(57)【要約】【課題】  干渉計を構成する光分割手段に起因する測定誤差を軽減し、従来よりも高精度に被検光学系の波面を測定することが可能な測定方法及び装置、それを利用した露光方法及び装置、並びに、デバイス製造方法を提供する。【解決手段】  所定方向に整列するパターンを夫々有する複数領域を繋ぎ合わせることによって構成された光分割手段を利用して測定光の光束を分割し、被検光学系を経た前記測定光を干渉させて得られる干渉縞を測定することによって前記被検光学系の波面収差を算出する測定方法において、前記光分割手段を前記所定方向に所定量だけずらして前記干渉縞を複数回測定するステップと、前記複数回の測定結果を平均化するステップと、前記平均化されたデータに基づいて前記被検光学系の前記波面収差を算出するステップとを有すること特徴とする測定方法を提供する。【選択図】      図１
2005156511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向に整列するパターンを夫々有する複数領域を繋ぎ合わせることによって構成された光分割手段を利用して測定光の光束を分割し、被検光学系を経た前記測定光を干渉させて得られる干渉縞を測定することによって前記被検光学系の波面収差を算出する測定方法において、
前記光分割手段を前記所定方向に所定量だけずらして前記干渉縞を複数回測定するステップと、
前記複数回の測定結果を平均化するステップと、
前記平均化されたデータに基づいて前記被検光学系の前記波面収差を算出するステップとを有すること特徴とする測定方法。
【請求項２】
前記光分割手段は回折格子であることを特徴とする請求項１記載の測定方法。
【請求項３】
前記光分割手段の各領域の前記パターンは電子ビーム露光装置の電子光学系によって作成され、
前記所定量は、前記電子光学系の画面サイズより大きいことを特徴とする請求項１の測定方法。
【請求項４】
前記干渉は点回折干渉法又は線回折干渉法に基づくことを特徴とする請求項１記載の測定方法。
【請求項５】
前記干渉はシアリング干渉法に基づくことを特徴とする請求項１記載の測定方法。
【請求項６】
請求項１記載の測定方法を利用して前記被検光学系の前記波面収差を算出するステップと、
前記算出された前記被検光学系の前記波面収差に基づいて前記被検光学系を調節するステップと、
前記調節された前記被検光学系を使用して被露光体を露光するステップとを有することを特徴とする露光方法。
【請求項７】
被検光学系を経た測定光を干渉させて得られる干渉縞を測定することによって前記被検光学系の波面収差を算出する測定装置であって、
所定方向に整列するパターンを夫々有する複数領域を繋ぎ合わせることによって構成され、測定光の光束を分割する光分割手段と、
前記光分割手段を前記所定方向に移動する移動手段と、
前記移動手段による複数回の移動毎の前記干渉縞の測定結果を平均化する演算手段とを有すること特徴とする測定装置。
【請求項８】
光束を用いてマスクに形成されたパターンを被露光体に露光する露光装置であって、
前記パターンを前記被露光体に投影する投影光学系と、
前記光束とシアリング干渉を利用して前記投影光学系の波面収差を干渉縞として検出する請求項７記載の測定装置とを有することを特徴とする露光装置。
【請求項９】
前記露光光は、波長２０ｎｍ以下の極紫外線である請求項８記載の露光装置。
【請求項１０】
請求項８記載の露光装置を利用して被露光体を露光するステップと、
前記露光された前記被露光体を現像するステップとを有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、一般には、測定方法及び装置に係り、特に、マスク上のパターンを被露光体に転写する投影光学系などの波面収差を回折格子等の光分割手段を利用して測定する測定方法及び装置、並びに、それを用いた露光方法及び装置に関する。本発明の測定方法及び装置は、例えば、ＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）光を利用した露光装置に使用される投影光学系の測定に好適である。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子等をフォトリソグラフィ工程で製造する際にマスク（レチクル）に形成されたパターンを被露光体に転写する投影型露光装置が使用されている。かかる露光装置は、レチクル上のパターンを所定の倍率で正確に被露光体に転写することが要求され、このために結像性能のよい、収差を抑えた投影光学系を用いることが重要である。特に近年、半導体デバイスの一層の微細化の要求により、転写パターンは、光学系の収差に対して敏感になってきている。このため、高精度に投影光学系の波面収差を測定する需要が存在する。
【０００３】
投影光学系の波面収差を高精度測定する装置としては、従来からＰＤＩやシアリング干渉が知られている（特許文献１及び２、非特許文献１乃至３参照のこと）。これらの干渉法は、典型的に、測定光の光束を分割する回折格子などの光分割手段を使用している。
【特許文献１】特開昭５７年第６４１３９公報
【特許文献２】米国特許第５８３５２１７号公報
【非特許文献１】Ｄａｎｉｅｌ Ｍａｌａｃａｒａ，“Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｈｏｐ Ｔｅｓｔｉｎｇ”，Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ， Ｉｎｃ． ２３１（１９７８）
【非特許文献２】Ｐａｔｒｉｋ Ｐ． Ｎａｕｌｌｅａｕ ａｎｄ Ｋｅｎｎｅｔｈ Ａ． Ｇｏｌｄｂｅｒｇ， Ｊ． Ｖａｃ． Ｓｃｉ． Ｔｅｃｈｎｏｌ． Ｂ １８（６），（２０００）
【非特許文献３】Ｋ．ＭＵＲＡＫＡＭＩ  ｅｔ．ａｌ：Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ  Ｖｏｌ．５３０７  Ｅｍｅｒｇｉｎｇ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｈｉｃ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  ＶＩＩ  （２００３）  ２５７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
高精度の波面収差計測、例えばＥＵＶ投影光学系の波面収差の測定精度は０．１ｎｍという高精度が求められており、かかる高精度測定のためには干渉計の構成部材にも高精度が要求される。例えば、干渉計を構成する光学素子の面精度、あるいは光分割手段に用いる回折格子のパターン精度などが重要となる。面精度については干渉計の光路をコモンパスとなるような構成とし、分割したビームが殆ど同じ光路を通過するようにすることによってある程度鈍感にすることができる。しかしながら、回折格子のパターン誤差については補正する手段がなく、また解析されてもいなかった。
【０００５】
そこで、本発明は、干渉計を構成する光分割手段に起因する測定誤差を軽減し、従来よりも高精度に被検光学系の波面を測定することが可能な測定方法及び装置、それを利用した露光方法及び装置、並びに、デバイス製造方法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】
【０００６】
本発明の一側面としての測定方法は、所定方向に整列するパターンを夫々有する複数領域を繋ぎ合わせることによって構成された光分割手段を利用して測定光の光束を分割し、被検光学系を経た前記測定光を干渉させて得られる干渉縞を測定することによって前記被検光学系の波面収差を算出する測定方法において、前記光分割手段を前記所定方向に所定量だけずらして前記干渉縞を複数回測定するステップと、前記複数回の測定結果を平均化するステップと、前記平均化されたデータに基づいて前記被検光学系の前記波面収差を算出するステップとを有すること特徴とする。前記光分割手段は、例えば、回折格子である。前記光分割手段の各領域の前記パターンは、例えば、電子ビーム露光装置の電子光学系によって作成され、前記所定量は、例えば、前記電子光学系の画面サイズより大きい。前記干渉は、点回折干渉法又は線回折干渉法やシアリング干渉法に基づいていてもよい。
【０００７】
本発明の別の側面としての露光方法は、上述の測定方法を利用して前記被検光学系の前記波面収差を算出するステップと、前記算出された前記被検光学系の前記波面収差に基づいて前記被検光学系を調節するステップと、前記調節された前記被検光学系を使用して被露光体を露光するステップとを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明の別の側面としての測定装置は、被検光学系を経た測定光を干渉させて得られる干渉縞を測定することによって前記被検光学系の波面収差を算出する測定装置であって、所定方向に整列するパターンを夫々有する複数領域を繋ぎ合わせることによって構成され、測定光の光束を分割する光分割手段と、前記光分割手段を前記所定方向に移動する移動手段と、前記移動手段による複数回の移動毎の前記干渉縞の測定結果を平均化する演算手段とを有すること特徴とする。
【０００９】
本発明の更に別の側面としての露光装置は、光束を用いてマスクに形成されたパターンを被露光体に露光する露光装置であって、前記パターンを前記被露光体に投影する投影光学系と、前記光束とシアリング干渉を利用して前記投影光学系の波面収差を干渉縞として検出する上述の測定装置とを有することを特徴とする。前記露光光は、例えば、波長２０ｎｍ以下の極紫外線である。
【００１０】
本発明の更に別の側面としてのデバイス製造方法は、上述の露光装置を用いて被露光体を露光するステップと、前記露光された前記被露光体を現像するステップとを有する。上述の露光装置の作用と同様の作用を奏するデバイス製造方法の請求項は、中間及び最終結果物であるデバイス自体にもその効力が及ぶ。また、かかるデバイスは、ＬＳＩやＶＬＳＩなどの半導体チップ、ＣＣＤ、ＬＣＤ、磁気センサー、薄膜磁気ヘッドなどを含む。
【００１１】
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】
【００１２】
本発明によれば、干渉計を構成する光分割手段に起因する測定誤差を軽減し、従来よりも高精度に被検光学系の波面を測定することが可能な測定方法及び装置、それを利用した露光方法及び装置、並びに、デバイス製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本実施例では、EUV投影光学系用の干渉計を例に挙げて説明するが、本発明はEUV投影光学系に限定されるものではない。本発明者は、まず、光分割手段を構成する回折格子のパターニング誤差を解析した。ＥＵＶは殆どの物質で吸収されてしまうため、薄い膜状の物質、例えば数百ｎｍ厚のＴａ膜にパターニング後エッチングして穴をあけ、回折格子を形成している。パターニングにはこの種の微細加工の通常法として電子ビームが用いられる。電子ビームの場合、電子ビームを走査する画面サイズが大きく取れないため、小さな画面を繋いで大きな描画エリアを作成するのが通常である。この場合に問題になるのが、画面間のつなぎ精度（「スティッチング精度」と呼ばれる）である。
【００１４】
本実施形態では、被検光学系の波面収差の測定を行う際、回折格子を構成するパターン線の方向に所定量だけずらしながら複数回測定し、複数回の測定データを平均化することによって回折格子を構成する領域間の誤差のばらつきを均一にしている。ずらし量は回折格子を作成する電子ビーム描画装置の電子光学系の画面サイズの大きさよりも大きいことが好ましい。これにより、スティッチング誤差を有効に補正することが可能である。
【００１５】
以下、図１を参照して、本発明の一実施形態のＰＤＩを利用した測定装置１０について説明する。ここで、図１は、測定装置１０の概略光路図である。測定装置１０は、第１のマスク１２と、回折格子等の光分割手段（本実施形態ではグレーティング型のビームスプリッタ）１４と、光分割手段１４用の駆動手段１６及び２４と、被検光学系としての投影光学系１８と、第２のマスクとしてのピンホールマスク２０と、第２のマスク２０を載置及び駆動するステージ２２と、ステージ２２用の駆動手段２４と、検出部２６と、制御部２８とを有する。
【００１６】
第１のマスク１２には、物体側の球面波生成用ピンホール１２ａが配されている。第２のマスク２０は、像側の球面生成用マスクで、ピンホール２０ａと被検光通過用のウインドウ２０ｂとを有する。第２のマスク２０は、回折格子１４が発生する他の次数の光を遮光して所望の次数のみを取り出すことができる。駆動手段１６は、光分割手段１４を回折格子のパターン線に平行な方向（Ｘ方向）及びこれと直交する方向（Ｙ方向）に駆動する。駆動手段２４は、ステージ２２を光軸方向及びこれに直交する方向に駆動する。駆動手段１６及び２４は、例えば、リニアモータから構成される。
【００１７】
検出部２６は干渉縞観察手段である背面照射型のＣＣＤ等のディテクタ又はカメラである。制御部２８は、各部を制御する他、検出部２６が検出した干渉縞のコントラストを平均化する演算処理を行う。また、制御部２８は、平均化された測定データを使用して波面解析を行い、被検光学系１８の波面収差を算出する。なお、制御部２８は、駆動手段１６の駆動量及び方向や図５に示すフローチャートを格納するメモリを有している。
【００１８】
図示しない光源から発した光は図示しない集光系により、第１のマスク１２に配されたピンホール１２ａに集光する。ピンホール１２ａを通過した後の測定光は基準球面波を形成して被検光学系１８に向かう。第１のマスク１２と投影光学系１８の間に配置された回折格子１４は、紙面に垂直な方向に平行に配置され、測定光をｙ軸方向に分割し、回折格子のピッチに応じた方角に光を向ける。
【００１９】
各回折光は被検光学系１８によって像面に集光する。被検光学系１８によって集光した光のうち、光量の大きな０次光は第２のマスク２０のピンホール２０ａに集光し、光量の小さな１次回折光はウインドウ２０ｂに集光する。第２のマスク２０を通過した２つの光のうち、０次光はピンホール２０ａを通過して収差のない球面波となる。即ち、ピンホールの径を例えばよく知られている解像力の指標であるレーリィ・リミットの１／２以下、即ち、被検光学系１８の解像限界よりも更に小さい値にすると、ピンホール２０ａを通過した光は投影光学系の収差による広がりがカットされて理想的な球面波を発生することが知られている。このようにして発生される理想球面波が参照球面波となり、先に述べた被検波面と干渉することによって投影光学系の波面の計測が行われる。１次回折光は、回折限界よりも充分に大きな開口部を持つウインドウ２０ｂを通過するので投影光学系１８の収差情報が載った波面となる。０次光と１次回折光は、第２のマスク２０を通過した後で干渉縞を形成し、これが検出部２６で観察される。この状態で、制御部２８は駆動手段１６を介して回折格子１４をパターン線と直交する方向（Ｙ軸方向）に走査すると、回折光は位相シフトを受け被検光学系１８の収差を測定することができる。
【００２０】
第１のマスク１２のピンホール１２ａと第２のマスク２０のピンホール２０ａは充分小さく、ピンホール射出後の光の波面は理想球面波に非常に近くなっている。このため、非常に高い精度で被検光学系１８の収差の絶対値保証が可能である。また、０次光と１次回折光はほぼ同一光路を通るので、安定で非常に高い再現性が実現可能である。
【００２１】
ここで被検光学系１８の波面を計測する時に問題となるのが回折格子１４のスティッチング精度である。測定光が紫外光の場合には、光分割手段１４は、硝子材料の上に形成した膜を用いる振幅分割型ビームスプリッタを使用することができるが、測定光がＥＵＶの場合には硝子に相当するような良い透過材料がないために、光分割手段１４は波面分割型ビームスプリッタを使用する。
【００２２】
以下、後者のようなタイプの光分割手段１４の問題点を図２を参照して説明する。ここで、図２（ａ）は、光分割手段１４としての回折格子の平面図であり、図２（ｂ）はその格子パターンの部分拡大平面図である。図２（ｂ）に示すように、回折格子１４は、矢印方向に整列するパターンを有する複数の領域又はブロック１４ａ、１４ｂ、１４ｃを繋ぎ合わせることによって構成されている。
【００２３】
図２（ｂ）に示すように、領域間のパターン線は微妙にずれている。これはグレーティングを電子ビームで描画するために起こる現象で、スティッチング誤差と呼ばれる接合誤差である。電子ビーム露光装置の描画エリアは通常グレーティングの総描画領域に対して十分に小さい。従って、電子ビーム光学系で一つの画面を書いた後、描画対象物を動かして描画領域をつないで、全体のパターンが形成されるのである。各描画領域同士のスティッチングの精度は２０〜３０ｎｍの値に達する。従って、例えば、２ミクロンピッチの格子であればこれだけでλ／１００に達する誤差を生む可能性がある。
【００２４】
一方、最近の投影光学系の波面収差は波面の細かい特性まで測定することが要求されるようになってきた。波面収差はゼルニケ関数による展開で表現する時、初項から３６あるいは３７項までで表現すれば十分とされていたが、より高次の項までとって考えないと正しく系を評価できないことが分かってきたからである。特に、３６あるいは３７項までという基本的な低次項によって表わすことのできない残渣は結像時におけるフレアとなって現われることが知られている。フレアは、面加工の粗さが直接影響し、波長の自乗に反比例して大きくなる。このため、フレアは、近年の露光光の短波長化（例えば、ＫｒＦエキシマレーザ（波長約２４８ｎｍ）からＡｒＦエキシマレーザ（波長約１９３ｎｍ）やＥＵＶ光（波長約１３．５ｎｍ）への移行）に伴ってその影響が顕著になってきた。
【００２５】
波面の細かい挙動まで正確に計測しなければならないということは、光分割手段が分割する光線一本一本が同じように分割されなければならないことを意味する。これは従来の振幅分割型ビームスプリッタでは面精度の向上に対応し、波面分割型ビームスプリッタでは面精度とパターン描画精度の向上に対応している。
【００２６】
しかしながら、図２（ｂ）に示すようなスティッチング誤差が存在すると、高い測定精度を維持できなくなってくる。かかる様子を、図３及び図４を参照して説明する。ここで、図３は、測定光の結像を説明するための模式図である。図４（ａ）は、理想的に形成された（即ち、スティッチング誤差がない）光分割手段１４によって光線が分割される様子を示した光路斜視図である。図４（ｂ）は、スティッチング誤差のある光分割手段１４によって光線が分割される様子を示した光路斜視図である。まず、図３に示すように、円錐形状を有する結像光束２とその中の代表光線４及び６を考える。図４（ｂ）の場合はスティッチング誤差により通過後の光線４と６は位相差を生じるが、図４（ａ）ではそのような位相差は発生しない。
【００２７】
図１に示す測定装置１０は、光分割手段１４を通過した１次光が被検光学系１８を通過した後に、ウインドウ２０ｂを通過して被検波面となるので、スティッチング誤差がそのまま波面計測に影響を与えることが理解される。これに対し微小ピンホール２０ａを通過した０次光はピンホール２０ａを通過する過程でスティッチング誤差が除去される。このため、検出部２６はスティッチング誤差を含んだ干渉縞を観察し、補正することが困難となる。
【００２８】
そこで、本実施形態は、スティッチング誤差を補正して測定精度を向上するため、パターン線の延びている方向（図２（ｂ）の矢印方向）に動かして複数回の測定を行い、平均化している。従来からＰＤＩは、パターン線の延びている方向（図１に示すＸ方向）と直交する方向（図１に示すＹ方向）に走査して検出する位相走査法を使用しているが、本実施形態では、特徴的に、それと直交する方向（図１に示すＸ方向）に駆動手段１６を介して光分割手段１４を移動し、再び位相走査をしてその結果を平均化している。この結果、スティッチング誤差のように定常的に存在するシステマティックな誤差も補正することができる。ずらし量は電子ビーム露光装置の電子光学系の画面サイズより大きな値であることが望ましい。更にそのような線方向のずらしを所定回数、例えば、４回行うことによって、測定精度を向上することができる。
【００２９】
以下、本実施形態の測定方法を図５を参照して説明する。ここで、図５は、本実施形態の測定方法を説明するためのフローチャートである。
【００３０】
まず、被検光学系１８をセットする（ステップ１０２）。次に、制御部２８は、測定回数Ｋを０に設定する（ステップ１０４）。次に、制御部２８は、ステージ２４を駆動して第２のマスク２０のピンホール２０ａの位置決めを行う。位置決めは、回折格子１４の０次光による被検光学系１８の集光点と、ピンホールマスク２０のピンホール２０ａの中心を合わせる。
【００３１】
次いで、制御部２８は、ＰＤＩ測定を行い、駆動手段１６を介して光分割手段１４を図１に示すＹ方向に位相シフトしながら検出部２６を介して多バケットの干渉縞測定を行い（ステップ１０６）、収差計測データを取得する（ステップ１０８）。位相シフト法では格子を格子間隔の１／４もしくは１／８ピッチずつ移動させながら検出部２６で干渉縞を５、９枚もしくはそれ以上の枚数測定する。
【００３２】
次に、制御部２８は、測定回数Ｋが所定回数Ｎ（例えば、４回）に到達したかどうかを判断し（ステップ１１０）、到達していないと判断すれば、駆動手段１６を介して光分割手段をパターン線の方向（図１に示すＸ方向）に所定量だけずらし（ステップ１１２）、測定回数をＫ＋１に更新し（ステップ１１４）、ステップ１０６に帰還する。制御部２８は、ステップ１１０において、所定回数に到達したと判断すれば、Ｎ個の収差計測データを平均化し（ステップ１１６）、平均化されたデータに関して波面解析を行い（ステップ１１８）、被検光学系１８の波面収差を取得する。このように、本実施形態の測定方法は、ステップ１０４、１１０、１１２、１１４及び１１６を有して計測精度を向上し、スティッチング誤差を補正している。特に、ランダム成分の精度の改善が著しい。
【００３３】
図６は、本発明の別の実施形態の測定装置３０の概略光路図である。測定装置３０は、ＥＵＶ領域における異なる計測法として２つのグレーティングを用いたシアリング干渉法（ＤＬＳＩ法）を使用している。なお、図６は、図１に示す制御部２８などを省略している。ＤＬＳＩ法は、非特許文献３に開示されている。
【００３４】
測定装置３０は、２つの光分割手段（回折格子）３２と３６を互いに共役に配置して両者の回折光の次数を合わすことによって、ワンカラーのシアリング干渉縞を形成して被検光学系１８の波面収差を測定する。３４は第１のマスクであり、３８は第２のマスクである。マスク３４はＸ方向及びＹ方向にそれぞれ整列する一対のウインドウ３４ａ及び３４ｂを交換可能に使用する。マスク３６はウインドウ３６ａを有する。
【００３５】
ＤＬＳＩの計測精度は回折格子の製作精度の影響を直接受けるため、図２を参照して説明したようなパターニング誤差の影響を大きく受ける。特に、光分割手段３２と３６が共役に配置されているため、像面側にある光分割手段３６の方がピッチが小さく、スティッチング誤差の影響もそれだけ大きくなる。そこで、測定装置３０は、光分割手段３６をパターン線方向（Ｘ方向）にずらして複数回数測定を行い、図５と同様に、その平均をとる。ずらし量は電子ビーム描画装置の電子光学系の画面サイズの大きさ以上の値に設定することが望ましいのはＰＤＩの場合と同じである。
【００３６】
ＥＵＶ投影光学系の波面計測に求められる精度は０．１ｎｍ以下で、１３．５ｎｍという波長を考えればλ／１００以下の値が要求されていることになる。このような高精度計測を行うには構成する光学素子のあらゆる不完全性を補う必要があり、特に、構成要素の少ないＥＵＶ干渉計では素子自体の誤差を除くことが最も重要である。本実施形態によれば、光分割手段で発生するパターニング誤差を補正し、被検光学系１８の波面収差を高精度に計測することができる。
【００３７】
以下、図７を参照して、本発明の別の実施形態の露光装置４０について説明する。ここで、図７は、ＥＵＶ光を露光光として使用する露光装置４０の概略ブロック図である。もっとも、本発明の露光装置はＥＵＶ光に限定されるものではない。
【００３８】
また本発明はＤＬＳＩ法だけではなくタルボ干渉などその他のシアリング干渉にも適用可能である。また、ＰＤＩ干渉の他に、ＬＤＩ（線回折干渉）干渉にも適用可能であることは言うまでもない。
【００３９】
図７において、４１は光源も含む照明系、４２はレチクルステージ、４４はレチクルで、レチクル４４は第１のマスク１２でもよいし、半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、あるいは液晶パネルやＣＣＤ等）の回路パターンが配されているレチクルであってもよい（但し、この場合はピンホール１２ａが必要である）。１８Ａは被検光学系である投影光学系、４５はウエハステージ、１４Ａは回折格子（光分割手段）で、図７ではウエハステージ４５側にあるが、レチクルステージ４２側に配置してもよい。回折格子１４Ａは、図２に示す回折格子１４と同様な構造を有し、格子の方向が直交している２つのパターンを有する。４６はピンホール２０ａとウインドウ２０ｂが配置されているパターン面、２６は検出部で、４７は被露光体（本実施形態ではウエハ）である。パターン面４６と検出部２６は一体構造となっていて、ウエハステージ４５上に配されている。
【００４０】
以上のような構成で、図１と同様に、照明系４１でマスク４４を照明し、ピンホール１２ａから射出する一方向だけ球面となっている波面を投影光学系１８Ａを介して回折格子１４Ａで光を分割し、０次光をパターン４６のピンホール２０ａへ、１次回折光をウインドウ２０ｂへ入射させて、検出部２６で干渉縞を得る。干渉縞は０次光と１次光の分離角に相当するＴＬＴ縞を有しているので、検出部２６で取得した干渉縞を不図示の制御部２８を用いてモアレ法により干渉縞の位相を得る。もしくは、回折光学素子を不図示の走査手段で投影光学系１８の光軸に垂直に走査することで位相シフト法により干渉縞の位相を得る。また、回折格子１４Ａを駆動手段１６で移動させ、投影光学系１８の画角内の数点で同様に収差測定を行うことで投影光学系の画角内の収差特性を測定する。図５と同様に、駆動手段１６は回折格子１４Ａをパターン線方向に所定量だけずらし複数回の測定を行うために測定精度は向上している。本実施形態では、マスクとして反射パターンを用いることで投影露光装置内に収差測定機能を付加しやすい構成となっている。
【００４１】
以下、本発明の一実施形態の収差補正方法について説明する。露光装置４０は投影光学系を構成する図示しない複数の光学素子が光軸方向及び／又は光軸直交方向へ移動可能になっており、不図示の収差調節用の駆動系により、本実施形態により得られる収差情報にもとづいて、一又は複数の光学素子を駆動することにより、投影光学系の一又は複数値の収差を補正したり、最適化したりすることができる。また、投影光学系４０の収差を調整する手段としては、可動レンズ以外に、可動ミラー（光学系がカタディオプトリック系やミラー系のとき）や、傾動できる平行平面板や、圧力制御可能な空間、アクチュエータによる面補正などさまざまな公知の系を用いるものが適用できる。
【００４２】
次に、投影露光装置４０を利用したデバイス製造方法を説明する。図８は，半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、あるいは液晶パネルやＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ステップ１（回路設計）では、半導体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。一方、ステップ３（ウエハ製造）では、シリコン等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、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作製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で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。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。
【００４３】
図９は、図８のステップ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等によって形成する。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）ではウエハに感光材を塗布する。ステップ１６（露光）では、露光装置４０によってマスク４２の回路パターンをウエハ４７に露光する。ステップ１７（現像）では露光したウエハ４７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部を削り取る。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４７上に多重に回路パターンが形成される。本実施形態の製造方法を用いれば、従来は製造が難しかった高精度の半導体デバイスを製造することができる。
【００４４】
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれらに限定されずその要旨の範囲内で様々な変形や変更が可能である。例えば、光分割手段は２次元回折格子であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態の測定装置の光路図である。
【図２】図１に示す測定装置の光分割手段の概略平面図である。
【図３】図１に示す光分割手段の光学特性を説明するための模式図である。
【図４】図１に示す光分割手段の光学特性を説明するための模式図である。
【図５】本発明の一実施形態の測定方法を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の別の実施形態の測定装置の光路図である。
【図７】本発明の一実施形態の露光装置を説明するための光路図である。
【図８】デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。
【図９】図８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】
【００４６】
１０、３０                    測定装置
１２                          第１のマスク
１４、１４Ａ、３２、３６      光分割手段
１８                          被検光学系
２０                          第２のマスク
１２ａ、２０ａ                ピンホール
２０ｂ                        ウインドウ
２２                          ステージ
２４                          駆動手段
２６                          検出部
２８                          制御部
４０                          露光装置
【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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