(57)【要約】【課題】装置内の炭化水素成分がピンホールにコンタミネーションとなって付着するのを確実に防止できるような波面収差測定装置を提供する。【解決手段】光源１から出射されたＥＵＶ光は、照明光学系２及びピンホール部材３上のピンホール３ａを通り、回折格子４で複数のビームに分割されて被検光学系６に入射する。被検光学系６から出射した０次光はピンホール７ａを通過して参照波面１０となり、１次光は窓７ｂを通過して被検光学系６の波面収差を含む被検波面１１となる。参照波面１０と被検波面１１は、干渉縞撮像装置（ＣＣＤ）９上に干渉縞を形成する。この干渉縞を解析することで、被検光学系６の波面収差を計測する。ピンホール部材３及びピンホールマスク７はいずれも酸素を吸着するアルミニウムの薄膜でできており、これらに酸素供給パイプ１２ａ及び１２ｂから酸素を吹き付けて、ピンホール周りの炭化水素成分を除去する。【選択図】  図１
2004294323.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微小なピンホールに照明光を当て、該ピンホールから発せられる球面波を被検光学系に照射し、該被検光学系から出射される光を観測することにより前記被検光学系の波面収差を測定する装置であって、
前記ピンホールの形成されているピンホール部材が酸素等の酸化性のガスを吸着しやすい材料からなるか、又は、酸素等の酸化性のガスを吸着しやすい材料でコーティングされており、
該ピンホール部材のピンホール周辺部に酸化性のガスを当てる手段が設けられていることを特徴とする波面収差測定装置。
【請求項２】
微小なピンホールに照明光を当て、ピンホールから発せられる球面波を被検光学系に照射し、該被検光学系から出射される光を観測することにより前記被検光学系の波面収差を測定する装置であって、
光源を含む照明光学系と、
該照明光学系からの照明光を受け、前記球面波を発生させる第１のピンホールの形成されているピンホール部材と、
前記被検光学系による前記ピンホール部材の結像位置に配置されている、第２のピンホール及び被検光の通過する窓を含むマスク部材と、
前記ピンホール部材及び前記マスク部材の間の光路中に配置され、複数の回折光を前記マスク部材へ到着させるように構成された回折格子と、
前記マスク部材の第２のピンホールから発生した参照球面波と、前記マスク部材の窓を通過した被検光とが形成する干渉縞を観察する手段と、を具備し、
前記ピンホール部材及びマスク部材が、酸素等の酸化性のガスを吸着しやすい材料からなるか、又は、酸素等の酸化性のガスを吸着しやすい材料でコーティングされており、
該ピンホール部材及びマスク部材のピンホール周辺部に酸化性のガスを当てる手段が設けられていることを特徴とする波面収差測定装置。
【請求項３】
前記酸素等の酸化性のガスを吸着しやすい材料が、酸素を吸着しやすいが、炭化水素は吸着しにくい材料であることを特徴とする請求項１又は２記載の波面収差測定装置。
【請求項４】
前記酸素等の酸化性のガスを吸着しやすいピンホール部材を構成する材料が、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、シリコン（Ｓｉ）及び白金（Ｐｔ）からなる群から選択されたものであるか、
前記ピンホール部材のコーティング材料がアルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、シリコン（Ｓｉ）、白金（Ｐｔ）及びニッケル（Ｎｉ）からなる群から選択されたものであることを特徴とする請求項３記載の波面収差測定装置。
【請求項５】
前記ピンホール部材が、
ＥＵＶ光遮蔽性で強度のある基板と、
該基板上にコーティングされた酸素等の酸化性のガスを吸着しやすい材料層と、を有することを特徴とする請求項１又は２記載の波面収差測定装置。
【請求項６】
前記基板が、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）及び金（Ａｕ）からなる群から選択された材料からなり、
前記酸素等の酸化性のガスを吸着しやすい材料層がシリコン（Ｓｉ）、タンタル（Ｔａ）、金（Ａｕ）及び白金（Ｐｔ）からなる群から選択された材料からなることを特徴とする請求項５記載の波面収差測定装置。
【請求項７】
微小なピンホールに照明光を当て、該ピンホールから発せられる球面波を被検光学系に照射し、該被検光学系から出射される光を観測することにより前記被検光学系の波面収差を測定する方法であって、
前記ピンホールの形成されているピンホール部材が酸素等の酸化性のガスを吸着しやすい材料からなるか、又は、酸素等の酸化性のガスを吸着しやすい材料でコーティングされており、
該ピンホール部材のピンホール周辺部に酸化性のガスを当てて吸着させ、ピンホール周辺部の炭化水素成分を酸化させて除去することを特徴とする波面収差測定方法。
【請求項８】
投影光学系の波面収差測定装置であって、
該投影光学系の物面に配置された、第１ピンホールを有するピンホール部材と、
該ピンホールを照明する照明光学系と、
該投影光学系の前又は後ろに配置された回折格子と、
該投影光学系の像面に配置された、第２ピンホールと開口を有するマスク部材と、
該第２ピンホールと該開口を通った光束により形成される干渉縞を観察する撮像装置と、を有し、
該ピンホールを有するピンホール部材及び／又は該マスク部材の基材表面が光触媒特性を有する物質により被覆されていることを特徴とする波面収差測定装置。
【請求項９】
投影光学系の波面収差測定装置であって、
該投影光学系の物面に配置された、ピンホールを有するピンホール部材と、
該ピンホールを照明する照明光学系と、
該投影光学系の像面に配置された、半透膜ピンホールを有する半透膜部材と、該半透膜ピンホールから出た参照球面波と該半透膜を通った光束により形成される干渉縞を観察する撮像装置と、を有し、
該ピンホールを有するピンホール部材及び／又は該半透膜ピンホールを含む半透膜部材の基材表面が光触媒特性を有する物質により被覆されていることを特徴とする波面収差測定装置。
【請求項１０】
請求項８に記載された波面収差測定装置であって、
前記第１ピンホール及び／又は第２ピンホール周辺部付近に水蒸気又は酸素を供給する手段を有することを特徴とする波面収差測定装置。
【請求項１１】
請求項９に記載された波面収差測定装置であって、
前記ピンホール及び／又は半透膜ピンホール周辺部付近に水蒸気又は酸素を供給する手段を有することを特徴とする波面収差測定装置。
【請求項１２】
請求項８乃至１１のいずれかに記載された波面収差測定装置であって、
前記光触媒特性を有する物質が、ＧａＰ、ＺｒＯ２、ＣｄＳ、ＫＴａＯ３、ＫＴａｘＮｂｙ、ＣｄＳｅ、ＳｒＴｉＯ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｎＯの内から選択されていることを特徴とする波面収差測定装置。
【請求項１３】
微小なピンホールに照明光を当て、ピンホールから発せられる球面波を被検光学系に照射し、該被検光学系から出射される光を観測することにより前記被検光学系の波面収差を測定する装置であって、
光源を含む照明光学系と、
該照明光学系からの照明光を受け、前記球面波を発生させるピンホールの形成されているピンホール部材と、
前記被検光学系による前記ピンホール部材の結像位置に配置されている、半透膜ピンホールを含む半透膜部材と、
前記半透膜ピンホールから発生した参照球面波と、前記半透膜を通過した被検光とが形成する干渉縞を観察する手段と、を具備し、
前記ピンホール部材及び半透膜部材が、酸素等の酸化性のガスを吸着しやすい材料からなるか、又は、酸素等の酸化性のガスを吸着しやすい材料でコーティングされており、
該ピンホール部材及び半透膜部材の半透膜ピンホール周辺部に酸化性のガスを当てる手段が設けられていることを特徴とする波面収差測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、結像光学系における波面収差の精密測定に用いる、点回折干渉方式波面収差測定装置に関する。特には、信頼性の高い測定を行うことができ、メンテナンスの楽な波面収差測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体集積回路の微細化に伴い、光の回折限界によって制限される光学系の解像力を向上させるために、現在主流である可視光や紫外光に代えて、これらよりも波長の短いＥＵＶ光（軟Ｘ線、波長１１〜１３ｎｍ）を使用した投影リソグラフィ技術が開発されている。
【０００３】
ところが、このようなＥＵＶ光を低吸収で透過させる材料は現在のところないので、ＥＵＶ光の集光や発散等の光学的制御を光学レンズを用いて行うことはできない。そこで、ＥＵＶ露光装置においては、反射光学系を用いることを前提に開発が進められている。
【０００４】
ＥＵＶ露光装置の反射光学系においては、反射多層膜がコーティングされた多層膜反射鏡を用いることが計画されている。多層膜反射鏡は、多層膜の各界面における反射光の位相を一致させ、干渉によって高い反射率を得ようとするものである。
【０００５】
半導体集積回路の露光・転写に用いられる投影光学系は、精緻な回路パターンを精確に転写するために、収差を極限まで低減させる必要がある。したがって、投影光学系を製作する際には、投影光学系の波面収差を精確に測定する測定装置が必要となる。
【０００６】
波面収差の測定方法の一つに、点回折干渉法（Ｐｏｉｎｔ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ；  ＰＤＩともいう。）がある。点回折干渉法とは、微小なピンホールを用いて理想的な球面波を形成し、この球面波を参照波面として被検光学系の波面収差を高精度で測定する方法である。このようなＰＤＩには、半透膜ピンホールを使った古典的なＰＤＩ（非特許文献１参照。）や、グレーティングを使った位相シフト型のＰＳ／ＰＤＩ（非特許文献２参照。）等がある。
【０００７】
十分な精度の測定を行うには、ＰＤＩに用いられるピンホールの径は、おおよそλ／（２ＮＡ）以下であることが求められる。実用のＥＵＶ露光装置においては、一例でウェハ側ＮＡ＝０．２５、波長λ＝１３．５ｎｍであるので、ピンホール径は２７ｎｍと、非常に小さくなる。一方、マスク側では、ＮＡ＝０．０６２５、λ＝１３．５ｎｍであるので、ピンホールサイズは約１００ｎｍとなる。
【０００８】
上述の点回折干渉計においては、このような微小なピンホールを通ってきた光のみを波面収差測定に用いることができる。したがって、測定に十分な光量を確保するために輝度の非常に高い光源が必要となる。また、測定は、現実的な時間で終えなければならない。このような高輝度の光源としては、Ｕｎｄｕｌａｔｏｒ（シンクロトロン）タイプの放射光光源がある。
【０００９】
【非特許文献１】
ダニエル・マラカラ（Ｄａｎｉｅｌ  Ｍａｌａｃａｒａ）著、「オプティカルショップテスティング（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｈｏｐ  Ｔｅｓｔｉｎｇ）」、（米国）、第２版、ジョン・ヴィレイ・アンド・サンズ・インク（Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ，  Ｉｎｃ．）、１９９１年１１月１日、ｐ．
【非特許文献２】
エイチ・メデッキ（Ｈ．  Ｍｅｄｅｃｋｉ）、外３名（米国バークレー研究所）、「位相シフト型点回折干渉計（Ｐｈａｓｅ−ｓｈｉｆｔｉｎｇ  ｐｏｉｎｔ  ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ）」、「光学雑誌（Ｏｐｔｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ）」、（米国）、米国光学会（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａ）、１９９６年１０月、第２１巻、ｐ．１５２６
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような点回折干渉計内において、ピンホール及びピンホールの周辺部に炭化水素成分が存在している状況下で強いＥＵＶ光が照射されると、これらの炭化水素成分がコンタミネーションとなってピンホールに付着して、ピンホールを詰まらせてしまうおそれがある。
【００１１】
この問題に対し、非特許文献２は、ピンホール及びピンホールの周囲に酸素を吹き付けて、炭化水素がコンタミネーションとして付着するのを防止する方法を開示している。しかしながら、非特許文献２の方法を実験により検証したところ、ピンホールへのコンタミネーションの付着を完全に防ぐことはできなかった。
このため、波面収差を安定して測定することができず、波面収差測定の再現性を調べて、測定値の信頼性を評価することが困難であった。さらに、ピンホールが詰まって使えなくなるため、ピンホールを頻繁に交換する必要が生じるという問題もあった。
上記の点に鑑み、本発明は、装置内の炭化水素成分がピンホールにコンタミネーションとなって付着するのを確実に防止できるような波面収差測定装置及び方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、本発明の波面収差測定装置は、微小なピンホールに照明光を当て、該ピンホールから発せられる球面波を被検光学系に照射し、該被検光学系から出射される光を観測することにより前記被検光学系の波面収差を測定する装置であって、前記ピンホールの形成されているピンホール部材が酸素等の酸化性のガスを吸着しやすい材料からなるか、又は、酸素等の酸化性のガスを吸着しやすい材料でコーティングされており、該ピンホール部材のピンホール周辺部に酸化性のガスを当てる手段が設けられていることを特徴とする。
本発明の波面収差測定装置によれば、ピンホール及びその周辺部に酸素等の酸化性のガスを吸着させることができるので、ピンホール周辺に存在する炭化水素成分を効率良く酸化させて除去することができる。なお、酸化性のガスとしては、酸素、酸素ラジカル、オゾンなどを用いることができる。
【００１３】
本発明の波面収差測定装置は、微小なピンホールに照明光を当て、ピンホールから発せられる球面波を被検光学系に照射し、該被検光学系から出射される光を観測することにより前記被検光学系の波面収差を測定する装置であって、光源を含む照明光学系と、該照明光学系からの照明光を受け、前記球面波を発生させる第１のピンホールの形成されているピンホール部材と、前記被検光学系による前記ピンホール部材の結像位置に配置されている、第２のピンホール及び被検光の通過する窓を含むマスク部材と、前記ピンホール部材及び前記マスク部材の間の光路中に配置され、複数の回折光を前記マスク部材へ到着させるように構成された回折格子と、前記マスク部材の第２のピンホールから発生した参照球面波と、前記マスク部材の窓を通過した被検光とが形成する干渉縞を観察する手段と、を具備し、前記ピンホール部材及びマスク部材が、酸素等の酸化性のガスを吸着しやすい材料からなるか、又は、酸素等の酸化性のガスを吸着しやすい材料でコーティングされており、該ピンホール部材及びマスク部材のピンホール周辺部に酸化性のガスを当てる手段が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
本発明においては、前記酸素等の酸化性のガスを吸着しやすい材料が、酸素を吸着しやすいが、炭化水素は吸着しにくい材料であるものとすることが好ましい。そのような材料の候補については後述する。
【００１５】
上記の波面収差測定装置においては、前記酸素等の酸化性のガスを吸着しやすいピンホール部材を構成する材料が、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、シリコン（Ｓｉ）及び白金（Ｐｔ）からなる群から選択されたものであるか、前記ピンホール部材のコーティング材料がアルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、シリコン（Ｓｉ）、白金（Ｐｔ）及びニッケル（Ｎｉ）からなる群から選択されたものとすることができる
。
これらは、薄膜化が容易で、ピンホール等の微細加工も容易である点で好ましい。
【００１６】
本発明の波面収差測定装置は、前記ピンホール部材が、ＥＵＶ光遮蔽性で強度のある基板と、該基板上にコーティングされた酸素等の酸化性のガスを吸着しやすい材料層と、を有するものとすることができる。
【００１７】
上記の波面収差測定装置においては、前記基板が、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）及び金（Ａｕ）からなる群から選択された材料からなり、前記酸素等の酸化性のガスを吸着しやすい材料層がシリコン（Ｓｉ）、タンタル（Ｔａ）、金（Ａｕ）及び白金（Ｐｔ）からなる群から選択された材料からなるものとすることができる。
ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、金（Ａｕ）は、ＥＵＶ光に対する遮蔽性を有し、適度な剛性をもっており、また、熱伝導性がよいので、ピンホールの基板材料として好適である。また、シリコンは、酸素を吸着するが、炭化水素やその酸化後の生成物を吸着しないので、シリコンをコーティングすることにより、効果的なコンタミネーション除去を行うことができる。
【００１８】
本発明の波面収差測定方法は、微小なピンホールに照明光を当て、該ピンホールから発せられる球面波を被検光学系に照射し、該被検光学系から出射される光を観測することにより前記被検光学系の波面収差を測定する方法であって、前記ピンホールの形成されているピンホール部材が酸素等の酸化性のガスを吸着しやすい材料からなるか、又は、酸素等の酸化性のガスを吸着しやすい材料でコーティングされており、該ピンホール部材のピンホール周辺部に酸化性のガスを当てて吸着させ、ピンホール周辺部の炭化水素成分を酸化させて除去することを特徴とする。
本発明の波面収差測定方法によれば、ピンホール及びその周辺部に酸素等の酸化性のガスを吸着させることができるので、ピンホール周辺に存在する炭化水素成分を効率良く酸化させて除去することができる。
【００１９】
本発明の他の波面収差測定装置は、投影光学系の波面収差測定装置であって、該投影光学系の物面に配置された、第１ピンホールを有するピンホール部材と、該ピンホールを照明する照明光学系と、該投影光学系の前又は後ろに配置された回折格子と、該投影光学系の像面に配置された、第２ピンホールと開口を有するマスク部材と、該第２ピンホールと該開口を通った光束により形成される干渉縞を観察する撮像装置と、を有し、該ピンホールを有するピンホール部材及び／又は該マスク部材の基材表面が光触媒特性を有する物質により被覆されていることを特徴とする。
【００２０】
上記の波面収差測定装置においては、前記第１ピンホール及び／又は第２ピンホール周辺部付近に水蒸気又は酸素を供給する手段を有するものとすることができる。
【００２１】
本発明の他の波面収差測定装置は、投影光学系の波面収差測定装置であって、該投影光学系の物面に配置された、ピンホールを有するピンホール部材と、該ピンホールを照明する照明光学系と、該投影光学系の像面に配置された、半透膜ピンホールを有する半透膜部材と、該半透膜ピンホールから出た参照球面波と該半透膜を通った光束により形成される干渉縞を観察する撮像装置と、を有し、該ピンホールを有するピンホール部材及び／又は該半透膜ピンホールを含む半透膜部材の基材表面が光触媒特性を有する物質により被覆されていることを特徴とする。
【００２２】
上記の波面収差測定装置においては、前記ピンホール及び／又は半透膜ピンホール周辺部付近に水蒸気又は酸素を供給する手段を有するものとすることができる。
【００２３】
上記の波面収差測定装置においては、前記光触媒特性を有する物質が、ＧａＰ、ＺｒＯ２、ＣｄＳ、ＫＴａＯ３、ＫＴａｘＮｂｙ、ＣｄＳｅ、ＳｒＴｉＯ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｎＯの内から選択されているものとすることができる。
【００２４】
本発明の他の波面収差測定装置は、微小なピンホールに照明光を当て、ピンホールから発せられる球面波を被検光学系に照射し、該被検光学系から出射される光を観測することにより前記被検光学系の波面収差を測定する装置であって、光源を含む照明光学系と、該照明光学系からの照明光を受け、前記球面波を発生させるピンホールの形成されているピンホール部材と、前記被検光学系による前記ピンホール部材の結像位置に配置されている、半透膜ピンホールを含む半透膜部材と、前記半透膜ピンホールから発生した参照球面波と、前記半透膜を通過した被検光とが形成する干渉縞を観察する手段と、を具備し、前記ピンホール部材及び半透膜部材が、酸素等の酸化性のガスを吸着しやすい材料からなるか、又は、酸素等の酸化性のガスを吸着しやすい材料でコーティングされており、該ピンホール部材及び半透膜部材の半透膜ピンホール周辺部に酸化性のガスを当てる手段が設けられていることを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る波面収差測定装置を模式的に示す図である。
図１に示す波面収差測定装置は、左から順に光源１、照明光学系２、酸素供給パイプ１２ａ、ピンホール部材３、回折格子（グレーティング）４、位相シフト用グレーティング駆動装置５、被検光学系６、被検光学系保持装置８、酸素供給パイプ１２ｂ、ピンホールマスク７及び干渉縞撮像装置（ＣＣＤ）９を含んでいる。ＥＵＶ光は大気に吸収されて減衰するため、これらの装置はすべて真空チャンバ１３の中に配置されている。
【００２６】
以下、波面収差を測定する方法について説明する。本実施形態の波面収差測定の原理は上述のＰＳ／ＰＤＩ法によるものである。
光源１は、所定の波長（例えば、１３．５ｎｍ）のＥＵＶ光を照明光学系２に出射する。このような光源としては、シンクロトロン放射光源、レーザプラズマ光源、放電プラズマ光源等がある。
照明光学系２は、例えば、凹面鏡によって構成されており、光源１から入射したＥＵＶ光を集光して光の強度を上げるとともに、光をピンホール（第１のピンホール）３ａの方向に向けて出射する。
【００２７】
ピンホール部材３は、酸素を吸着しやすいアルミニウム（Ａｌ）の薄膜あるいは薄板にピンホール３ａが形成されてできている。ピンホール３ａの径は、被検光学系５の物体側（入射側）ＮＡとＥＵＶ光の波長λから、λ／（２ＮＡ）で与えられる。ピンホール３ａを通ったＥＵＶ光はほぼ理想的な球面波となり、回折格子４に入射する。
【００２８】
ピンホール部材３の照明される側（図の左側）には、酸素供給パイプ１２ａが配置されている。酸素供給パイプ１２ａは、ピンホール部材３のピンホール３ａ及びその周辺部に酸素を吹き付ける。この吹き付けられた酸素は、アルミニウム製のピンホール部材３に吸着されて、ピンホール３ａ付近に付着している炭化水素成分を効率よく酸化させる。これにより、炭化水素成分がコンタミネーションとしてピンホール３ａに付着するのを防いでいる。炭化水素成分が酸化されて発生した二酸化炭素や水は、チャンバ１３の排気系（図示されていない。）から排出される。
【００２９】
回折格子（グレーティング）４は、入射光を複数のビームに分割する。この際、回折格子４のピッチ方向の位置に応じて、出射される回折光の位相がシフトする。位相シフト用グレーティング駆動装置５は、出射される回折光の位相が所定の量だけシフトするように、回折格子４を駆動して位置を制御する。
回折格子４によって分割された複数のビームは、波面収差を測定する対象である被検光学系６に集光する。被検光学系６は、被検光学系保持装置８によって所定の位置に保持されている。
【００３０】
図２は、被検光学系の一構成例を模式的に示す図である。
被検光学系６は、例えば、ＥＵＶ光を用いた露光装置に適用される投影光学系等である。
図２に示す被検光学系６は、２枚の凸面鏡２１ａ、２１ｂ及び２枚の凹面鏡２２ａ、２２ｂを含んでいる。
回折格子４で分割されたＥＵＶ光は、図の左上側から被検光学系６に入射する。そして、凸面鏡２１ａ（右上）、凹面鏡２２ａ（左上）、凸面鏡２１ｂ（右下）、凹面鏡２２ｂ（左下）の順に反射されて、図の右下から出射する。この出射光は、被検光学系６内の反射鏡２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂの歪み等の情報（波面収差）を含んでいる。
図１に示すように、被検光学系６から出射した光は、アルミニウム製のピンホールマスク（マスク部材）７に集光される。
【００３１】
ピンホールマスク７の照明される側（図の左側）には、酸素供給パイプ１２ｂが配置されている。酸素供給パイプ１２ｂは、上述の酸素供給パイプ１２ａと同様に、ピンホールマスク７のピンホール７ａ及びその周辺部に酸素を吹き付け、アルミニウム製のピンホールマスク７に酸素を吸着させて、ピンホール７ａ付近に付着している炭化水素成分を効率よく酸化させる。なお、本実施形態では酸素を使用しているが、酸素ラジカル、オゾン等の酸化性のガスを用いてもよい。
【００３２】
図３は、ピンホールマスクの構成例を示す図である。図３（Ａ）は、ピンホールマスクの平面図であり、図３（Ｂ）は、ピンホールマスクの断面図である。
図３に示すピンホールマスク７は、ピンホール部材３と同様にアルミニウム製の薄膜又は薄板でできており、右側にピンホール（第２のピンホール）７ａと左側に矩形の窓（開口部）７ｂを有している。
回折格子４で複数のビームに分割されたビームのうち、０次光はピンホール７ａに、１次光は窓７ｂにそれぞれ集光され、その他の次数の光はピンホールマスク６によって遮蔽される。
【００３３】
図１に示すように、ピンホール７ａを通過した０次光は、ほぼ理想的な球面波（参照波面１０）となり、窓７ｂを通過した１次光は、被検波面１１となる。被検波面１１は、被検光学系６の波面収差を含んでいる。
参照波面１０と被検波面１１とは、互いに干渉しあって、干渉縞撮像装置（例えば、ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ））９上に干渉縞を形成する。この干渉縞を解析することで、被検光学系６の波面収差を計測できる。
【００３４】
本実施形態によれば、ピンホール部材３及びピンホールマスク７として、酸素を吸着しやすいアルミニウムの薄膜乃至薄板を使用することにより、コンタミネーションの原因となる炭化水素成分を効果的に除去することができる。
【００３５】
次に、本発明の第１の実施形態に係るピンホール部材３及びピンホールマスク７の製造方法について説明する。ピンホール部材３及びピンホールマスク７は、ともにアルミニウムの薄膜乃至薄板であり、製造方法はほぼ同じであるため、図４を参照しながら、まとめて説明する。
図４は、本発明の第１の実施形態に係る波面収差測定装置に用いるピンホール部材３及びピンホールマスク７の製造方法を示す断面図である。
まず、図４（Ａ）に示すシリコン（Ｓｉ）基板３１を用意する。
次に、シリコン基板３１の図中上面に、アルミニウム膜３２ｂをスパッタにより成膜する（図４（Ｂ））。
そして、シリコン基板３１をエッチングにより除去する（図４（Ｃ））。このとき、アルミニウム膜３２ｂの剛性を保つために、シリコン基板３１の一部を枠として図４（Ｃ）の膜３２ｂの左右下側に残しておいてもよい。この場合、シリコン基板３１をエッチングする前に、シリコン基板３１の図４（Ｂ）下面の所定の場所にレジストを塗布してからエッチングを行う。
最後に、アルミニウム膜３２ｂの所定の箇所に、集束イオンビーム（ｆｏｃｕｓｅｄ  ｉｏｎ  ｂｅａｍ；ＦＩＢ）によりピンホール３２ａを形成する（図４（Ｄ））。ピンホールマスク７の作製に当たっては、さらに、アルミニウム膜３２ｂに窓（図３の７ｂ）を形成する。
このようにして出来上がった、ピンホール部材３２の厚さ（ｄ１）は、一例で１５０〜２００ｎｍであり、ピンホール３２ａの径（ｄｈｏｌｅ）は、およそ１００ｎｍ程度である。
【００３６】
本実施形態においては、ピンホール部材３及びピンホールマスク７の材料として、アルミニウムを使用したが、酸素を吸着しやすく、ＥＵＶ光に対する透過率が低く、加工性のよいほかの材料を用いてもよい。このような材料としては、タンタル（Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、白金（Ｐｔ）等の金属が挙げられる。また、同様の性質を有する化合物や酸化物でもよい。
【００３７】
なお、ピンホール（３ａ、７ａ）には、非常に強いＥＵＶ光が照射されるので、熱の発生に伴う問題（ピンホールの熱膨張等）も生じ得る。このため、ピンホール部材３及びピンホールマスク７の材料は、熱伝導率が高く、照射による熱を早く逃がすことのできるものであることが望ましい。このような材料としては、表１に示す金属等が考えられる。
表１に金属の各種気体に対する化学吸着活性を示す（実用真空技術総覧編集委員会編、「実用真空技術総覧」、６４頁表１．５より抜粋。）。表１によると、金（Ａｕ）、セレン（Ｓｅ）、テルル（Ｔｅ）以外の金属は酸素を吸着するので、本発明のピンホール部材３及びピンホールマスク７の材料としては好適である。
また、表１において、酸素は吸着するが、炭化水素（アセチレン（Ｃ２Ｈ２）、エチレン（Ｃ２Ｈ４））や炭化水素を酸化した後に生成する物質（一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ２））を吸着しないＥ群の金属は、ピンホール部材３及びピンホールマスク７の材料として理想的である。しかしながら、Ｅ群の金属は、ピンホールとしての加工性や強度に問題がある。Ｅ群の金属を用いる方法については、以下の第２の実施形態において説明する。
【表１】
2004294323.tif 000003
【００３８】
また、上記のピンホール部材３及びピンホールマスク７の材料としては、光触媒特性を有する物質を用いることもできる。光触媒特性を有する物質としては、ＧａＰ、ＺｒＯ２、ＣｄＳ、ＫＴａＯ３、ＫＴａｘＮｂｙ、ＣｄＳｅ、ＳｒＴｉＯ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＺｎＯ等を挙げることができる。この場合、酸素供給パイプ１２ａ及び１２ｂに替えて、又は、加えて水又は水蒸気を吹き付ける手段を設けることとする。光触媒特性を有する物質からなるピンホール部材３及びピンホールマスク７に水（水蒸気）を吹き付けると分解されてＯＨラジカル等が発生する。ＯＨラジカル等は有機物を分解する性質を有するので、コンタミネーションの原因となる炭化水素を分解して容易に除去することができる。
なお、上記のような光触媒特性を有する物質からピンホール部材３及びピンホールマスク７を作成する方法は、上記とほぼ同様であり、光触媒特性を有する物質を酸素雰囲気中、又は、酸素を供給しながら反応性スパッタリングにより形成する。
【００３９】
以下に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態の波面収差測定装置の基本的な構成は、図１に示した第１の実施形態（ＰＳ／ＰＤＩ法）と同様であるため説明を省略する。本実施形態においては、ピンホール部材３及びピンホールマスク７の構成が第１の実施形態とは異なる。
【００４０】
図５は、本発明の第２の実施形態に係る波面収差測定装置に用いるピンホール部材及びピンホールマスクの製造方法を示す断面図である。
まず、図５（Ａ）に示すシリコン基板５１を用意する。
次に、図５（Ｂ）に示すように、シリコン基板５１の図中上面にニッケル（Ｎｉ）膜（ピンホール基材）５２ｂをスパッタにより成膜する。
そして、シリコン基板５１をエッチングにより除去する（図５（Ｃ））。この場合も、必要であれば、上述の第１の実施形態と同様に、ニッケル膜５２ｂの周りにシリコン基板５１の一部を枠状に残しておいてもよい。
ニッケル膜（ピンホール基材）５２ｂの所定の箇所に、集束イオンビーム（ｆｏｃｕｓｅｄ  ｉｏｎ  ｂｅａｍ；ＦＩＢ）によりピンホール５２ａを形成する（図５（Ｄ））。ピンホールマスク７の作製に当たっては、さらに、ニッケル膜（ピンホール基材）５２ｂに窓（図３の７ｂ）を形成する。
最後に、ピンホール基材５２ｂにシリコン５２ｃをスパッタによりコーティングする。このとき、ピンホール５２ａの内側にもシリコンをコーティングする。なお、図５（Ｅ）においては、シリコン５２ｃは、ピンホール基材５２ｂの両面にコーティングされているが、片面（波面収差測定装置（図１）内にあってＥＵＶ光に曝される左側の面）及びピンホール５２ａ内側に成膜するだけでもよい。
このようにして出来上がった、ピンホール部材５２の厚さは、一例で２００ｎｍ（ピンホール基材５２ｂ：１５０ｎｍ、シリコン膜５２ｃ：２５＋２５ｎｍ）であり、ピンホール５２ａの径は、およそ１００ｎｍ程度である。
【００４１】
本実施形態においては、ピンホール基材５２ｂとしてニッケルを用いたが、ＥＵＶ光に対する透過率の低いほかの物質（タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）等）を用いてもよい。また、ピンホール基材５２ｂをコーティングする材料として、シリコンを用いているが、このほかの酸素を吸着する材料を用いてもよい。とりわけ、酸素を吸着し、炭化水素（アセチレン、エチレン）や炭化水素の酸化後の生成物（一酸化炭素、二酸化炭素）を吸着しない表１のＥ群の金属は、コーティング材料として最適である。また、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）などは触媒作用により酸素ラジカルを形成する光触媒として作用する。
【００４２】
本実施形態によれば、ピンホール基材５２ｂをＥＵＶ光に対する透過率の低いニッケルで作製し、酸素を吸着しやすく、且つ、炭化水素成分を吸着しにくいシリコンで同基材５２ｂをコーティングすることで、より効果的に炭化水素成分がコンタミネーションとして付着するのを防ぐことができる。
また、本実施形態によれば、ピンホールの材料として理想的ではあるが、ＥＵＶ光に対する遮光性や加工性や強度に難点のあった、表１のＥ群の金属をピンホール部材の材料として用いることが可能になる。
【００４３】
なお、本実施形態において、ピンホール部材及びピンホールマスクは同一の構成となっているが、いずれか一方（例えば、ピンホールの径が小さく、詰まり易いピンホールを有する方）のみに採用するのであってもよい。また、ピンホール部材及びピンホールマスクのいずれか一方に第１の実施形態のピンホール部材（図４参照。）を使用してもよい。
【００４４】
図６は、本発明の第３の実施形態に係る波面収差測定装置を模式的に示す図である。
図６に示す波面収差測定装置は、左から順に光源６０１、照明光学系６０２、酸素供給パイプ６１２ａ、ピンホール部材６０３、被検光学系６０６、被検光学系保持装置６０８、酸素供給パイプ６１２ｂ、半透膜ピンホール部材６０７及び干渉縞撮像装置（ＣＣＤ）６０９を含んでいる。これらの装置はすべて真空チャンバ６１３の中に配置されている。
【００４５】
以下、波面収差を測定する方法について説明する。本実施形態の波面収差測定は上述の古典的なＰＤＩ法によるものである。
光源６０１から出射したＥＵＶ光は、照明光学系６０２を通ってピンホール部材６０３上のピンホール６０３ａに集光する。ピンホール部材６０３の照明される側（図の左側）には、コンタミネーションがピンホール６０３ａに付着するのを防ぐべく、酸素供給用パイプ６１２ａから酸素が供給されている。
ピンホール６０３ａを通過したＥＵＶ光は、回折効果によりほぼ理想的な球面波となって、被検光学系６０６に入射する。被検光学系６０６は、被検光学系保持装置６０８によって、波面収差測定装置内の所定の位置に保持されている。
【００４６】
上記の光源６０１、照明光学系６０２、被検光学系６０６、被検光学系保持装置６０８、酸素供給用パイプ６１２ａ及び６１２ｂの構成は第１の実施形態と同様である（図１、図２参照。）。また、ピンホール部材６０３としては、本発明の第１又は第２の実施形態において用いたピンホール部材を採用するものとする。
【００４７】
被検光学系６０６から出射したＥＵＶ光は、被検光学系６０６内の反射鏡の歪み等の情報（波面収差）を含んでおり、半透膜ピンホール部材６０７に集光される。ピンホールマスク６０７の照明される側（図の左側）には、酸素供給パイプ６１２ｂから酸素が吹き付けられている。
【００４８】
半透膜ピンホール部材６０７は、シリコンで作製されており、所定の箇所にピンホール６０７ａが設けられている。半透膜ピンホール部材６０７の厚さは、ＥＵＶ光に対する透過率が０．１〜１０％程度になるように調整されている。たとえば、ピンホール部材６０７の厚さが１５００ｎｍの場合の透過率は７．８％程度である。半透膜ピンホール部材６０７に照射されたＥＵＶ光の一部は、ピンホール６０７ａを通過することにより理想的な球面波（参照波面６１０）となり、半透膜ピンホール基材６０７ｂを透過したＥＵＶ光は、被検波面６１１となる。
被検波面６１１は、被検光学系６０６の波面収差を含んでいる。
参照波面６１０と被検波面６１１とは、互いに干渉しあって、干渉縞撮像装置（ＣＣＤ）６０９上に干渉縞を形成する。この干渉縞を解析することで、被検光学系６０６の波面収差を計測する。
【００４９】
本実施形態によれば、半透膜ピンホール部材６０７として、酸素を吸着し、炭化水素や炭化水素を酸化した後に生成する物質を吸着しないシリコン（表１参照。）を用い、また、ピンホール部材６０３に本発明の第１又は第２の実施形態におけるピンホール部材を用いることにより、コンタミネーションの原因となる炭化水素成分を効果的に除去することができる。
【００５０】
以下に、半透膜ピンホール部材６０７を製造する方法について説明する。
図７は、本発明の第３の実施形態に係る波面収差測定装置に用いる半透膜ピンホール部材の製造方法を示す断面図である。
まず、図７（Ａ）に示すように、シリコン支持基板７１の上面に酸化シリコン（ＳｉＯ２）層７２とシリコン膜６０７ｂとが成膜されたＳＯＩウェハを用意する。このとき、完成時にＥＵＶ光に対する透過率が所望の値になるように、シリコン膜６０７ｂの厚さが調整されている。
次に、シリコン支持基板７１及び酸化シリコン層７２をエッチングにより順次除去する（図７（Ｂ）、図７（Ｃ））。この場合も、必要であれば、上述の第１・第２の実施形態と同様に、シリコン膜６０７ｂの周りにシリコン支持基板７１及び酸化シリコン層７２の一部を枠状に残しておいてもよい。
最後に、シリコン膜６０７ｂの所定の箇所に、集束イオンビーム（ｆｏｃｕｓｅｄ  ｉｏｎ  ｂｅａｍ；ＦＩＢ）により所定の径のピンホール６０７ａを形成する（図７（Ｄ））。
【００５１】
なお、本実施形態においては、半透膜ピンホール基材６０７ｂの材料にシリコンを用いたが、酸素を吸着しやすく、炭化水素等を吸着しにくく、ＥＵＶ光に対して高い透過率を有する材料であればこれに限らない。また、熱伝導率の高い材料であればなおよい。
【００５２】
また、上記のピンホール部材６０３の材料として、光触媒特性を有する物質を用いることもできる。この場合の作用・効果については、上述の場合と同様であるので説明を省略する。
【００５３】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明によると、ピンホール付近に強いＥＵＶ光が照射されることにより、ピンホール付近の炭化水素成分がコンタミネーションとなって付着し、ピンホールの目詰まりが起こるのを効果的に防ぐことができる。これにより、ピンホールを交換することなく、長時間に渡って安定した波面収差測定を繰り返し行うことが可能になるので、測定値の再現性を調べて、信頼性の高い測定を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る波面収差測定装置を模式的に示す図である。
【図２】被検光学系の一構成例を模式的に示す図である。
【図３】ピンホールマスクの構成例を示す図である。
（Ａ）  ピンホールマスクの平面図である。
（Ｂ）  ピンホールマスクの断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る波面収差測定装置に用いるピンホール部材３及びピンホールマスク７の製造方法を示す断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る波面収差測定装置に用いるピンホール部材及びピンホールマスクの製造方法を示す断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る波面収差測定装置を模式的に示す図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る波面収差測定装置に用いる半透膜ピンホール部材の製造方法を示す断面図である。
【符号の説明】
１  光源
２  照明光学系
３  ピンホール部材
３ａ  ピンホール
４  回折格子（グレーティング）
５  位相シフト用グレーティング駆動装置
６  被検光学系
７  ピンホールマスク
７ａ  ピンホール
７ｂ  窓（開口部）
８  被検光学系保持装置
９  干渉縞撮像装置（ＣＣＤ）
１０  参照波面
１１  被検波面
１２ａ、１２ｂ  酸素供給パイプ
１３  真空チャンバ
２１ａ、２１ｂ  凸面鏡
２２ａ、２２ｂ  凹面鏡
３１  シリコン基板
３２  ピンホール部材
３２ａ  ピンホール
３２ｂ  ピンホール基材（アルミニウム膜）
５１  シリコン基板
５２  ピンホール部材
５２ａ  ピンホール
５２ｂ  ピンホール基材（ニッケル膜）
５２ｃ  コーティング材料（シリコン膜）
６０１  光源
６０２  照明光学系
６０３  ピンホール部材
６０３ａ  ピンホール
６０６  被検光学系
６０７  ピンホールマスク
６０７ａ  ピンホール
６０７ｂ  ピンホール基材（シリコン膜）
６０８  被検光学系保持装置
６０９  干渉縞撮像装置（ＣＣＤ）
６１０  参照波面
６１１  被検波面
６１２ａ、６１２ｂ  酸素供給パイプ
６１３  真空チャンバ
７１  シリコン基板
７２  酸化シリコン層
【図１】
2004294323.tif 000004
【図２】
2004294323.tif 000005
【図３】
2004294323.tif 000006
【図４】
2004294323.tif 000007
【図５】
2004294323.tif 000008
【図６】
2004294323.tif 000009
【図７】
2004294323.tif 000010