(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検光学系の光学特性を計測する光学特性計測装置において、
前記被検光学系の像面側に入射面が位置するように配置され、且つ束にされた複数のファイバーを備え、前記被検光学系を介した計測光を導光する導光部材と、
前記導光部材の射出面側に配置され、前記導光部材により導光された前記計測光を検出する検出部とを有し、
前記導光部材の前記入射面又は前記射出面は、所定形状のパターンを備え、
前記導光部材の前記入射面又は前記射出面の前記所定形状のパターンは、周期性をもつパターンを含み、
前記検出部は、前記計測光が前記被検光学系の物体面に配置された周期パターンと前記所定形状のパターンとを通過することにより形成されるモアレ縞を検出し、
前記入射面には、前記導光部材を構成する個々のファイバーの直径以下の厚みを有する蛍光膜が形成されていることを特徴とする光学特性計測装置。
【請求項２】
前記計測光は紫外域の波長を含み、
前記導光部材の前記入射面に前記所定形状のパターンが設けられ、
前記所定形状のパターンが設けられた前記入射面上に前記蛍光膜が形成されることを特徴とする請求項１に記載の光学特性計測装置。
【請求項３】
前記導光部材の前記射出面に前記所定形状のパターンが設けられ、
前記導光部材の前記入射面に前記蛍光膜が形成されることを特徴とする請求項１に記載の光学特性計測装置。
【請求項４】
前記蛍光膜は、蒸着により形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の光学特性計測装置。
【請求項５】
前記導光部材のディストーションの情報を用いて、計測された前記被検光学系の光学特性を補正することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の光学特性計測装置。
【請求項６】
前記導光部材の前記ディストーションの情報は、前記導光部材を計測することにより得られたディストーションであることを特徴とする請求項５に記載の光学特性計測装置。
【請求項７】
請求項６に記載の光学特性計測装置の前記導光部材のディストーションを計測する光学特性計測方法であって、
結像光学系の物体面に第１計測用パターンを配置する第１配置工程と、
前記導光部材の入射面が前記結像光学系の像面に位置するように前記導光部材を配置する第２配置工程と、
前記導光部材の射出面側に検出装置を配置する検出装置配置工程と、
計測光により前記第１計測用パターンを照明する照明工程と、
前記第１計測用パターンと、前記導光部材の入射面側に配置された第２計測用パターンとを介して形成された第１モアレ縞を前記導光部材を介して前記検出装置に導光して計測する第１計測工程と、
前記第１計測用パターンと、前記導光部材の射出面側に配置された前記第３計測用パターンとを介して形成された第２モアレ縞を前記検出装置で計測する第２計測工程と、
を含むことを特徴とする光学特性計測方法。
【請求項８】
請求項６に記載の光学特性計測装置の前記導光部材である第１導光部材のディストーションを計測する光学特性計測方法において、
結像光学系の物体面に第１パターンを配置する第１配置工程と、
前記第１導光部材の入射面側に、第２導光部材を配置する第２配置工程と、
前記第２導光部材の入射面が前記結像光学系の像面に位置するように前記第１導光部材及び前記第２導光部材を配列する配列工程と、
前記結像光学系と、前記第２導光部材の入射面側に配置された第２パターンとを介して、前記第１パターンからの計測光を前記第２導光部材及び前記第１導光部材により検出部に導光する第１導光工程と、
前記検出部により前記第１導光工程により導光された前記計測光を検出する第１検出工程と、
前記第２導光部材及び前記第１導光部材の少なくとも一方を移動する移動工程と、
前記移動工程の後、前記第１パターンからの前記計測光を前記結像光学系及び前記第２パターンを介して前記第２導光部材及び前記第１導光部材により検出部に導光する第２導光工程と、
前記検出部により前記第２導光工程により導光された前記計測光を検出する第２検出工程と、
前記第１検出工程による検出結果及び前記第２検出工程による検出結果を比較する比較工程と、
を含むことを特徴とする光学特性計測方法。
【請求項９】
光学特性計測方法において、
結像光学系の物体面に周期パターンを持つ第１計測用パターンを配置する第１配置工程と、
前記結像光学系を介した計測光を導光する導光部材の入射面が前記結像光学系の像面に位置するように前記導光部材を配置する第２配置工程と、
前記導光部材の射出面側に前記計測光を検出する検出装置を配置する検出装置配置工程と、
計測光により前記第１計測用パターンを照明する照明工程と、
前記導光部材の入射面側に周期性をもつパターンを含む第２計測用パターンを配置して、前記第１計測用パターンと前記第２計測用パターンとを介して形成された第１モアレ縞を前記導光部材を介して前記検出装置に導光して計測する第１計測工程と、
前記導光部材の射出面側に周期性を持つパターンを含む第３計測用パターンを配置して、前記第１計測用パターンと前記第３計測用パターンとを介して形成された第２モアレ縞を前記検出装置で計測する第２計測工程と、
前記計測された前記第１及び第２モアレ縞から得られる前記導光部材のディストーションの情報を用いて、計測された前記結像光学系の光学特性を補正する補正工程と、
を含むことを特徴とする光学特性計測方法。
【請求項１０】
光学特性計測方法において、
結像光学系の物体面に周期パターンを持つ第１パターンを配置する第１配置工程と、
前記結像光学系を介した計測光を導光する第１導光部材の入射面側に、第２導光部材を配置する第２配置工程と、
前記第２導光部材の入射面が前記結像光学系の像面に位置するように前記第１導光部材及び前記第２導光部材を配列する配列工程と、
前記結像光学系と、前記第２導光部材の入射面側に配置されて周期性をもつパターンを含む第２パターンとを介して、前記第１パターンからの計測光を前記第２導光部材及び前記第１導光部材により前記計測光を検出する検出部に導光する第１導光工程と、
前記検出部により前記第１導光工程により導光された前記計測光を検出する第１検出工程と、
前記第２導光部材及び前記第１導光部材の少なくとも一方を移動する移動工程と、
前記移動工程の後、前記第１パターンからの前記計測光を前記結像光学系及び前記第２パターンを介して前記第２導光部材及び前記第１導光部材により検出部に導光する第２導光工程と、
前記検出部により前記第２導光工程により導光された前記計測光を検出する第２検出工程と、
前記第１検出工程による検出結果及び前記第２検出工程による検出結果を比較する比較工程と、
を含むことを特徴とする光学特性計測方法。
【請求項１１】
前記移動工程は、前記第１導光部材及び前記第２導光部材の少なくとも一方を前記入射面に直交する方向を軸として回転させることを特徴とする請求項８又は１０記載の光学特性計測方法。
【請求項１２】
前記移動工程は、前記第１導光部材及び前記第２導光部材の少なくとも一方を前記入射面に平行な方向に移動させることを特徴とする請求項８又は１０記載の光学特性計測方法。
【請求項１３】
前記計測光は紫外域の波長を含み、
前記導光部材は複数のファイバーを束にして構成され、
前記第２導光部材の入射面には、該第２導光部材を構成する個々のファイバーの直径以下の厚みを有する蛍光膜が形成されていることを特徴とする請求項８、１０乃至１２の何れか一項に記載の光学特性計測方法。
【請求項１４】
第１面に配置されているパターンを第２面に配置される感光性基板上に形成する露光装置において、
請求項１乃至６の何れか一項に記載の光学特性計測装置を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項１５】
第１面に配置されているパターンを第２面に配置される感光性基板上に形成する露光方法において、
前記パターンを照明する照明工程と、
前記照明工程により照明された前記パターンの像を請求項１乃至６の何れか一項に記載の光学特性計測装置により計測された光学系により前記感光性基板上に形成する形成工程と、
を含むことを特徴とする露光方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の露光方法を用いてパターンの像を感光性基板上に露光する露光工程と、
前記露光工程により露光された前記感光性基板を現像する現像工程と、
を含むことを特徴とするデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体素子または液晶表示素子等のマイクロデバイスをリソグラフィ工程で製造するために用いられる露光装置の投影光学系等の光学特性を計測するための光学特性計測装置、該光学特性計測装置に設けられる導光部材の光学特性を計測するための光学特性計測方法、該光学特性計測装置を備えた露光装置、該露光装置を用いた露光方法及び該露光方法を用いたデバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体素子又は液晶表示素子等を製造する際に、マスク（レチクル、フォトマスク等）に形成されているパターンを投影光学系を介してレジストが塗布された基板（ガラスプレート又は半導体ウエハ等）上に露光する露光装置が使用されている。この露光装置においては、マスクに形成されているパターンを基板上に高解像度で投影するために、投影光学系は諸収差を十分に補正した良好な光学特性を有するように設計されている。
【０００３】
しかしながら、設計どおりの投影光学系を製造することは困難であり、実際に製造される投影光学系の光学特性は、設計上の光学特性と異なる場合がある。したがって、製造された投影光学系の光学特性、例えば、ディストーション、像面湾曲等の結像特性、あるいは波面収差等を高精度に計測する必要がある。例えば、図１８に示すように、被検光学系としての投影光学系１０２の物体面及び像面に周期パターン（明暗の繰り返しパターン）１０１，１０３を配置し、光源を含む照明光学系１００からの計測光により周期パターン１０１を照明し、２つの周期パターン１０１，１０３及びリレー光学系１０４を介して形成されるモアレ縞を検出装置１０５により検出し、検出結果から投影光学系１０２のディストーションの計測を行っていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】ＵＳ２００５／０１２２５０６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、投影光学系（被検光学系）の像面内の広い領域の光学特性を一度に計測する場合、像面内の広い領域をカバーし、且つ高い横分解能を有するリレー光学系を投影光学系と検出装置との間に配置する必要がある。このような条件を満たすリレー光学系はそのサイズが大きくなるため、特に光学特性計測装置を露光装置本体に搭載して使用する場合、リレー光学系の配置スペースを確保することが困難であった。
【０００５】
この発明の課題は、コンパクトな構成で、被検光学系の像面内の広い領域の光学特性を高精度に計測することができる光学特性計測装置、該光学特性計測装置に設けられる導光部材の光学特性を計測するための光学特性計測方法、該光学特性計測装置を備えた露光装置、該露光装置を用いた露光方法及び該露光方法を用いたデバイスの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下に本発明の構成を実施形態の符号を用いて説明するが、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
【０００７】
この発明の光学特性計測装置は、被検光学系（３）の光学特性を計測する光学特性計測装置において、前記被検光学系（３）の像面側に入射面が位置するように配置され、且つ束にされた複数のファイバーを備え、前記被検光学系（３）を介した計測光を導光する導光部材（６）と、前記導光部材（６）の射出面側に配置され、前記導光部材（６）により導光された前記計測光を検出する検出部（７）とを有し、前記導光部材（６）の前記入射面又は前記射出面は、所定形状のパターン（５）を備え、前記導光部材の前記入射面又は前記射出面の前記所定形状のパターンは、周期性をもつパターンを含み、前記検出部は、前記計測光が前記被検光学系の物体面に配置された周期パターンと前記所定形状のパターンとを通過することにより形成されるモアレ縞を検出し、前記入射面には、前記導光部材を構成する個々のファイバーの直径以下の厚みを有する蛍光膜が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
また、この発明の光学特性計測方法は、導光部材（６）のディストーションを計測する光学特性計測方法において、結像光学系（３）の物体面に第１計測用パターン（２ａ）を配置する第１配置工程（Ｓ１０）と、前記導光部材（６）の入射面が前記結像光学系（３）の像面に位置するように前記導光部材（６）を配置する第２配置工程（Ｓ１１）と、前記導光部材（６）の射出面側に検出装置（７）を配置する検出装置配置工程（Ｓ１２）と、計測光により前記第１計測用パターン（２ａ）を照明する照明工程（Ｓ１３）と、前記第１計測用パターン（２ａ）と、前記導光部材（６）の入射面側に配置された第２計測用パターン（５ａ）とを介して形成された第１モアレ縞を前記導光部材（６）を介して前記検出装置（７）に導光して計測する第１計測工程（Ｓ１４）と、前記第１計測用パターン（２ａ）と、前記導光部材（６）の射出面側に配置された前記第３計測用パターン（５ｂ）とを介して形成された第２モアレ縞を前記検出装置（７）で計測する第２計測工程（Ｓ１５）とを含むことを特徴とする。
【００１１】
また、この発明の光学特性計測方法は、第１導光部材（６ｂ）のディストーションを計測する光学特性計測方法において、結像光学系（３）の物体面に第１パターン（２ａ）を配置する第１配置工程（Ｓ２０）と、前記第１導光部材（６ｂ）の入射面側に、第２導光部材（６ａ）を配置する第２配置工程（Ｓ２１）と、前記第２導光部材（６ａ）の入射面が前記結像光学系（３）の像面に位置するように前記第１導光部材（６ａ）及び前記第２導光部材（６ｂ）を配列する配列工程（Ｓ２２）と、前記結像光学系（３）と、前記第２導光部材（６ａ）の入射面側に配置された第２パターン（５）を介して、前記第１パターンからの計測光を前記第２導光部材（６ａ）及び前記第１導光部材（６ｂ）により検出部（７）に導光する第１導光工程（Ｓ２３）と、前記検出部（７）により前記第１導光工程（Ｓ２３）により導光された前記計測光を検出する第１検出工程（Ｓ２４）と、前記第２導光部材（６ａ）及び前記第１導光部材（６ｂ）の少なくとも一方を移動する移動工程（Ｓ２５）と、前記移動工程（Ｓ２５）の後、前記第１パターン（２ａ）からの前記計測光を前記結像光学系（３）及び前記第２パターン（５）を介して前記第２導光部材（６ａ）及び前記第１導光部材（６ｂ）により検出部（７）に導光する第２導光工程（Ｓ２６）と、前記検出部（７）により前記第２導光工程（Ｓ２６）により導光された前記計測光を検出する第２検出工程（Ｓ２７）と、前記第１検出工程（Ｓ２４）による検出結果及び前記第２検出工程（Ｓ２７）による検出結果を比較する比較工程（Ｓ２８）とを含むことを特徴とする。
【００１２】
また、この発明の露光装置は、第１面に配置されているパターン（Ｍ）を第２面に配置される感光性基板（Ｗ）上に形成する露光装置において、この発明の光学特性計測装置を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、この発明の露光方法は、第１面に配置されているパターン（Ｍ）を第２面に配置される感光性基板（Ｗ）上に形成する露光方法において、前記パターン（Ｍ）を照明する照明工程と、前記照明工程により照明された前記パターン（Ｍ）の像をこの発明の光学特性計測装置により計測された光学系（ＰＬ）により前記感光性基板（Ｗ）上に形成する形成工程とを含むことを特徴とする。
【００１４】
また、この発明のデバイスの製造方法は、この発明の露光方法を用いてパターン（Ｍ）の像を感光性基板（Ｗ）上に露光する露光工程（Ｓ３０３）と、前記露光工程（Ｓ３０３）により露光された前記感光性基板（Ｗ）を現像する現像工程（Ｓ３０４）とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
この発明の光学特性計測装置によれば、被検光学系の像面側に入射面が位置するように配置され、被検光学系を介した計測光を検出部に導光する導光部材を備えている。さらに、その導光部材は、その入射面又は射出面に所定形状のパターンが設けられている。即ち、被検光学系を介した計測光は、巨大なリレー光学系等の代わりに導光部材を介して検出部に導光される。したがって、小型な装置を提供することができ、かつ被検光学系の像面内の広い領域の光学特性を一度に且つ高精度に計測することができる。
【００１６】
また、この発明の光学特性計測装置によれば、被検光学系の像面側に入射面が位置するように配置され、かつ入射面に設けられた蛍光膜を有し、被検光学系を介した計測光を導光する導光部材を備えている。即ち、被検光学系を介した計測光は、巨大なリレー光学系等の代わりに導光部材を介して検出部に導光される。したがって、小型な装置を提供することができ、かつ被検光学系の像面内の広い領域の光学特性を一度に且つ高精度に計測することができる。また、導光部材の横分解能の低下を抑制しつつ、計測光を検出部に導光することができる。
【００１７】
また、この発明の光学特性計測装置によれば、入射面に、入射する光の一部を反射すると共に一部を透過する反射透過膜が形成された導光部材と、反射透過膜を透過し導光部材により導光された計測光を検出する第１検出部と、反射透過膜により反射された計測光を検出する第２検出部とを備えている。したがって、小型な装置を提供することができ、かつ被検光学系の様々な光学特性を同時に且つ高精度に計測することができる。
【００１８】
また、この発明の光学特性計測方法によれば、導光部材の光学特性を容易に計測することができる。したがって、例えばこの発明の光学特性計測装置に設けられる導光部材の光学特性を計測し、校正することができるため、導光部材の光学特性の影響を受けることなく、結像光学系の光学特性を高精度に計測することができる。
【００１９】
また、この発明の露光装置によれば、この発明の光学特性計測装置を備えているため、良好な光学特性を有する投影光学系を介してパターンを感光性基板上に高精度に露光することができる。
【００２０】
また、この発明の露光方法によれば、この発明の露光装置を用いて露光を行うため、良好な光学特性を有する投影光学系を介してパターンを感光性基板上に高精度に露光することができる。
【００２１】
また、この発明のデバイスの製造方法によれば、この発明の露光方法を用いて露光を行うため、良好な光学特性を有する投影光学系を介してパターンを感光性基板上に高精度に露光することができ、良好なデバイスを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、この発明の第１の実施の形態にかかるモアレ縞計測装置（光学特性計測装置）について説明する。図１は、第１の実施の形態にかかるモアレ縞計測装置の概略構成を示す図である。図１に示すモアレ縞計測装置は、例えば露光装置に搭載される投影光学系等の被検光学系３のディストーション（光学特性）を計測するための装置である。
【００２３】
図１に示すように、このモアレ縞計測装置は、ＡｒＦエキシマレーザ光源またはＫｒＦエキシマレーザ光源を含む照明光学系１を備えている。照明光学系１からの計測光（本実施形態では、紫外域の波長の光）は、基板２に設けられた第１周期パターン（周期パターン）２ａを透過する。第１周期パターン２ａは、被検光学系３の物体面またはその近傍に配置されており、明暗の繰り返しパターン（ラインアンドスペース）を有している。第１周期パターン２ａにより回折した計測光は、被検光学系３を介して導光部材、例えば、多数の光ファイバーを束ねて構成されたファイバーオプティックプレート（以下、ＦＯＰという。）６に入射する。
【００２４】
ＦＯＰ６は、ＦＯＰ６の入射面が被検光学系３の像面またはその近傍に位置するように配置されている。ＦＯＰ６の入射面には、計測光を後述するＣＣＤ等の撮像素子を含む検出装置７に導くための第２周期パターン（所定形状のパターン）５、及び紫外域の計測光を可視域の計測光に変換するための蛍光膜４が形成されている。即ち、ＦＯＰ６の入射面上に第２周期パターン５が直接パターニングされており、第２周期パターン５がパターニングされた入射面上に蛍光膜４が形成されている。第２周期パターン５は、周期性をもつパターン、即ち明暗の繰り返しパターン（ラインアンドスペース）を有している。蛍光膜４は、ＦＯＰ６を構成する個々の光ファイバーの直径以下の厚みを有するように蒸着により形成されている。このように、第２周期パターン５の上に蛍光膜４が蒸着されているため、蛍光膜４の表面を高精度に研磨することができ、ＦＯＰ６の入射面の平坦度を向上させることができる。これにより、光学特性装置の計測精度を向上させることができる。
【００２５】
蛍光膜４により可視域の計測光に変換された紫外域の計測光は、第２周期パターン５を透過し、ＦＯＰ６により検出装置７に導光される。検出装置７は、受光面がＦＯＰ６の射出面側に接するように配置されており、計測光が第１周期パターン２ａ及び第２周期パターン５を通過することにより形成されるモアレ縞を検出する。そして、検出されたモアレ縞に基づいて、被検光学系３のディストーションを計測する。
【００２６】
この第１の実施の形態にかかるモアレ縞計測装置によれば、ＦＯＰ６を備えているため、巨大なリレー光学系等を設ける必要がなく、装置自体を小型化できる。したがって、小型の装置であっても、被検光学系３の像面内の広い領域のディストーションを一度に且つ高精度に計測することができる。また、ＦＯＰ６の入射面にＦＯＰ６を構成する個々の光ファイバーの直径以下の厚みを有する蛍光膜４が形成されているため、ＦＯＰ６の横分解能の低下を抑制しつつ、紫外域の計測光を可視域の計測光に変換することができ、可視域の計測光を確実に検出装置７に導光することができる。
【００２７】
なお、第１の実施の形態にかかるモアレ縞計測装置においては、ＦＯＰ６の入射面上に第２周期パターン５が直接パターニングされており、第２周期パターン５がパターニングされた入射面上に蛍光膜４が形成されているが、図２に示すように、ＦＯＰ６の入射面上に蛍光膜４を蒸着により形成し、蛍光膜４上に第２周期パターン５を形成してもよい。
【００２８】
また、第１の実施の形態にかかるモアレ縞計測装置においては、ＦＯＰ６の入射面に第２周期パターン５が形成されている例を示したが、図３に示すように、ＦＯＰ６の射出面に第２周期パターン５を形成してもよい。即ち、ＦＯＰ６は可視域の計測光を導光する手段であるため、ＦＯＰ６の入射面または射出面に第２周期パターン５を有していればよい。
【００２９】
次に、図面を参照して、この発明の第２の実施の形態にかかる光量分布計測装置（光学特性計測装置）について説明する。図４は、第２の実施の形態にかかる光量分布計測装置の概略構成を示す図である。図４に示す光量分布計測装置は、例えば露光装置に搭載される投影光学系等の被検光学系３の瞳面内の透過率分布（光学特性）を計測するための装置である。なお、第２の実施の形態にかかる光量分布計測装置の説明においては、第１の実施の形態にかかるモアレ縞計測装置の構成と同一の構成の詳細な説明は省略する。また、第２の実施の形態にかかる光量分布計測装置の説明においては、第１の実施の形態にかかるモアレ縞計測装置の構成と同一の構成には第１の実施の形態で用いたものと同一の符号を用いて説明を行う。
【００３０】
図４に示すように、照明光学系１からの紫外域の計測光は、基板１０に設けられたピンホールパターン１０ａを透過する。ピンホールパターン１０ａは、被検光学系３の物体面またはその近傍に配置されている。ピンホールパターン１０ａにより回折した紫外域の計測光は、被検光学系３を介して、ＦＯＰ１３に入射する。ＦＯＰ１３は、ＦＯＰ１３の入射面が被検光学系３の像面またはその近傍に位置するように配置されている。ＦＯＰ１３の入射面には、入射面の高さを異ならせた凹状形状部（所定形状のパターン）１２が形成されており、凹状形状部１２の表面には紫外域の計測光を可視域の計測光に変換するための蛍光膜１１が形成されている。凹状形状部１２は、所定の曲率で形成された凹面を有する。したがって、紫外域の計測光がＦＯＰ１３の入射面に入射することにより発生する偏光状態の変化や、可視域の計測光が検出装置７に入射する際の入射角度の違いによる可視域の計測光の透過率の変化を抑制することができるため、計測精度を向上させることができる。蛍光膜１１は、ＦＯＰ１３を構成する個々の光ファイバーの直径以下の厚みを有するように蒸着により形成されている。
【００３１】
蛍光膜１１により変換された可視域の計測光は、凹状形状部を透過し、ＦＯＰ１３により検出装置７に導光される。検出装置７は、ピンホールパターン１０ａ、被検光学系３及び凹状形状部１２を透過した計測光の光量分布を検出する。そして、検出された光量分布を用いて被検光学系３の瞳面内の透過率分布を計測する。
【００３２】
この第２の実施の形態にかかる光量分布計測装置によれば、ＦＯＰ１３を備えているため、巨大なリレー光学系等を設ける必要がなく、装置自体を小型化できる。したがって、小型の装置であっても、被検光学系３の瞳面内の透過率分布を高精度に計測することができる。また、ＦＯＰ１３の入射面にＦＯＰ１３を構成する個々の光ファイバーの直径以下の厚みを有する蛍光膜１１が形成されているため、ＦＯＰ１３の横分解能の低下を抑制しつつ、紫外域の計測光を可視域の計測光に変換することができ、可視域の計測光を確実に検出装置７に導光することができる。
【００３３】
なお、第２の実施の形態にかかる光量分布計測装置においては、入射面に凹状形状部１２を有するＦＯＰ１３を備えているが、図５に示すように、入射面の高さを異ならせて形成した凸状形状部１６を有し、凸状形状部１６の表面に蛍光膜１５が蒸着により形成されているＦＯＰ１７を備えるようにしてもよい。凸状形状部１６は、半球形状の曲率面を有する。蛍光膜１５の構成は、図４に示す蛍光膜１１の構成と同様である。
【００３４】
また、上述の第１及び第２の実施の形態においては、ＦＯＰの入射面に蛍光膜が形成されている例を示したが、紫外域の計測光を透過することができるＦＯＰを使用する場合、紫外域の計測光から可視域の計測光に変換する必要がないため、ＦＯＰの入射面に蛍光膜を形成することを要しない。
【００３５】
次に、図面を参照して、この発明の第３の実施の形態にかかるシアリング型干渉計（光学特性計測装置）について説明する。図６は、第３の実施の形態にかかるシアリング型干渉計の概略構成を示す図である。図６に示すシアリング型干渉計は、例えば露光装置に搭載される投影光学系等の被検光学系３の波面収差（光学特性）を計測するための装置である。なお、第３の実施の形態にかかるシアリング型干渉計の説明においては、第１及び第２の実施の形態にかかる光学特性計測装置の構成と同一の構成の詳細な説明は省略する。また、第３の実施の形態にかかるシアリング型干渉計の説明においては、第１及び第２の実施の形態にかかる光学特性計測装置の構成と同一の構成には第１及び第２の実施の形態で用いたものと同一の符号を用いて説明を行う。
【００３６】
図６に示すように、照明光学系１からの紫外域の計測光は、基板１０に設けられたピンホールパターン１０ａを透過する。ピンホールパターン１０ａにより回折した紫外域の計測光は、被検光学系３を介して、回折格子２０に入射する。回折格子２０は、被検光学系３の像面またはその近傍に配置されている。回折格子２０を透過した紫外域の計測光は、入射面に蛍光膜２１が形成されたＦＯＰ２２に入射する。蛍光膜２１は、紫外域の計測光を可視域の計測光に変換するために設けられており、ＦＯＰ２２を構成する個々の光ファイバーの直径以下の厚みを有するように蒸着により形成されている。蛍光膜２１により変換された可視域の計測光は、ＦＯＰ２２により検出装置７に導光される。検出装置７は、回折格子２０を通過することにより発生した回折光同士による干渉により発生した干渉縞を検出する。そして、検出された干渉縞から被検光学系３の波面収差を計測する。
【００３７】
この第３の実施の形態にかかるシアリング型干渉計によれば、ＦＯＰ２２を備えているため、巨大なリレー光学系等を設ける必要がなく、装置自体を小型化できる。したがって、小型の装置であっても、被検光学系３の像面内の広い領域における干渉縞を一度に且つ高精度に計測することができる。また、ＦＯＰ２２の入射面にＦＯＰ２２を構成する個々の光ファイバーの直径以下の厚みを有する蛍光膜２１が形成されているため、ＦＯＰ２２の横分解能の低下を抑制しつつ、紫外域の計測光を可視域の計測光に変換することができ、可視域の計測光を確実に検出装置７に導光することができる。更に、蛍光膜２１によって、紫外域の計測光を可視域の計測光に変換しているため、コヒーレントノイズの発生を低減することができる。したがって、コヒーレントノイズの発生防止のための回転拡散板等を設ける必要がないため、更なる装置のコンパクト化を図ることができる。
【００３８】
なお、第３の実施の形態においては、シアリング型干渉計を例に挙げて説明したが、フィゾー型干渉計や点回折型干渉計にも本発明を適用することができる。
【００３９】
次に、図面を参照して、この発明の第４の実施の形態にかかる波面収差計測装置（光学特性計測装置）について説明する。図７は、第４の実施の形態にかかる波面収差計測装置の概略構成を示す図である。図７に示す波面収差計測装置は、例えば露光装置に搭載される投影光学系等の被検光学系３の波面収差（光学特性）を計測するためのシャックハルトマン方式の装置である。なお、第４の実施の形態にかかる波面収差計測装置の説明においては、第１〜第３の実施の形態にかかる光学特性計測装置の構成と同一の構成の詳細な説明は省略する。また、第４の実施の形態にかかる波面収差計測装置の説明においては、第１〜第３の実施の形態にかかる光学特性計測装置の構成と同一の構成には第１〜第３の実施の形態で用いたものと同一の符号を用いて説明を行う。
【００４０】
図７に示すように、照明光学系１からの紫外域の計測光は、基板１０に設けられたピンホールパターン１０ａを透過する。ピンホールパターン１０ａにより回折した紫外域の計測光は、被検光学系３を介して、マイクロレンズアレイ３０に入射する。マイクロレンズアレイ３０は、被検光学系３の像面とＦＯＰ２２の入射面との間の光路中であって、被検光学系３の瞳面と光学的に共役な位置またはその近傍に配置されている。マイクロレンズアレイ３０により集光された紫外域の計測光は、蛍光膜２１により可視域の計測光に変換され、ＦＯＰ２２により検出装置７に導光される。検出装置７は、ＦＯＰ２２を介してマイクロレンズアレイ３０により集光された計測光の点像を検出する。そして、検出された点像の位置ずれ量から被検光学系３の波面収差を計測する。
【００４１】
この第４の実施の形態にかかる波面収差計測装置によれば、ＦＯＰ２２を介して、被検光学系３及びマイクロレンズアレイ３０を介した計測光を検出装置７に導光できる。そのため、検出装置７に入射する際の入射角度の違いによる計測光の光量変化を抑制することができるため、計測精度を向上させることができる。また、ＦＯＰ２２の入射面にＦＯＰ２２を構成する個々の光ファイバーの直径以下の厚みを有する蛍光膜２１が形成されているため、ＦＯＰ２２の横分解能の低下を抑制しつつ、紫外域の計測光を可視域の計測光に変換することができ、可視域の計測光を確実に検出装置７に導光することができる。また、第４の実施の形態のおいては、被検光学系３を介した紫外域の計測光を平行光にすることなくマイクロレンズアレイ３０に入射させているが、被検光学系３を介した紫外域の計測光をレンズ等により平行光に変換し、変換した平行光をマイクロレンズアレイ３０に入射させるようにしてもよい。
【００４２】
次に、図面を参照して、この発明の第５の実施の形態にかかる光学特性計測装置について説明する。図８は、第５の実施の形態にかかる光学特性計測装置の概略構成を示す図である。図８に示す光学特性計測装置は、例えば露光装置に搭載される投影光学系等の被検光学系３の波面収差（光学特性）及び開口数（光量分布）を計測するための装置である。なお、第５の実施の形態にかかる光学特性計測装置の説明においては、第１の実施の形態にかかるモアレ縞計測装置の構成と同一の構成の詳細な説明は省略する。また、第５の実施の形態にかかる光学特性計測装置の説明においては、第１の実施の形態にかかるモアレ縞計測装置の構成と同一の構成には第１の実施の形態で用いたものと同一の符号を用いて説明を行う。
【００４３】
図８に示すように、照明光学系１からの紫外域の計測光は、基板３２に設けられたピンホール３２ａを透過する。ピンホール３２ａは、被検光学系３の物体面またはその近傍に配置されている。ピンホール３２ａにより回折した紫外域の計測光は、被検光学系３を介して、リレーレンズ３３を透過することにより平行光に変換される。リレーレンズ３３を透過した紫外域の計測光は、被検光学系３の光軸に対して傾斜した入射面を有するＦＯＰ３６に入射する。ＦＯＰ３６の入射面上には蛍光膜３５が形成されており、蛍光膜３５の表面には誘電体多層膜３４が形成されている。蛍光膜３５は、ＦＯＰ３６を構成する個々の光ファイバーの直径以下の厚みを有するように蒸着により形成されており、紫外域の計測光を可視域の計測光に変換する。誘電体多層膜３４は、入射する紫外域の計測光の一部を反射すると共に、入射する光の一部を透過させる反射透過膜として機能する。
【００４４】
誘電体多層膜３４を透過した紫外域の計測光は、蛍光膜３５を透過することにより可視域の計測光に変換され、ＦＯＰ３６により検出装置３７に導光される。ＣＣＤ等の撮像素子を含む検出装置（第１検出部）３７は、ＦＯＰ３６により導光された計測光の光量分布を検出する。この場合、被検光学系３を介した紫外域の計測光を平行光に変換してから検出装置３７により光量分布を検出しているため、検出装置３７の検出結果から被検光学系３の開口数を求めることができる。
【００４５】
一方、誘電体多層膜３４により反射された紫外域の計測光は、マイクロレンズアレイ３８に入射する。マイクロレンズアレイ３８は、被検光学系３の瞳面と光学的に共役な位置またはその近傍に配置されている。マイクロレンズアレイ３８により集光された紫外域の計測光は、検出装置３９に入射する。ＣＣＤ等の撮像素子を含む検出装置（第２検出部）３９は、マイクロレンズアレイ３８により集光された紫外域の計測光の点像を検出する。そして、検出された点像の位置ずれ量から被検光学系３の波面収差を計測する。
【００４６】
この第５の実施の形態にかかる光学特性計測装置によれば、計測光を検出装置３７に導電するＦＯＰ３６と、ＦＯＰ３６の入射面に計測光の一部を反射すると共に一部を透過する誘電体多層膜３４を備えているため、被検光学系３の開口数及び波面収差を一度に且つ高精度に計測することができる。即ち、誘電体多層膜３４及び蛍光膜３５を透過した可視域の計測光と、反射した紫外域の計測光のそれぞれを用いて、被検光学系３の様々な光学特性を計測することができる。また、ＦＯＰ３６の入射面上にＦＯＰ３６を構成する個々の光ファイバーの直径以下の厚みを有する蛍光膜３５が形成されているため、ＦＯＰ３６の横分解能の低下を抑制しつつ、紫外域の計測光を可視域の可視光に変換することができ、計測光を確実に検出置３７に導光することができる。
【００４７】
なお、第５の実施の形態においては、被検光学系３の開口数及び波面収差を計測しているが、開口数及び波面収差に限らず、被検光学系３の他の光学特性を計測するようにしてもよい。
【００４８】
次に、図面を参照して、この発明の第６の実施の形態にかかる透過率計測装置（光学特性計測装置）について説明する。図９は、第６の実施の形態にかかる透過率計測装置の概略構成を示す図である。図９に示す透過率計測装置は、例えば露光装置に搭載される投影光学系等の被検光学系３の透過率（光学特性）を計測するための装置である。なお、第６の実施の形態にかかる透過率計測装置の説明においては、第１の実施の形態にかかるモアレ縞計測装置の構成と同一の構成の詳細な説明は省略する。また、第６の実施の形態にかかる透過率計測装置の説明においては、第１の実施の形態にかかるモアレ縞計測装置の構成と同一の構成には第１の実施の形態で用いたものと同一の符号を用いて説明を行う。
【００４９】
図９に示すように、照明光学系１からの紫外域の計測光は、ビームスプリッタ４０を透過して、被検光学系３に入射する。被検光学系３を介した紫外域の計測光は、ＦＯＰ４３に入射する。ＦＯＰ４３の入射面には、その入射面の高さを異ならせて形成した凹状形状部（所定形状を有する計測用パターン）が形成されている。凹状形状部は、所定の曲率を有する曲面で形成されており、その曲面上には蛍光膜４２が形成されている。蛍光膜４２は、ＦＯＰ４３を構成する個々の光ファイバーの直径以下の厚みを有するように蒸着により形成されており、紫外域の計測光を可視域の計測光に変換する。蛍光膜４２の表面には、誘電体多層膜４１が形成されている。誘電体多層膜４１は、入射する紫外域の計測光の一部を反射すると共に、入射する紫外域の計測光の一部を透過させる反射透過膜として機能する。
【００５０】
誘電体多層膜４１を透過した紫外域の計測光は、蛍光膜４２を透過することにより可視域の計測光に変換され、ＦＯＰ４３により検出装置４４に導光される。ＣＣＤ等の撮像素子を含む検出装置（第１検出部）４４は、ＦＯＰ４３により導光された可視域の計測光の光量を検出する。一方、誘電体多層膜４１により反射された紫外域の計測光は、再び被検光学系３を介して、ビームスプリッタ４０により反射されて、ＣＣＤ等の撮像素子を含む検出装置（第２検出部）４５に入射する。検出装置４５は、入射した紫外域の計測光の光量を検出する。検出装置４４により検出された光量及び検出装置４５により検出された光量から被検光学系３の透過率を計測することができる。
【００５１】
この第６の実施の形態にかかる透過率計測装置によれば、ＦＯＰ４３を介して、２つの検出装置４４，４５により光量の検出を行なうことができるため、被検光学系３の透過率を高精度に計測することができる。また、ＦＯＰ４３の入射面上にＦＯＰ４３を構成する個々の光ファイバーの直径以下の厚みを有する蛍光膜４２が形成されているため、ＦＯＰ４３の横分解能の低下を抑制しつつ、紫外域の計測光を可視域の計測光に変換することができ、可視域の計測光を確実に検出装置４４に導光することができる。
【００５２】
なお、第６の実施の形態にかかる透過率計測装置においては、入射面の高さを異ならせて形成した凹状形状を有するＦＯＰ４３を備えているが、入射面の高さを異ならせて形成した凸状形状を有するＦＯＰを備えるようにしてもよい。
【００５３】
また、上述の第５及び第６の実施の形態においては、ＦＯＰの入射面に蛍光膜が形成されている例を示したが、紫外域の計測光を透過することができるＦＯＰを使用する場合、紫外域の計測光を可視域の計測光に変換する必要がないため、ＦＯＰの入射面に蛍光膜を形成することを要しない。
【００５４】
また、上述の第５及び第６の実施の形態においては、ＦＯＰの入射面上に蛍光膜を形成し、蛍光膜の表面に誘電体多層膜を形成しているが、ＦＯＰの入射面上に誘電体多層膜を形成し、誘電体多層膜の表面に蛍光膜を形成するようにしてもよい。
【００５５】
次に、図面を参照して、この発明の第７の実施の形態にかかる光学特性計測方法について説明する。この第７の実施の形態においては、上述の各実施の形態にかかる光学特性計測装置が備えるＦＯＰの光学特性を計測する方法について説明する。ＦＯＰ自体に、入射面から射出面に向けて紫外域あるいは可視域の計測光を導光する際に、ディストーション等の光学特性を有する場合があるため、ＦＯＰの光学特性を計測し、校正することが望ましい。
【００５６】
図１０は、第７の実施の形態にかかるＦＯＰの光学特性を計測する方法について説明するためのフローチャート、図１１は、第７の実施の形態にかかるＦＯＰの光学特性を計測する装置の概略構成を示す図である。なお、図１１に示す光学特性計測装置においては、第１の実施の形態にかかるモアレ縞計測装置の構成と同一の構成には第１の実施の形態で用いたものと同一の符号を用いている。
【００５７】
まず、図１１に示すように、結像光学系３の物体面またはその近傍に、第１周期パターン（第１計測用パターン）２ａが設けられている基板２を配置する（ステップＳ１０、第１配置工程）。次に、図１１に示すように、ＦＯＰ６の入射面が結像光学系３の像面またはその近傍に位置するように、ＦＯＰ６を配置する（ステップＳ１１、第２配置工程）。
【００５８】
ＦＯＰ６は、ＦＯＰ６の入射面には、第２周期パターン（第２計測用パターン）５ａ、及び紫外域の計測光を可視域の計測光に変換するための蛍光膜４が形成された第１基板、あるいは蛍光膜４が形成された第２基板が選択的に配置される。また、ＦＯＰ６の射出面には、第３周期パターン（第３計測用パターン）５ｂが形成された第３基板が挿脱可能に配置される。なお、図１１には、ＦＯＰ６の入射面に、第１基板を配置し、ＦＯＰ６の射出面に第３基板を配置した状態を図示している。第２周期パターン５ａ及び第３周期パターン５ｂは、周期性をもつパターン、即ち明暗の繰り返しパターン（ラインアンドスペース）を有している。なお、第１周期パターン及び第２周期パターンのパターン幅及びパターン間隔は、互いに等しくても、互いに異なっていても良い。また、第１周期パターン及び第３周期パターンのパターン幅及びパターン間隔も、互いに等しくても、互いに異なっていても良い。なお、第２周期パターン及び第３周期パターンのパターン幅及びパターン間隔は、互いに等しいことが望ましい。蛍光膜４は、ＦＯＰ６を構成する個々の光ファイバーの直径以下の厚みを有するように蒸着により形成されている。
【００５９】
次に、ＦＯＰ６の入射面に第１基板を配置すると共に、ＦＯＰ６の射出面側に検出装置７を配置する（ステップＳ１２、検出装置配置工程）。なお、このステップでは、ＦＯＰ６の射出面から第３基板を外しておく。次に、ＡｒＦエキシマレーザ光源またはＫｒＦエキシマレーザ光源を含む照明光学系１から射出される計測光により第１周期パターン２ａを照明する（ステップＳ１３、照明工程）。
【００６０】
次に、検出装置７は、第１周期パターン２ａ及び第２周期パターン５ａにより形成された第１モアレ縞を計測する（ステップＳ１４、第１計測工程）。次に、ＦＯＰ６の入射面側に第１基板に代えて第２基板を配置すると共に、ＦＯＰ６の射出面側に第３基板を配置する。そして、検出装置７は、第１周期パターン２ａ及び第３周期パターン５ｂにより形成された第２モアレ縞を計測する（ステップＳ１５、第２計測工程）。
【００６１】
ステップＳ１４において計測された第１モアレ縞と、ステップＳ１５において計測された第２モアレ縞との間に相対的な位置ずれが生じていない場合には、ＦＯＰ６がディストーションを有していないと判断することができる。一方、第１モアレ縞と第２モアレ縞との間に相対的な位置ずれが生じている場合には、ＦＯＰ６がディストーションを有していることとなり、相対的な位置ずれ量からＦＯＰ６のディストーション量を計測する。そして、計測結果に基づいて、ＦＯＰ６のディストーションの補正を行う。具体的には、計測されたＦＯＰ６のディストーション量をオフセット値として、実際に計測された結像光学系３の光学特性の校正を行う。
【００６２】
次に、図面を参照して、この発明の第８の実施の形態にかかる光学特性計測方法について説明する。この第８の実施の形態においては、上述の各実施の形態にかかる光学特性計測装置が備えるＦＯＰの光学特性を計測する方法について説明する。
【００６３】
図１２は、第８の実施の形態にかかるＦＯＰの光学特性を計測する方法について説明するためのフローチャート、図１３は、第８の実施の形態にかかるＦＯＰの光学特性を計測する装置の概略構成を示す図である。なお、図１３に示す光学特性計測装置においては、第１の実施の形態にかかるモアレ縞計測装置の構成と同一の構成には第１の実施の形態で用いたものと同一の符号を用いている。
【００６４】
まず、図１３に示すように、結像光学系３の物体面またはその近傍に、第１周期パターン（第１パターン）２ａが設けられている基板２を配置する（ステップＳ２０、第１配置工程）。次に、第１ファイバーオプティックプレート（以下、第１ＦＯＰという。）６ｂの入射面側に、第２ファイバーオプティックプレート（以下、第２ＦＯＰという。）６ａを配置する（ステップＳ２１、第２配置工程）。ここで、第２ＦＯＰ６ａの入射面には、第２周期パターン（第２パターン）５、及び紫外域の計測光を可視域の計測光に変換するための蛍光膜４が形成されている。
【００６５】
次に、図１３に示すように、第２ＦＯＰ６ａの入射面が結像光学系３の像面またはその近傍に位置するように、第１ＦＯＰ６ｂ及び第２ＦＯＰ６ａを配列し（ステップＳ２２、配列工程）、第１ＦＯＰ６ｂの射出面側に検出装置７を配置する。
【００６６】
次に、照明光学系１から射出される紫外域の計測光により第１周期パターン２ａを照明する。そして、第１周期パターン２ａ、結像光学系３を介した紫外域の計測光を蛍光膜４により可視域の計測光に変換し、第２周期パターン５を介して第２ＦＯＰ６ａ及び第１ＦＯＰ６ｂにより検出装置７に導光する（ステップＳ２３、第１導光工程）。
【００６７】
次に、ステップＳ２３において導光された可視域の計測光を検出装置７により検出する（ステップＳ２４、第１検出工程）。即ち、検出装置７は、第１周期パターン２ａ及び第２周期パターン５により形成された第１モアレ縞を計測する。
【００６８】
次に、第２ＦＯＰ６ａを移動する（ステップＳ２５、移動工程）。具体的には、第２ＦＯＰ６ａを第２ＦＯＰ６ａの入射面に直交する方向を軸として所定量回転させる。ステップＳ２５において第２ＦＯＰ６ａを回転移動させた後、再び照明光学系１から射出される紫外域の計測光により第１周期パターン２ａを照明する。そして、第１周期パターン２ａ、結像光学系３を介した紫外域の計測光を蛍光膜４により可視域の計測光に変換し、第２周期パターン５を介して第２ＦＯＰ６ａ及び第１ＦＯＰ６ｂにより検出装置７に導光する（ステップＳ２６、第２導光工程）。
【００６９】
次に、ステップＳ２６において導光された可視域の計測光を検出装置７により検出する（ステップＳ２７、第２検出工程）。即ち、検出装置７は、第２ＦＯＰ６ａの回転移動後における第１周期パターン２ａ及び第２周期パターン５により形成された第２モアレ縞を計測する。
【００７０】
次に、ステップＳ２４において検出された第１モアレ縞及びステップＳ２７において検出された第２モアレ縞を比較する（ステップＳ２８、比較工程）。ステップＳ２８において第１モアレ縞及び第２モアレ縞を比較することにより、第２ＦＯＰ６ａが有するディストーションの回転対象成分を特定することができる。特定された第２ＦＯＰ６ａのディストーションの回転対象成分をオフセット値として、実際に計測された結像光学系３の光学特性の校正を行う。
【００７１】
この第７及び第８の実施の形態にかかるＦＯＰの光学特性計測方法によれば、ＦＯＰ自体が有するディストーションを容易に計測することができる。したがって、例えばこの発明の光学特性計測装置に設けられるＦＯＰのディストーションを計測し、校正することができるため、ＦＯＰ自体が有するディストーションの影響を受けることなく、結像光学系の光学特性を高精度に計測することができる。
【００７２】
なお、第８の実施の形態においては、第２ＦＯＰ６ａを回転移動させているが、第１ＦＯＰ６ｂを回転移動させてもよく、第１ＦＯＰ６ｂ及び第２ＦＯＰ６ａを回転移動させるようにしてもよい。第１ＦＯＰ６ｂを回転移動させた際には、第１ＦＯＰ６ｂが有するディストーションの回転対象成分を特定することができる。
【００７３】
また、第８の実施の形態においては、第２ＦＯＰ６ａを回転移動させているが、図１４に示すように、第２ＦＯＰ６ａを第２ＦＯＰ６ａの入射面に平行な方向に移動させるようにしてもよい。この場合には、ステップＳ２４において検出された第１モアレ縞及びステップＳ２７において検出された第２モアレ縞をステップＳ２８において比較することにより、第２ＦＯＰ６ａが有するディストーションの非線形成分を特定することができる。また、第１ＦＯＰ６ｂを第１ＦＯＰ６ｂの入射面に平行な方向に移動させてもよく、第１ＦＯＰ６ｂ及び第２ＦＯＰ６ａを第１ＦＯＰ６ｂ及び第２ＦＯＰ６ａの入射面に平行な方向に移動させるようにしてもよい。
【００７４】
なお、上述の第７及び第８の実施の形態においては、ＦＯＰの入射面に第２周期パターンが形成されている例を示したが、第２周期パターンが形成された基板をＦＯＰの入射面上又はその近傍に配置するようにしてもよい。また、第７の実施の形態においては、ＦＯＰの射出面に第３周期パターンが形成されている例を示したが、第３周期パターンが形成された基板をＦＯＰの射出面側、または検出装置に配置するようにしてもよい。
【００７５】
また、上述の第７及び第８の実施の形態においては、ＦＯＰの入射面に蛍光膜が形成されている例を示したが、紫外光を透過することができるＦＯＰを使用する場合、計測光を紫外光から可視光に変換する必要がないため、ＦＯＰの入射面に蛍光膜を形成することを要しない。
【００７６】
次に、図面を参照して、この発明の第９の実施の形態にかかる露光装置について説明する。図１５は、第９の実施の形態にかかる露光装置の概略構成を示す図である。なお、以下の説明においては、各図中に示したＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。ＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸がウエハ（感光性基板）Ｗに対して平行となるよう設定され、Ｚ軸がウエハＷに対して直交する方向に設定されている。Ｘ軸は図１５の紙面に平行な方向とし、Ｙ軸は図１５の紙面に垂直な方向とする。
【００７７】
図１５に示す露光装置は、露光光を供給するための光源を含み、光源からの光でマスクＭを均一に照明する照明光学系５０を備えている。また、後述する投影光学系ＰＬの物体面又はその近傍においてマスクＭまたは第１周期パターンが形成された光学特性計測用基板５１を載置するマスクステージ５２と、マスクＭに形成されているパターンをウエハＷ上に投影する投影光学系ＰＬと、投影光学系ＰＬの像面内においてウエハＷを載置するウエハステージ５３を備えている。なお、この実施の形態においては、光源として、ｉ線用のランプ、ＫｒＦエキシマレーザ、ＡｒＦエキシマレーザ、Ｆ２レーザ等を用いている。なお、光源として、ＤＵＶ（深紫外）やＶＵＶ（真空紫外）の光を発生する光源を用いることも可能である。
【００７８】
照明光学系５０から射出した光は、マスクＭを重畳的に均一な照度で照明する。マスクＭを介した光は、投影光学系ＰＬに入射する。投影光学系ＰＬは、複数の光学部材により構成され、マスクＭに形成されているパターンを所定の倍率（縮小倍率、等倍率、または拡大倍率）で、ウエハＷ上に投影する。ウエハＷを載置しているウエハステージ５３は、Ｘ軸及びＹ軸方向に移動可能なＸＹステージと、Ｚ軸方向に移動可能及びＺ軸に対して傾斜可能なＺステージ等により構成されている。ウエハステージ５３にはウエハＷを吸引保持するウエハホルダ５４が設けられている。ウエハステージ５３をＸＹ平面内において二次元的に駆動制御しながら、ウエハＷの各露光領域にマスクＭの転写パターンを逐次露光する。
【００７９】
また、この投影露光装置は、ウエハステージ５３上に投影光学系ＰＬのディストーションを計測するための第１の実施の形態にかかるモアレ縞計測装置と同様の構成を有するモアレ縞計測装置を備えている。投影光学系ＰＬのディストーションを計測する際には、まず、第１周期パターンが形成されている基板５１をマスクステージ５２に載置する。また、投影光学系ＰＬを介した光がＦＯＰ５６の入射面に形成されている第２周期パターンを照射する位置に、ウエハステージ５３をＸ方向に移動する。
【００８０】
照明光学系５０からの光は、第１周期パターンを透過し、被検光学系３を介して、蛍光膜５５により可視域の光に変換され、第２周期パターンを透過し、ＦＯＰ５６により検出装置５７に導光される。検出装置５７は、光が第１周期パターン及び第２周期パターンを通過することにより形成されるモアレ縞を検出する。そして、検出されたモアレ縞の位置から投影光学系ＰＬのディストーションを計測する。
【００８１】
この第９の実施の形態にかかる露光装置によれば、投影光学系ＰＬのディストーションを計測するためのモアレ縞計測装置を備えているため、投影光学系ＰＬのディストーションを高精度に計測し、補正することができる。したがって、ディストーションが補正された投影光学系を介してマスクＭに形成されているパターンをウエハＷ上に高精度に露光することができる。
【００８２】
また、上述の各実施の形態においては、被検光学系を介した像や、光量分布をＦＯＰで導光する例を説明したが、ＦＯＰ上部に設けたパターンで選択した領域の光量の総和をＦＯＰで導光する場合にも適用することができる。
【００８３】
なお、第９の実施の形態にかかる露光装置においては、第１の実施の形態にかかるモアレ縞計測装置と同様の構成を有するモアレ縞計測装置を備えているが、第２〜第６の実施の形態にかかる光学特性計測装置のいずれかと同様の構成を有する光学特性計測装置を備えるようにしてもよい。
【００８４】
また、上述の各実施の形態においては、被検光学系として投影光学系を例に挙げて説明したが、この発明の光学特性計測装置を用いて他の光学系の光学特性を計測することができる。
【００８５】
また、投影光学系とウエハとの間に液体を介在させた液浸型の露光装置にもこの発明を適用することができる。
【００８６】
上述の実施の形態にかかる露光装置では、投影光学系を用いてマスクにより形成された転写用のパターンを感光性基板（ウエハ）に露光することにより、マイクロデバイス（半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等）を製造することができる。以下、上述の実施の形態にかかる走査型露光装置を用いて感光性基板としてのウエハ等に所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図１６のフローチャートを参照して説明する。
【００８７】
先ず、図１６のステップＳ３０１において、１ロットのウエハ上に金属膜が蒸着される。次のステップＳ３０２において、その１ロットのプレート上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップＳ３０３において、上述の実施の形態にかかる露光装置を用いて、照明光学系によりマスクに形成されたパターンを照明し（照明工程）、照明されたパターンの像を投影光学系によりウエハ上に形成し（形成工程）、パターンを１ロットのウエハ上の各ショット領域に順次露光転写する。なお、投影光学系の光学特性は、上述の各実施の形態にかかる光学特性計測装置により計測され、補正されている。その後、ステップＳ３０４において、その１ロットのウエハ上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップＳ３０５において、その１ロットのウエハ上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、マスクにより形成されたパターンに対応する回路パターンが、各ウエハ上の各ショット領域に形成される。
【００８８】
その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバイスが製造される。上述の半導体デバイスの製造方法によれば、投影光学系の光学特性が上述の各実施の形態にかかる光学特性計測装置により高精度に計測され、補正されているため、高精度な露光を行うことができ、良好な半導体デバイスを得ることができる。なお、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０５では、ウエハ上に金属を蒸着し、その金属膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチングの各工程を行っているが、これらの工程に先立って、ウエハ上にシリコンの酸化膜を形成後、そのシリコンの酸化膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチング等の各工程を行っても良いことはいうまでもない。
【００８９】
また、上述の実施の形態にかかる露光装置では、プレート（ガラス基板）上に所定のパターン（回路パターン、電極パターン等）を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、図１７のフローチャートを参照して、このときの手法の一例につき説明する。図１７において、パターン形成工程４０１では、上述の実施の形態にかかる露光装置を用いてマスクのパターンをプレートに転写露光する、所謂光リソグラフィ工程が実行される。この光リソグラフィ工程によって、プレート上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光されたプレートは、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の各工程を経ることによって、プレート上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルタ形成工程４０２へ移行する。
【００９０】
次に、カラーフィルタ形成工程４０２では、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）に対応した３つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、またはＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルタの組を複数水平走査線方向に配列されたりしたカラーフィルタを形成する。そして、カラーフィルタ形成工程４０２の後に、セル組み立て工程４０３が実行される。セル組み立て工程４０３では、パターン形成工程４０１にて得られた所定パターンを有するプレート、およびカラーフィルタ形成工程４０２にて得られたカラーフィルタ等を用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。セル組み立て工程４０３では、例えば、パターン形成工程４０１にて得られた所定パターンを有するプレートとカラーフィルタ形成工程４０２にて得られたカラーフィルタとの間に液晶を注入して、液晶パネル（液晶セル）を製造する。
【００９１】
その後、モジュール組み立て工程４０４にて、組み立てられた液晶パネル（液晶セル）の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、投影光学系の光学特性が上述の各実施の形態にかかる光学特性計測装置により高精度に計測され、補正されているため、高精度な露光を行うことができ、良好な液晶表示素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】第１の実施の形態にかかるモアレ縞計測装置の構成を示す図である。
【図２】第１の実施の形態にかかる他のファイバーオプティックプレートの構成を示す図である。
【図３】第１の実施の形態にかかる他のモアレ縞計測装置の構成を示す図である。
【図４】第２の実施の形態にかかる光量分布計測装置の構成を示す図である。
【図５】第２の実施の形態にかかる他の光量分布計測装置の構成を示す図である。
【図６】第３の実施の形態にかかるシアリング型干渉計の構成を示す図である。
【図７】第４の実施の形態にかかる波面収差計測装置の構成を示す図である。
【図８】第５の実施の形態にかかる光学特性計測装置の構成を示す図である。
【図９】第６の実施の形態にかかる透過率計測装置の構成を示す図である。
【図１０】第７の実施の形態にかかる光学特性計測方法について説明するためのフローチャートである。
【図１１】第７の実施の形態にかかる光学特性計測方法に用いられる光学特性計測装置の構成を示す図である。
【図１２】第８の実施の形態にかかる光学特性計測方法について説明するためのフローチャートである。
【図１３】第８の実施の形態にかかる光学特性計測方法に用いられる光学特性計測装置の構成を示す図である。
【図１４】第８の実施の形態にかかる光学特性計測方法に用いられる他の光学特性計測装置の構成を示す図である。
【図１５】第９の実施の形態にかかる露光装置の概略構成を示す図である。
【図１６】実施の形態にかかるマイクロデバイスとしての半導体デバイスの製造方法を示すフローチャートである。
【図１７】実施の形態にかかるマイクロデバイスとしての液晶表示素子の製造方法を示すフローチャートである。
【図１８】従来の光学特性計測装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００９３】
１，５０…照明光学系、２，１０，３２，５１…基板、２ａ…第１周期パターン、３…被検光学系、４，１１，１５，２１，３５，４２，５５…蛍光膜、５…第２周期パターン、６，１３，１７，２２，３６，４３，５６…ファイバーオプティックプレート、７，３７，３９，４４，４５，５７…検出装置、１０ａ…ピンホールパターン、１２…凹面パターン、１６…凸面パターン、２０…回折格子、３０，３８…マイクロレンズアレイ、３２ａ…ピンホール、３３…リレーレンズ、３４，４１…誘電体多層膜、４０…ビームスプリッタ、５２…マスクステージ、５３…ウエハステージ、５４…ウエハホルダ、Ｍ…マスク、ＰＬ…投影光学系、Ｗ…ウエハ。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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