【手続補正書】
【提出日】平成20年11月17日(2008.11.17)
【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】
被検光学系の像面側に配置された短手方向の幅が前記被検光学系の回折限界以下である第１の像面側スリット及び短手方向の幅が前記被検光学系の回折限界よりも大きい第２の像面側スリットからの光によって形成される干渉縞を用いて、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、
測定方向の異なる４つ以上の前記被検光学系の一次波面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４つ以上の前記被検光学系の一次波面に基づいて、前記被検光学系の波面収差を算出するステップとを有し、
前記取得ステップは、
第１の測定方向の前記被検光学系の第１の一次波面を取得するステップと、
前記第１の測定方向に直交する第２の測定方向の前記被検光学系の第２の一次波面を取得するステップと、
前記第１の測定方向を４５°回転させた第３の測定方向の前記被検光学系の第３の一次波面を取得するステップと、
前記第３の測定方向に直交する第４の測定方向の前記被検光学系の第４の一次波面を取得するステップと、を有し、
前記算出ステップは、
前記第１の一次波面と前記第２の一次波面に基づいて第１の波面を算出するステップと、
前記第３の一次波面と前記第４の一次波面に基づいて第２の波面を算出するステップと、
前記第１及び第２の波面に基づいて、前記被検光学系の波面を算出するステップと、を有することを特徴とする測定方法。
【請求項２】
前記算出ステップは、
前記第１の波面に基づいて、前記被検光学系の波面のｓｉｎ２θ成分を算出するステップと、
前記第２の波面に基づいて、前記被検光学系の波面のｃｏｓ２θ成分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１記載の測定方法。
【請求項３】
被検光学系の光学性能を測定する測定装置であって、
前記被検光学系の物体面側に配置され、短手方向の幅が前記被検光学系の回折限界以下である物体面側スリットを有する物体面側測定マークと、
前記被検光学系の像面側に配置され、前記物体面側スリットと同一方向に形成され、短手方向の幅が前記被検光学系の回折限界以下である第１の像面側スリットと、短手方向の幅が前記被検光学系の回折限界よりも大きい第２の像面側スリットとを有する像面側測定マークと、
前記第１の像面側スリット及び前記第２の像面側スリットからの光によって形成される干渉縞を検出する検出手段とを有し、
ここで、前記物体面側スリットは、基準方向に対して、長手方向が０°の物体面側０°スリットと、長手方向が４５°の物体面側４５°スリットと、長手方向が９０°の物体面側９０°スリットと、長手方向が１３５°の物体面側１３５°スリットと、を含み、
前記第１の像面側スリットは、前記基準方向に対して、長手方向が０°の像面側０°スリットと、長手方向が４５°の像面側４５°スリットと、長手方向が９０°の像面側９０°スリットと、長手方向が１３５°の像面側１３５°スリットと、を含み、
前記像面側０°スリット及び前記第２の像面側スリットからの光によって形成される干渉縞の検出結果と、前記像面側９０°スリット及び前記第２の像面側スリットからの光よって形成される干渉縞の検出結果と、に基づいて第１の波面を算出し、
前記像面側４５°スリット及び前記第２の像面側スリットからの光よって形成される干渉縞の検出結果と、前記像面側１３５°スリット及び前記第２の像面側スリットからの光によって形成される干渉縞の検出結果と、に基づいて第２の波面を算出し、
算出された前記第１及び第２の波面に基づいて、前記被検光学系の波面を算出することを特徴とする測定装置。
【請求項４】
算出された前記第１の波面に基づいて、前記被検光学系の波面のｓｉｎ２θ成分を算出し、
算出された前記第２の波面に基づいて、前記被検光学系の波面のｃｏｓ２θ成分を算出することを特徴とする請求項３記載の測定装置。
【請求項５】
前記第２の像面側スリットは、前記基準方向に対して、長手方向が０°の像面側０°スリットと、長手方向が４５°の像面側４５°スリットと、長手方向が９０°の像面側９０°スリットと、長手方向が１３５°の像面側１３５°スリットと、を含むことを特徴とする請求項３又は４に記載の測定装置。
【請求項６】
光源からの光を用いてレチクルに形成された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、
前記光を利用して前記投影光学系の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３乃至５のうちいずれか一項記載の測定装置であ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】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】測定方法及び装置、露光装置
【手続補正３】
【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】
本発明の一側面としての測定方法は、被検光学系の像面側に配置された短手方向の幅が前記被検光学系の回折限界以下である第１の像面側スリット及び短手方向の幅が前記被検光学系の回折限界よりも大きい第２の像面側スリットからの光によって形成される干渉縞を用いて、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、測定方向の異なる４つ以上の前記被検光学系の一次波面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４つ以上の前記被検光学系の一次波面に基づいて、前記被検光学系の波面収差を算出するステップとを有し、前記取得ステップは、第１の測定方向の前記被検光学系の第１の一次波面を取得するステップと、前記第１の測定方向に直交する第２の測定方向の前記被検光学系の第２の一次波面を取得するステップと、前記第１の測定方向を４５°回転させた第３の測定方向の前記被検光学系の第３の一次波面を取得するステップと、前記第３の測定方向に直交する第４の測定方向の前記被検光学系の第４の一次波面を取得するステップと、を有し、前記算出ステップは、前記第１の一次波面と前記第２の一次波面に基づいて第１の波面を算出するステップと、前記第３の一次波面と前記第４の一次波面に基づいて第２の波面を算出するステップと、前記第１及び第２の波面に基づいて、前記被検光学系の波面を算出するステップと、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】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の別の側面としての測定装置は、被検光学系の光学性能を測定する測定装置であって、前記被検光学系の物体面側に配置され、短手方向の幅が前記被検光学系の回折限界以下である物体面側スリットを有する物体面側測定マークと、前記被検光学系の像面側に配置され、前記物体面側スリットと同一方向に形成され、短手方向の幅が前記被検光学系の回折限界以下である第１の像面側スリットと、短手方向の幅が前記被検光学系の回折限界よりも大きい第２の像面側スリットとを有する像面側測定マークと、前記第１の像面側スリット及び前記第２の像面側スリットからの光によって形成される干渉縞を検出する検出手段とを有し、ここで、前記物体面側スリットは、基準方向に対して、長手方向が０°の物体面側０°スリットと、長手方向が４５°の物体面側４５°スリットと、長手方向が９０°の物体面側９０°スリットと、長手方向が１３５°の物体面側１３５°スリットと、を含み、前記第１の像面側スリットは、前記基準方向に対して、長手方向が０°の像面側０°スリットと、長手方向が４５°の像面側４５°スリットと、長手方向が９０°の像面側９０°スリットと、長手方向が１３５°の像面側１３５°スリットと、を含み、前記像面側０°スリット及び前記第２の像面側スリットからの光によって形成される干渉縞の検出結果と、前記像面側９０°スリット及び前記第２の像面側スリットからの光よって形成される干渉縞の検出結果と、に基づいて第１の波面を算出し、前記像面側４５°スリット及び前記第２の像面側スリットからの光よって形成される干渉縞の検出結果と、前記像面側１３５°スリット及び前記第２の像面側スリットからの光によって形成される干渉縞の検出結果と、に基づいて第２の波面を算出し、算出された前記第１及び第２の波面に基づいて、前記被検光学系の波面を算出することを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
ＬＤＩによる波面測定では、投影光学系２０の物体面側に、２つの平行なスリット（スリット４２Ａ及びスリット４２Ｂ）を近接して配置した物体面側測定マーク４０を配置する。物体面側測定マーク４０のうち少なくとも１つのスリット、本実施形態では、スリット４２Ａの短手方向の幅（スリット幅）は、投影光学系２０の物体面側の解像力以下（回折限界以下）にする。なお、スリット４２Ａの幅ｄは、図２（ａ）に示すように、投影光学系２０の物体面側の開口数をｎａ、波長をλとしたとき、ｄ≦０．５×λ／ｎａを満足することが望ましい。ここで、図２（ａ）は、物体面側測定マーク４０を示す概略平面図である。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
また、図３に示すように、スリット４２Ａ、４２Ｂ、５２Ｃ及び５２Ｄに直交する方向にスリット４２Ａ’、４２Ｂ’、５２Ｃ’及び５２Ｄ’を有する物体面側測定マーク４０’及び像面側測定マーク５０’を用いて、同様に、第２の一次波面を得ることができる。図３（ａ）は、物体面側測定マーク４０のスリットに直交する方向にスリットを有する物体面側測定マーク４０’を示す概略平面図である。図３（ｂ）は、像面側測定マーク５０のスリットに直交する方向にスリットを有する像面側測定マーク５０’を示す概略平面図である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
ｎ＝３のとき、スリット８０Ａ、８０Ｂ及び８０Ｃから得られる３つの一次波面Ｗ１（８０Ａ）、Ｗ１（８０Ｂ）及びＷ１（８０Ｃ）があったとする。この場合、算出される波面はＷ（８０Ａ、８０Ｂ）、Ｗ（８０Ａ、８０Ｃ）及びＷ（８０Ｂ、８０Ｃ）であり、波面の数Ｎｄｎ＝３である。同様に、ｎ個の一次波面から算出される波面の数はＮｄｎ＝（ｎ−１）＋（ｎ−２）＋・・・１となり、以下の数式５で表される。
【手続補正１１】
【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】
ここで、投影光学系３３０の波面（波面収差（光学性能））を測定する干渉計（測定装置）について説明する。かかる干渉計は、上述したように、エリアセンサ３５０と、物体面側測定マーク４００と、像面側測定マーク５００とから構成される。なお、物体面側測定マーク４００を照明する光は、照明装置３１０から射出される露光光を利用する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
図９は、レチクルステージ３２０に配置された物体面側測定マーク４００を示す概略平面図である。図１０は、ウェハステージ３４０に配置された像面側測定マーク５００を示す概略平面図である。物体面側測定マーク４００及び像面側測定マーク５００は、３つ以上の測定方向、本実施形態では、４つの測定方向の一次波面を測定するための測定パターン群である。具体的には、露光装置３００の上下方向をＺ軸、奥行き方向をＹ軸（基準方向）、Ｚ軸及びＹ軸に直交する方向をＸ軸とする。その場合、投影光学系３３０のＸＹ平面において、Ｘ軸となす角が０°、４５°、９０°及び１３５°の測定方向の一次波面（第１の一次波面、第３の一次波面、第２の一次波面、第４の一次波面）を測定することができる。
【手続補正１３】
【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１の測定用パターン４１０Ａは、例えば、測定方向を０°（第１の測定方向）とし、２つのスリット４１２Ａ（物体面側スリット又は物体面側０°スリット）及び４１４Ａを有する。スリット４１２Ａの短手方向の幅（スリット幅）ｄは、投影光学系３３０の物体面側の開口数をｎａ、照明装置３１０からの光（露光光）の波長をλとしたとき、ｄ＝０．５×λ／ｎａ程度である。また、スリット４１４Ａの短手方向の幅（スリット幅）は、スリット４１２Ａと同じ又はスリット４１２Ａよりも広いスリットである。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
第１の測定用パターン４１０Ａの像は、投影光学系３３０を介して、像面側測定マーク５００の第１の測定用パターン５１０Ａ（像面側０°スリット）上に結像される。第１の測定パターン５１０Ａは、２つのスリット４１２Ａ及び４１４Ａと同一方向に形成された２つのスリット５１２Ａ及び５１４Ａを有する。スリット５１２Ａ（第２の像面側スリット）は、投影光学系３３０の回折限界よりも十分大きな短手方向の幅（スリット幅）を有する。また、スリット５１４Ａ（第１の像面側スリット）の短手方向の幅（スリット幅）Ｄは、投影光学系３３０の像面側の開口数をＮＡ、照明装置３１０からの光（露光光）の波長をλとしたとき、Ｄ＝０．５×λ／ＮＡ程度である。
【手続補正１５】
【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】
続いて、レチクルステージ３２０を移動させる又は図示しない照明光学系の照明領域を変更する。そして、物体面側測定マーク４００の第１の測定用パターン４１０Ａに直交する（即ち、測定方向を９０°（第２の測定方向）とする）第２の測定用パターン４１０Ｂ（物体面側９０°スリット）を照明する。これにより、第２の測定用パターン４１０Ｂの像が、投影光学系３３０を介して、像面側測定マーク５００の第２の測定用パターン５１０Ｂ（像面側９０°スリット）上に結像される。そして、第１の測定用パターン４１０Ａと同様に、投影光学系３３０の第２の一次波面を得ることができる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
このようにして得られた２つの一次波面（即ち、第１の一次波面及び第２の一次波面の検出結果）から投影光学系３３０の第１の波面Ｗ（０°）を取得する。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
更に、第１の波面Ｗ（０°）と同様に、投影光学系３３０の第２の波面Ｗ（４５°）を得る。具体的には、第１の測定方向を４５°回転させた測定方向（第３の測定方向）である物体面側測定マーク４００の第３の測定用パターン４１０Ｃ（物体面側４５°スリット）を用いる。また、測定方向が４５°である像面側測定マーク５００の第３の測定用パターン５１０Ｃ（像面側４５°スリット）を用いる。また、これに直交する方向である第４の測定用パターン４１０Ｄ及び５１０Ｄを用いる。なお、第４の測定用パターン４１０Ｄ（物体面側１３５°スリット）及び５１０Ｄ（像面側１３５°スリット）は、測定方向が１３５°（第４の測定方向）であるともいえる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７３】
このように、露光装置３００は、簡易な干渉計（即ち、物体面側測定マーク４００、像面側測定マーク５００及びエリアセンサ３５０）を用いて、被検光学系である投影光学系３３０の瞳全域の収差情報（波面収差）を高精度に測定することができる。