【手続補正書】
【提出日】平成21年4月3日(2009.4.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検光学系を透過した光による干渉縞を検出することで、前記被検光学系の波面収差を測定する測定方法であって、
前記干渉縞の情報を用いて前記被検光学系の波面収差を算出するための処理パラメータを読み出すステップと、
前記処理パラメータを用いて、前記干渉縞から波面収差を算出するステップと、
該算出された波面収差を調整するためのオフセットパラメータを読み出すステップと、
該算出された波面収差に前記オフセットパラメータを反映させることにより、前記被検光学系の波面収差を取得するステップとを有することを特徴とする測定方法。
【請求項２】
前記処理パラメータは、前記干渉縞を生成するための部材の厚さ、前記部材と前記干渉縞を撮像する撮像素子との間の距離、前記撮像素子上における前記干渉縞の中心座標及び前記撮像素子上における前記干渉縞の半径のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１記載の測定方法。
【請求項３】
前記オフセットパラメータは、前記被検光学系の波面収差の変化量を調整するリニアリティゲイン及び前記被検光学系の波面収差の絶対量を調整する絶対値のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１記載の測定方法。
【請求項４】
前記干渉縞を生成するための部材の厚さ、前記部材と前記干渉縞を撮像する撮像素子との間の距離、前記撮像素子上における前記干渉縞の中心座標、前記撮像素子上における前記干渉縞の半径、前記被検光学系の波面収差の変化量を調整するリニアリティゲイン及び前記被検光学系の波面収差の絶対量を調整する絶対値の少なくとも１つを取得するステップと、
前記取得ステップで取得した前記干渉縞を生成するための部材の厚さ、前記部材と前記干渉縞を撮像する撮像素子との間の距離、前記撮像素子上における前記干渉縞の中心座標、前記撮像素子上における前記干渉縞の半径、前記被検光学系の波面収差の変化量を調整するリニアリティゲイン及び前記被検光学系の波面収差の絶対量を調整する絶対値の少なくとも１つを記憶するステップとを有することを特徴とする請求項１記載の測定方法。
【請求項５】
前記撮像素子上における前記干渉縞の中心座標を取得するステップは、
前記被検光学系に球面成分の収差を発生させるステップと、
前記発生ステップで発生させた前記収差の量を変化させながら複数の干渉縞を撮像するステップと、
前記撮像ステップで撮像した前記複数の干渉縞間の球面成分以外の収差の変化量が最も小さい中心位置を前記中心座標として決定するステップとを有することを特徴とする請求項４記載の測定方法。
【請求項６】
前記撮像素子上における前記干渉縞の半径を取得するステップは、
前記被検光学系に既知量の球面成分の収差を発生させるステップと、
前記発生ステップで発生させた前記収差の量を変化させながら複数の干渉縞を撮像するステップと、
前記撮像ステップで撮像した複数の干渉縞間の球面成分の収差の変化量と、前記既知量の球面成分の収差の変化量とが一致する位置から前記干渉縞の半径を決定するステップとを有することを特徴とする請求項４記載の測定方法。
【請求項７】
前記被検光学系の波面収差の変化量を調整するリニアリティゲインを取得するステップは、
前記被検光学系に既知量の収差を発生させるステップと、
前記発生ステップで発生させた前記収差の量を変化させながら複数の干渉縞データを撮像するステップと、
前記撮像ステップで撮像した複数の干渉縞データ間の収差の変化量と、前記既知量の収差の変化量との比を算出するステップとを有することを特徴とする請求項４記載の測定方法。
【請求項８】
被検光学系を透過した光による干渉縞を検出することで、前記被検光学系の波面収差を測定する測定装置であって、
前記干渉縞の情報を用いて前記被検光学系の波面収差を算出するための処理パラメータ、及び、算出される波面収差を調整するためのオフセットパラメータを記憶する記憶手段と、
前記処理パラメータを用いて前記干渉縞から波面収差を算出し、該算出された波面収差に前記オフセットパラメータを反映させる処理手段とを有することを特徴とする測定装置。
【請求項９】
光源からの光を用いてレチクルのパターンを被処理体に露光する露光装置であって、
前記パターンを前記被処理体に投影する投影光学系と、
前記光源からの光を用いて前記投影光学系の波面収差を測定する請求項８記載の測定装置とを有することを特徴とする露光装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の一側面としての測定方法は、被検光学系を透過した光による干渉縞を検出することで、前記被検光学系の波面収差を測定する測定方法であって、前記干渉縞の情報を用いて前記被検光学系の波面収差を算出するための処理パラメータを読み出すステップと、前記処理パラメータを用いて、前記干渉縞から波面収差を算出するステップと、該算出された波面収差を調整するためのオフセットパラメータを読み出すステップと、該算出された波面収差に前記オフセットパラメータを反映させることにより、前記被検光学系の波面収差を取得するステップとを有することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明の別の側面としての測定装置は、被検光学系を透過した光による干渉縞を検出することで、前記被検光学系の波面収差を測定する測定装置であって、前記干渉縞の情報を用いて前記被検光学系の波面収差を算出するための処理パラメータ、及び、算出される波面収差を調整するためのオフセットパラメータを記憶する記憶手段と、前記処理パラメータを用いて前記干渉縞から波面収差を算出し、該算出された波面収差に前記オフセットパラメータを反映させる処理手段とを有することを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
投影制御部７０は、投影光学系３０を構成する複数のレンズを駆動するレンズ駆動系及び光源部１２からの露光光の波長を制御する。換言すれば、投影制御部７０は、投影光学系３０を所望の収差量に調整する。投影制御部７０は、主制御部６０からのレンズ駆動量に基づいて、投影光学系３０の複数のレンズを変位させる。更に、投影制御部７０は、主制御部６０からの波長駆動量に基づいて、光源部１２からの露光光の波長を変更する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
一方、窓１１２ｂ及び１１４ｂの幅Δｒ’は、λ／ＮＡｉ以下の大きさである。窓１１２ｂ及び１１４ｂの幅Δｒ’は、数式１と同程度としてもよい。但し、窓１１２ｂ及び１１４ｂを通過した光は、後述するように、被処理体側で数式１を満足する幅のスリットを通過するため、レチクル側で等位相とする必要はない。従って、光量の観点から、窓１１２ｂ及び１１４ｂの幅Δｒ’は、λ／ＮＡｉ以下の大きさにおいて、広めにすることが好ましい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
また、オフセットパラメータは、上述したように、処理パラメータを用いて算出された波面収差を補正するためのパラメータである。オフセットパラメータは、例えば、絶対値補正量（投影光学系３０以外の測定装置１００又は露光装置１を構成する部材が有する収差量（絶対量））、リニアリティゲイン（Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式各項の収差変化量補正値）などである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
まず、測定位置移動工程（ステップ１１１０）において、後述するように、照明光学系１６と、第１のマスク１１０と、第２のマスク１２０との位置を合わせる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
第２のマスク１２０のスリット１２１ａで回折された光束は、Ｘ方向に等位相な波面を有する。一方、第２のマスク１２０の窓１２１ｂを通過する光束は、スリット１１２ａでＸ方向に等位相な波面に整形された後、投影光学系３０を通過（透過）しているため、投影光学系３０の波面収差情報を有している。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
図５に戻って、処理パラメータ算出工程（ステップ１１２０）では、撮像手段１３０（撮像素子上）で検出される干渉縞の発生領域の中心座標及び半径を算出する。具体的には、投影制御部７０が発生させる既知量の球面成分の収差を正しく測定する中心及び半径位置を求めることによって、干渉縞の中心座標及び半径を算出する。なお、本実施形態では、処理パラメータのうち、第２のマスク１２０の厚さ及び第２のマスク１２０と撮像手段１３０との間の距離は、露光装置１以外の公知の測定装置で予め測定され、測定制御部１４０のメモリ部１４４に記憶されている。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
ステップ１１２６では、Ｘマーク及びＹマークの両方の干渉縞データが、測定制御部１４０に出力されたかどうか判断する。本実施形態では、Ｙマークの干渉縞データが測定制御部１４０に出力されていないため、ステップ１１２２に戻り、Ｘマーク位置からＹマーク位置へ移動する。具体的には、照明光学系１６からの光束が、第１のマスク１１０のマーク１１４を照明するように、レチクルステージ２５（第１のマスク１１０）を移動する。更に、マーク１１４から射出する光が、投影光学系３０を介して、第２のマスク１２０のマーク１２２に結像するように、ウェハステージ４５（第２のマスク１２０）を調整する。これによって、第１のマスク１１０のスリット１１４ａは第２のマスク１２０の窓１２２ｂに、第１のマスク１１０の窓１１４ｂは第２のマスク１２０のスリット１２２ａに結像する。そして、Ｘマークの場合と同様に、投影光学系３０に球面収差を発生させ、その収差量を変えながら、撮像手段１３０によって干渉縞データを撮像する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８０】
Ｘ方向波面収差算出工程（ステップ１１３４Ａ）では、ＸＹ間位置移動工程（ステップ１１２２）と同様に、まず、照明光学系１６と、第１のマスク１１０（マーク１１２）と、第２のマスク１２０（マーク１２１）との位置を合わせる。次に、撮像手段１３０によって、マーク１２１から発生（生成）する干渉縞データを撮像する。撮像した干渉縞データは、測定制御部１４０で処理し、Ｘ方向に投影光学系３０の収差情報を有するＸ方向波面収差を算出する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
Ｙ方向波面収差算出工程（ステップ１１３４Ｂ）では、照明光学系１６と、第１のマスク１１０（マーク１１４）と、第２のマスク１２０（マーク１２２）との位置を合わせた後、撮像手段１３０によって、マーク１２２から発生する干渉縞データを撮像する。撮像した干渉縞データは、測定制御部１４０で処理し、Ｙ方向に投影光学系３０の収差情報を有するＹ方向波面収差を算出する。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
オフセットパラメータ決定工程（ステップ１１３８）では、オフセットパラメータ（本実施形態では、Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式の第５項のリニアリティゲイン）を決定する。具体的には、上述した１０個のＺｅｒｎｉｋｅ多項式の第５項の間の相対変化量は、測定装置１００や露光装置１の製造及び設置誤差のために、投影制御部７０を介して投影光学系３０に発生させた収差変化量（１０ｍλ刻み）とは異なっている。従って、測定装置１００が測定した波面収差（複数の干渉縞データ間の収差）の変化量と投影制御部７０で発生させた投影光学系３０の収差変化量の比を、変化量の補正値（リニアリティゲイン）として決定する。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８９】
ステップ１１４２では、全ての測定位置について、システムパラメータの記憶が終了したかどうか判断する。測定位置とは、例えば、予備マークを用いる際の測定位置や、異なる像高を測定する際の測定位置を示す。全ての測定位置について、システムパラメータの記憶が終了していない場合は、ステップ１１１０に戻り、測定位置を移動する（例えば、第１のマスク１１０のマーク１１６及び１１８と第２のマスク１２０のマーク１２１及び１２２）。その後、同様にして、ステップ１１２０からステップ１１４０を実施する。全ての測定位置について、システムパラメータの記憶が終了している場合は、図４に示すステップ１１００のシステムパラメータの測定及び記憶を終了する。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９４】
以上、測定装置１００及び測定方法１０００（ステップ１１００乃至ステップ１４００）によれば、測定位置（他のマーク位置や像高位置）において、測定装置１００や露光装置１の製造及び設置誤差に起因して発生する収差成分を除去することができる。従って、測定装置１００及び測定方法１０００は、投影光学系３０のみの波面収差を高精度、且つ、迅速に測定することができる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９５】
なお、測定装置１００は、ＬＤＩ方式の干渉計だけではなく、ＰＤＩ方式の干渉計を利用してもよい。測定装置１００がＰＤＩ方式の干渉計を利用する場合も、上述したＬＤＩ方式の干渉計を利用する場合とほぼ同じであるが、図１における第１のマスク１１０の構成及び第２のマスク１２０の構成が異なる。具体的には、第１のマスク１１０を図９に示す第１のマスク１１０’に置換し、第２のマスク１２０を図１０に示す第２のマスク１２０’に置換する。ここで、図９は、第１のマスク１１０’の構成を示す概略平面図であり、図１０は、第２のマスク１２０’の構成を示す概略平面図である。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０３】
図１１を参照するに、まず、測定位置移動工程（ステップ１１１０’）において、後述するように、照明光学系１６と、第１のマスク１１０’と、第２のマスク１２０’との位置を合わせる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１０】
詳細には、まず、干渉縞の中心座標を算出する。撮像した干渉縞データから得られる波面収差において、ステップ１１２４’から、球面収差のみが発生していることが分かっている。従って、干渉縞の中心近傍において、中心座標をＸＹ方向に振りながら複数の干渉縞の処理を行い、波面収差をＺｅｒｎｉｋｅ多項式に展開した際のコマ成分（複数の干渉縞間の球面成分以外）の収差変化量が最も小さくなる中心位置を、干渉縞の中心座標として決定すればよい。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１２】
次に、決定した干渉縞の中心座標を用いて干渉縞の半径を決定する。撮像した複数枚の干渉縞データを同じ半径でもって処理し、球面収差量を算出する。ステップ１１２８では、ＸＹ波面合成後の波面収差を用いたが、ステップ１１２８’における測定装置１００はＰＤＩ方式の干渉計を利用するため、波面合成の処理を行う必要はない。このような処理を、半径を変えながら行い、ステップ１１２４’により予め分かっている複数の干渉縞データの間の収差変化量と一致する変化量が算出される半径位置を、干渉縞の半径として決定する。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２３】
以上、測定装置１００及び測定方法１０００（ステップ１１００’乃至ステップ１４００’）によれば、測定位置（他のマーク位置や像高位置）において、測定装置１００や露光装置１の製造及び設置誤差に起因して発生する収差成分を除去することができる。従って、測定装置１００及び測定方法１０００は、投影光学系３０のみの波面収差を高精度、且つ、迅速に測定することができる。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２６】
更に、測定装置１００は、ＬＤＩ方式又はＰＤＩ方式の干渉計を利用しているが、シアリング干渉方式などの被検光学系の光学性能を２次元情報によって測定する方式の干渉計を利用してもよい。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２７】
露光において、光源部１２から発せられた光束は、照明光学系１６によりレチクル２０を照明する。レチクル２０を通過してレチクルパターンを反映する光束は、投影光学系３０を介して、被処理体４０に結像される。
露光装置１が使用する投影光学系３０は、測定装置１００及び測定方法１０００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、波面収差が高精度に補正されている。これにより、露光装置１は、優れた露光性能（高解像度）を実現することができ、高いスループットで経済性よく、従来よりも高品位なデバイス（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。