投影光学系７３０は、照明装置７１０、測定用マスク３０、回折格子４０及び検出部５０で構成される測定装置１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。
【００６５】
本実施形態では、基板としてウエハ７４０を用いる。但し、ウエハ７４０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７４０には、フォトレジストが塗布されている。
【００６６】
ウエハステージ７４５は、ウエハ７４０及び回折格子４０と検出部５０とで構成される検出ユニットを支持し、例えば、リニアモーターを利用してウエハ７４０及び検出ユニットを駆動する。ウエハステージ７４５は、本実施形態では、露光時にはウエハ７４０を投影光学系７３０の像面に配置し、投影光学系７３０の波面収差の測定時には回折格子４０と検出部５０とで構成される検出ユニットを投影光学系７３０の像面の下方に配置する。
【００６７】
投影光学系７３０の波面収差を測定するための測定装置１を構成する測定用マスク３０、回折格子４０及び検出部５０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は省略する。
【００６８】
露光装置７００の動作において、まず、投影光学系７３０の波面収差を測定する。投影光学系７３０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７１０、測定用マスク３０、回折格子４０及び検出部５０を用いて測定される。投影光学系７３０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７３０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７３０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７３０の波面収差も高精度に調整することができる。
【００６９】
次いで、マスク７２０のパターンをウエハ７４０に露光する。光源部７１２から発せられたＥＵＶ光は、照明光学系７１４によってマスク７２０を照明する。マスク７２０のパターンを反映する光は、投影光学系７３０によってウエハ７４０上に結像する。露光装置７００が使用する投影光学系７３０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７００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。
【００７０】
次に、図１３及び図１４を参照して、露光装置７００を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図１３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（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。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、マスク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。
【００７１】
図１４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７００によってマスク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７００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。
【００７２】
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】
【００７３】
【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２】図１に示す測定装置の測定用マスクの構成を示す概略断面図である。
【図３】図１に示す測定装置の測定用マスクの構成を示す概略平面図である。
【図４】図１に示す測定装置において、測定用マスクの反射防止層の反射率と検出部上の干渉パターンのコントラストとの関係を示すグラフである。
【図５】図１に示す測定装置において、測定用マスクの反射防止層をＳｉで構成した場合における反射防止層の厚さと反射防止層の反射率（表面反射）との関係を示すグラフである。
【図６】図１に示す測定装置において、測定用マスクの反射防止層をＳｉＯ２で構成した場合における反射防止層の厚さと反射防止層の反射率（表面反射）との関係を示すグラフである。
【図７】図１に示す測定装置の測定用マスクの製造方法の一例を説明するための図である。
【図８】図１に示す測定装置の測定用マスクの製造方法の別の例を説明するための図である。
【図９】図１に示す測定装置に適用可能な測定用マスクの構成を示す概略断面図である。
【図１０】図１に示す測定装置に適用可能な測定用マスクの構成を示す概略平面図である。
【図１１】図９及び図１０に示す測定用マスクの反射防止層の反射率と検出部上の干渉パターンのコントラストとの関係を示すグラフである。
【図１２】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１３】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１４】図１３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】
【００７４】
１                              測定装置
１０                            光源部
２０                            照明光学系
３０                            測定用
３１０                          反射層
３１２                          反射部
３２０                          遮光層
３２２                          吸収層
３２２ａ                        開口
３２２ｂ                        複数の開口が配列された領域（開口群）
３２４                          反射防止層
３２４ａ                        窓
４０                            回折格子
５０                            検出部
６０                            解析部
ＴＯＳ                          被検光学系
３０Ａ                          測定用マスク
３２０Ａ                        遮光層
３２４Ａ                        反射防止膜
３２４Ａａ                      窓
７００                          露光装置
７１０                          照明装置
７１２                          光源部
７１４                          照明光学系
７２０                          マスク
７２５                          マスクステージ
７３０                          投影光学系
７４０                          ウエハ
７４５                          ウエハステージ
【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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【図１４】
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