【手続補正書】
【提出日】平成21年1月9日(2009.1.9)
【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】
マスクに露光光を照明するための照明光学系と、当該マスクを経た前記露光光を被露光体に照明する投影光学系とを有する露光装置であって、
退避可能に配置され、前記マスクに入射する前記露光光を平行光に変換する光変換手段と、
退避可能に配置され、前記投影光学系に入射する前記平行光の光束を分割する光束分割手段と、
退避可能に配置され、当該光束分割手段によって分割された前記光束の偏光状態の分布を計測する計測手段とを有することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記光変換手段は、前記投影光学系のＮＡに対する前記照明光学系のＮＡの比をσとすると、
σ＜0.1
を満足する光を前記マスクが配置される面に形成することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記計測手段は、透過光に位相差を与える位相子と、偏光状態に応じて透過率が異なる偏光素子と、前記透過光の光強度を検出する撮像素子とを有し、
前記位相子または前記偏光素子のうち少なくとも一方は光軸を中心として回転可能に構成され、
前記撮像素子は、前記投影光学系の瞳面と共役な位置に配置されることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項４】
前記露光装置は、前記露光光を生成する光源と、
当該光源と前記光変換手段との間に配置されると共に前記光変換手段に入射する光の偏光状態を制御する偏光状態制御手段と、
前記光変換手段と前記被露光体との間の光学系で発生する偏光状態をミューラー行列またはジューンズ行列として算出する算出部とを有することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項５】
前記偏光状態制御手段は、透過光に位相差を与える位相子と、偏光状態に応じて透過率が異なる偏光素子とを有し、
前記位相子または前記偏光素子のうち少なくとも一方は光軸を中心として回転可能に構成されていることを特徴とする請求項４記載の露光装置。
【請求項６】
マスクに露光光を照明するための照明光学系と、当該マスクを経た前記露光光を被露光体に照明する投影光学系とを有する露光装置の偏光状態を計測する偏光状態計測方法であって、
退避可能に配置され、前記マスクに入射する前記露光光を平行光に変換する光変換手段と、退避可能に配置され、前記投影光学系に入射する前記平行光の光束を分割する光束分割手段とが光路上に配置された状態で、前記投影光学系のみの偏光状態を計測する第１の計測ステップと、
前記光変換手段と前記光束分割手段とが光路上から退避した状態で、前記投影光学系及び前記照明光学系の偏光状態を計測する第２の計測ステップとを有する偏光状態計測方法。
【請求項７】
前記第１の計測ステップで計測される前記投影光学系の前記偏光状態の逆行列を演算する演算ステップと、
前記第１及び第２の計測ステップの計測結果及び前記演算ステップの算出結果に基づいて前記前記光変換手段と前記マスクとの間で発生する偏光状態の分布を算出する算出ステップとを更に有することを特徴とする請求項６記載の偏光状態計測方法。
【請求項８】
前記照明光学系と前記投影光学系のそれぞれの偏光状態は、ミューラー行列またはジョーンズ行列であることを特徴とする請求項６記載の偏光状態計測方法。
【請求項９】
請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の露光装置を用いて前記被露光体を露光する露光ステップと、
前記露光された前記被露光体を現像する現像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。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
以下、図１を参照して、本発明の例示的な露光装置１について説明する。ここで、図１は、露光装置１の概略ブロック図である。露光装置１は、図１に示すように、照明装置１０と、図示しないマスクステージと、投影光学系３０と、図示しないウェハステージと、センサユニット（偏光状態計測手段）１００とを有する。
【手続補正３】
【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】
露光装置１は、例えば、ステップアンドリピート方式やステップアンドスキャン方式でマスクＲＣに形成された回路パターンをウェハ（被露光体）Ｗに露光する投影露光装置である。かかる露光装置は、サブミクロンやクオーターミクロン以下のリソグラフィ工程に好適であり、以下、本実施形態ではステップアンドスキャン方式の露光装置（「スキャナー」とも呼ばれる）を例に説明する。ここで、「ステップアンドスキャン方式」は、マスクに対してウェハを連続的にスキャンしてマスクパターンをウェハに露光すると共に、１ショットの露光終了後ウェハをステップ移動して、次のショットの露光領域に移動する露光方法である。「ステップアンドリピート方式」は、ウェハのショットの一括露光ごとにウェハをステップ移動して次のショットを露光領域に移動する露光方法である。
【手続補正４】
【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】
照明装置１０は、転写用の回路パターンが形成されたマスクＲＣを照明し、光源部１１と照明光学系１２とを有する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
絞り（光変換手段）１８は、退避可能に配置され、マスクＲＣに入射する露光光を平行光に変換する。絞り１８は、オプティカルインテグレータ１７の射出側に設けられており、光束を規制する。絞り１８は、有効光源形状に応じて形状の異なる開口をした複数種類の絞りがターレット上に構成されている。絞り１８は、駆動する後述する駆動部２３に連結されている。絞り１８を経た光は、コンデンサーレンズ１６を経て、被照射面となるマスクＲＣを重畳的に照明することで均一な照度分布を達成している。絞り１８の開口径の大きさとしては、投影光学系のＮＡに対する照明光学系１２のＮＡの比を表すσに換算して０．１以下の大きさにすることが望ましい。これは、投影光学系３０の瞳空間に対する偏光状態の分布を計測する際、１つの領域の大きさとして（分解能として）投影光学系のＮＡの１／１０以下にするためである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
偏光状態制御手段１１０は、オプティカルインテグレータ１７の手前に配置され、絞り１８に入射する光の偏光状態を規定する。偏光状態制御手段１１０の一例を図２に示す。ここで、図２は、偏光状態制御手段１１０の構成を示す断面図である。本実施例では偏光状態制御手段１１０に入射する光がランダム偏光である場合を示している。偏光状態制御手段１１０は、特定の偏光状態を切出すための偏光板（偏光素子）１１１（偏光ビームスプリッタなど）とλ／４板（位相子）１１２で構成されている。偏光板１１１もしくはλ／４板１１２のうち少なくとも一方は回転可能な構造をしている。偏光板１１１とλ／４板１１２を適当な状態に組み合わせ、絞り１８に入射する光の偏光状態を４つの異なる偏光状態に設定する。そして、それぞれにおいてウェハＷ上に到達する照明光の偏光状態を表すストークスパラメータをセンサ１２０に接続された制御部１５０より求める。それにより、照明光学系１２と投影光学系３０とを合わせた経路における偏光状態をミュラー行列（４行４列）として求めることができる。尚、ここではミュラー行列を例として記述したが、偏光状態を表す行列としてジョーンズ行列（２行２列）を用いても良い。偏光状態制御手段１１０に入射する光がランダム偏光でなく直線偏光の場合は、図２の偏光板１１１の代わりにλ／２板を用いれば同じ役目を果たすことが可能となる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
ここでいう照明光学系１２は、図１に示すように、オプティカルインテグレータ１７からマスクＲＣの間にある光学系のことを指す。そのため、本発明において表現しているところの照明光学系１２の偏光状態とは、この間の光学系で発生する偏光状態のことを意味している。本発明における偏光状態計測方法は、３つのステップから構成されている。第１の計測ステップは、投影光学系３０のみの偏光状態を計測するステップである。第２の計測ステップは、照明光学系１２と投影光学系３０を合わせた光路の偏光状態を計測するステップである。第３の計測ステップ（演算ステップ及び算出ステップ）は、第１のステップで計測された投影光学系３０の偏光状態を第２のステップで計測された偏光状態から取り除くことで照明光学系１２のみの偏光状態を算出するステップである。これら第１から第３のステップにより、照明光学系１２および投影光学系３０それぞれの偏光状態を求めることが本発明の偏光状態計測方法の大きな特徴である。以下にそれぞれのステップの詳細について説明する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
まず、投影光学系３０のみの偏光状態を計測する（ステップ５０１）。図５は、投影光学系３０の偏光状態を測定する場合の光学系の配置を示す模式図である。この実施例における特徴は、オプティカルインテグレータ１７の射出側に配置された絞り１８において極小の開口径に設定することで、マスクＲＣが配置される面に対して平行光を形成している点である。その他の特徴としては、平行光として入射した光を、マスクＲＣに代わり、光束分割手段１３０をマスクＲＣが配置される面に設定している点である。平行光としている目的は、照明光学系１２を経由し、マスクＲＣ上のある点（偏光計測の対象となる計測点）に入射する光が、照明光学系１２の特定範囲を通るようにするためである。特定範囲としては、図５に示すように照明光学系１２の光軸ＡＸＩＬを通る範囲が望ましい。これは光軸ＡＸＩＬを使用する場合、照明光学系１２で発生する偏光状態を計算により比較的精度よく算出することができるからである。この場合、光軸ＡＸＩＬを通る光線が照明光学系１２の光学部品全て（ミラー１４は除く）に対して垂直に入射する。また、最も製造誤差の影響を受けにくいからである。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
図９において偏光状態補正手段１７０は、マスキングブレード１９の近傍すなわちウェハＷと共役な面の近傍に構成されている。ここで前述した偏光状態計測方法により検知された偏光状態の崩れを、各像高毎に異なる位相状態を持った素子を配列または制御する。それにより、ウェハＷ面内の像高毎に偏光状態を補正することが可能となる。