(57)【要約】【課題】  開口数が大きな投影光学系の波面を、簡易に精度良く測定すること。【解決手段】  レチクルのパターンの像を被露光体に投影する投影光学系と、前記投影光学系の光学特性を測定する干渉計と、を備える露光装置において、前記干渉計は、前記投影光学系の物体面に配置され、光源からの光の波面を理想波面に整形するマスクと、前記投影光学系を通過した前記光を検出する検出手段と、前記マスクと前記投影光学系との間又は前記投影光学系と前記検出手段との間に配置された光学部材と、を有し、前記検出手段は、前記光のうち前記光学部材で反射した反射光と前記光学部材を透過した透過光とが干渉することにより形成される干渉縞を検出することを特徴とする構成とした。【選択図】  図１
2007035709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レチクルのパターンの像を被露光体に投影する投影光学系と、前記投影光学系の光学特性を測定する干渉計と、を備える露光装置において、
前記干渉計は、前記投影光学系の物体面に配置され、光源からの光の波面を理想波面に整形するマスクと、
前記投影光学系を通過した前記光を検出する検出手段と、
前記マスクと前記投影光学系との間又は前記投影光学系と前記検出手段との間に配置された光学部材と、を有し、
前記検出手段は、前記光のうち前記光学部材で反射した反射光と前記光学部材を透過した透過光とが干渉することにより形成される干渉縞を検出することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記光学部材は、前記マスクと前記投影光学系との間に配置され、
前記反射光は、前記マスクで更に反射して前記投影光学系に入射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】
前記光学部材の前記投影光学系側の面には、反射防止膜が形成されていることを特徴とする請求項２記載の露光装置。
【請求項４】
前記反射光は、前記光学部材の前記検出手段側の面で反射した後、該光学部材の前記マスク側の面で反射したものであることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項５】
前記光学部材は、２つの基板を持ち、
前記反射光は、前記２つの基板のうち前記検出手段側の基板で反射した後、前記マスク側の基板で反射したものであることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項６】
前記基板を前記投影光学系の光軸方向に駆動する駆動手段を更に備えることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項７】
前記基板を前記投影光学系の光軸方向と垂直な方向に駆動する駆動手段を更に備え、
前記基板は、前記光軸方向に厚みの異なる領域を持つことを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項８】
前記基板の前記厚みの差は、前記基板を前記光源からの光の波長よりも小さいことを特徴とする請求項７記載の露光装置。
【請求項９】
前記基板を傾ける駆動手段を更に備えることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項記載の露光装置を用いて被露光体を露光する工程と、該露光された被露光体を現像する工程と、を有することを特徴と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、一般に露光装置に関し、特に、半導体デバイスや液晶表示デバイス等のデバイスを製造する際のリソグラフィー工程において、レチクル（フォトマスク）に形成したパターンを基板に投影し露光するための露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイス等を製造する際のリソグラフィー工程において、レチクルのパターンをレジストが塗布されたウエハに転写するため、露光装置が使用されている。
【０００３】
また、近年は、集積回路の高密度集積化、すなわち回路パターンの微細化が進められており、高解像度を実現するために露光装置の露光光が短波長化される傾向にある。そこで、露光装置の光源として、これまで主流だった水銀ランプに代わって、ＫｒＦエキシマレーザ（波長：２４８ｎｍ）やＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）が用いられるようになってきている。
【０００４】
一方、露光装置の投影光学系の開口数（ＮＡ）を増やすことでも高解像度を実現することができる。そこで、投影光学系とウエハとの間を屈折率が１よりも大きい液体で満たして開口数（ＮＡ）の増大させることにより、回路パターンの微細化を図る液浸露光装置も提案されている。
【０００５】
露光装置の高解像度化に伴い、露光装置の投影光学系の収差補正にも厳しい要求がされている。そのため、露光装置本体に投影光学系を搭載した後に、投影光学系の光学特性を測定し、検査することが不可欠となってきている。
【０００６】
例えば、露光装置を輸送している時に発生する投影光学系の光学特性の微妙な変化を設置する時に測定し、その光学特性が最良となるように再調整をする必要も生じている。また、照明条件の変化に伴う投影光学系の光学特性の変化を、露光装置本体上で測定する必要性が高まっている。更に、ウエハを露光している間に発生する熱の影響による投影光学系の光学特性の変化を、露光装置本体上で測定する必要性も高まっている。
【０００７】
そこで、露光装置本体上で投影光学系の光学特性を測定することが可能な干渉計を、露光装置本体に搭載することが提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００８】
その干渉計としては、点回折干渉計、シアリング干渉計などを用いることが提案されている。
【特許文献１】特開２０００−２７７４１２号公報
【特許文献２】特開２００３−２５４７２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
これらの既に提案されている露光装置本体に搭載された干渉計においては、投影光学系のレチクル側及びウエハ側に、ピンホール、スリット、回折格子などの微細パターンを有する部材が必要である。
【００１０】
例えば、点回折干渉計では、投影光学系のレチクル側及びウエハ側にピンホールが必要であり、更にその一方の側に回折格子が必要である。シアリング干渉計も、レチクル側にピンホールや回折格子が必要であり、ウエハ側に回折格子が必要である。
【００１１】
しかし、例えば、液浸露光装置の場合には、液浸材を保持するため投影光学系とウエハの間の距離が非常に狭くなる。そのため、その投影光学系とウエハの間に、微細パターンを有する部材を配置することやその部材を駆動するための駆動機構を配置することは、非常に困難である。
【００１２】
また、微細パターンによって、理想波面を生成する場合や波面を分割する場合には、その微細パターンの加工精度が重要となる。投影光学系の開口数が大きくなると、より微細なパターンが必要となるため、加工がより難しくなり、加工誤差が発生し易くなる。その加工誤差によって、理想波面からずれた波面が得られたり、波面を精度よく分割できなかったりするため、投影光学系の性能の測定精度が悪化する可能性がある。また、その微細化は加工誤差を発生し易くするだけでなく、同時に微細パターンからの透過光量も減少させる。その結果として、投影光学系の性能の測定精度が悪化する可能性がある。
【００１３】
また、ウエハ側で回折格子を用いる場合には、回折格子からの±１次光がエバネッセント波となり、回折格子から光束が出射しないこともある。
【００１４】
回折格子のピッチやセンサーの位置の条件で多少変わるものの、投影光学系の開口数が大きくなると、シア比（分離した２つの波面のずれ量）が場所によって大きく変化するため、開口数全体での高精度な投影光学系の性能の計測は難しい。
【００１５】
なお、通常、露光装置の投影光学系の倍率は１／４倍〜１／６倍である。従って、レチクル側はウエハ側より開口数が小さくなる。そのため、レチクル側に微細パターンを配置する場合でも、ウエハ側の微細パターンよりパターンサイズが大きいため、加工精度も問題ないレベルである場合が多い。したがって、レチクル側に微細パターンを配置することは、特に大きな課題にはならない。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の一側面としての露光装置は、レチクルのパターンの像を被露光体に投影する投影光学系と、前記投影光学系の光学特性を測定する干渉計と、を備える露光装置において、前記干渉計は、前記投影光学系の物体面に配置され、光源からの光の波面を理想波面に整形するマスクと、前記投影光学系を通過した前記光を検出する検出手段と、前記マスクと前記投影光学系との間又は前記投影光学系と前記検出手段との間に配置された光学部材と、を有し、前記検出手段は、前記光のうち前記光学部材で反射した反射光と前記光学部材を透過した透過光とが干渉することにより形成される干渉縞を検出することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の別の一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、該露光された被露光体を現像するステップとを有することを特徴とする。
【００１８】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付の図面を参照して説明される好ましい実施例等によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の露光装置によれば、ピンホール、スリット、回折格子などの微細パターンを有する部材を、投影光学系のウエハ側に配置することなく干渉計を構成することが可能となり、投影光学系の光学特性を高精度に測定することが容易に可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施例に関して図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１を用いて、本発明の実施例１の露光装置に関して説明する。本実施例では、基板（光学部材）３を透過した光の透過波面と、基板３及びマスク２を反射した反射波面とに基づいて、投影光学系の光学特性（特に、波面収差、Ｚｅｒｎｉｋｅ係数）の情報を得ている。
【００２２】
被露光体としてのウエハを露光する際には、光源からの照明光５で投影光学系１の物体面に配置されたレチクル（フォトマスク）を照明し、そのレチクルに形成された回路パターンを投影光学系１でウエハ上に投影する。一方、投影光学系１の波面収差を測定する際には、レチクルをピンホール４が形成されたマスク２に変更し、マスク２と投影光学系１の間に基板３を挿入する。
【００２３】
このピンホール４は、照明光５の波面を理想波面に整形するために用いるものである。ピンホールから出た理想波面は、基板３によって、基板３を透過する透過光の透過波面７と、基板３の上面で反射する反射光の反射波面８とに分割される。
【００２４】
透過波面７は投影光学系１を通過することで、投影光学系の収差の情報をもった波面へと変化する。一方、反射波面８は、基板３の上面及びマスク２の下面で反射されることで投影光学系の光軸を中心とした半径方向に拡大し、半径が透過波面７より光軸に垂直な断面の面積の大きい波面となって投影光学系１を通過する。投影光学系を通過した透過波面７及び反射波面８は、投影光学系１の像面（ウエハ基準位置）又はその近傍に集光する。
【００２５】
透過波面７と反射波面８とが干渉することにより形成される干渉縞を検出手段としての光量センサー６で計測する。光量センサー６は、ウエハ基準位置より上に配置しても良いが、本実施例ではウエハ基準位置より下に配置した場合を示している。光量センサー６としては、例えばＣＣＤのような二次元イメージセンサーを用いることができる。
【００２６】
透過波面７と反射波面８とが干渉することにより形成される干渉縞は、図１４に示したように同心円上となる。
【００２７】
本実施例では、基板３をマスク２と投影光学系１の間に挿入することでラジアルシアリング干渉計を構成している。
【００２８】
透過波面７と反射波面８のシア比は、基板の反射面とレチクルの反射面の距離（反射面距離）で決まる。ただし、反射面距離を増やすとシア比は増えるが、その一方で干渉縞のピッチが小さくなるため、シア比と干渉縞のピッチから、反射面距離を最適化する必要がある。
【００２９】
基板３は、露光光を反射するだけでなく、露光光を透過することも必須である。したがって、露光光を透過する材質に限定される。また、不要光を減少するために基板３の下面に反射防止膜を付加して、基板３の裏面反射を減少させるとよい。
【００３０】
さらに、反射波面８は、基板３の上面及びマスク２の下面での反射によって生成される。そのため、両者の反射率が高すぎると、反射光強度は強くなる反面、多重反射光の影響によって干渉縞のビジビリティーが悪化し、高精度の波面測定が出来なくなる場合もある。
【００３１】
この多重反射の影響を軽減し、高精度で測定を行うため、反射面の反射率は、干渉縞のビジビリティーが０．３程度になるように最適化することが妥当と言える。
【００３２】
例えば、マスク２の下面には増反射膜を付加して、強度反射率５０％程度とする。そして、基板３の上面はガラス基板を用いると強度反射率４％であるため、縞ビジビリティーが０．３程度になり、妥当な構成といえる。基板３の下面には反射防止膜を塗布することで裏面反射を減らすとなお良い。
【００３３】
また、通常、露光用のレチクルの下面には回路パターンがあり、酸化クロム膜やクロム膜が塗布されている。その露光用のレチクルの一部にピンホールを配置すると、露光用のレチクルを測定用のマスク２に交換することなく、レチクルステージで露光用のレチクルを移動してピンホールの位置を調整するだけで、波面計測を行うことができる。この時、露光用のレチクルの下面の強度反射率は、酸化クロムの場合は約３０％程度、クロム膜の場合は約８％である。そして、干渉縞のビジビリティーとの関係から妥当な構成になるよう、基板３の上面の反射率を最適化しても良い。もちろん、反射面の反射率はこの値に限ったものでなく、種々の構成に合わせて最適化される。更に、レチクルステージ上の露光用のレチクルを保持するレチクルチャックの部分以外のところに測定用マスクを常設する構成としても良い。
【００３４】
本実施例によれば、露光用のレチクルをピンホールを有する測定用のマスクに変更し、基板を挿入し、光量センサーを所望の位置に配置すれば、露光装置本体上で干渉計を構成できる。従って、露光装置本体上において、構成が非常に簡単であり、振動にも強いコモンパスの干渉計を構成できる。
【００３５】
また、本実施例では方向性のある微細パターンを用いないため、複数回測定の必要がなく、1度で測定することができる。したがって、複数回計測ごとのパターンの位置ズレに起因した非点収差の測定精度悪化や、駆動回数が増えることによる誤差増大もなく、高精度な計測が行える。
【００３６】
また、本実施例の露光装置では、微細パターンは投影光学系１の物体面側のピンホールのみに配置されており、投影光学系１の像面側に配置する必要がない。よって、開口数が大きい場合にも、開口数全体での高精度な投影光学系の波面収差の計測が容易に可能となる。
【００３７】
干渉する２つの光束は、投影光学系を透過する前に分割されたものであるため、厳密には、投影光学系１を通過する際に干渉する２つの光束は互いに若干ずれている。しかし、それに伴って測定値を補正をする必要は特になく、投影光学系の波面収差を高精度に測定可能である。なお、２つの光束のずれ量は、照明光５の基板３への入射角度と反射面間隔とから算出できるため、その算出結果に基づいて測定値を補正することも可能である。
【００３８】
干渉計の光量センサー６で得られる干渉縞画像から、投影光学系の波面の位相情報を精度よく抽出する方法としては、例えば電子モアレ法を用いると良い。本実施例のようにラジアルシアリング干渉計を用いた場合には、同じ収差の情報を持った波面が半径方向にずれることにより干渉縞が得られる。従って、本実施例で得られる干渉縞は、収差の差分の情報である。
【００３９】
電子モアレ法は、干渉計によりキャリア縞ののった測定対象（投影光学系１）の縞画像を形成し検出手段（光量センサー６）によって観察する。一方、計算機中に、その縞画像と同一周波数を持ち所定量だけ位相をシフトさせた３枚以上の参照格子パターン信号を生成し、得られているその縞画像の信号にそれぞれ乗算する。乗算して得られた信号から低周波数成分を抽出して得られる３枚以上のモアレ縞画像から位相分布が求められる。この手法はキャリア縞を発生させた１枚の縞画像から縞位相を計算することができるので、基板の駆動機構を必要とせず、耐振動性に優れ、高速処理が可能という利点がある。
【００４０】
また、投影光学系の光学特性を測定することが目的のため、基板の材質や厚みに起因する誤差成分を分離する必要がある。そのため、その誤差成分をあらかじめ把握しておき、システムエラーとして測定値から除算する。
【実施例２】
【００４１】
本発明の実施例２の露光装置について図２を用いて説明する。なお、図１と同一部材には同一の参照符号を付して説明は省略する。
【００４２】
本実施例では、透過波面７と、基板３の下面及び上面で反射して生成された反射波面８とを干渉させることにより形成される干渉縞を光量センサー６で検出することによって、投影光学系１の波面収差を測定している。
【００４３】
本実施例では、実施例１と同様に、マスク２と投影光学系１との間に基板３を１枚挿入しており、その他の構成は同様である。レチクル下面からの反射率が低くなるよう、レチクル下面に反射防止膜を付加すると良い。
【００４４】
本実施例の構成では、実施例１の場合のように、反射波面８がマスク２で反射しないので、ピンホールを持つマスク２を用いても、干渉縞の中心部の情報が欠落することがないという利点がある。
【実施例３】
【００４５】
実施例３について図３を用いて説明する。なお、図１と同一部材には同一の参照符号を付して説明は省略する。
【００４６】
本実施例では、マスク２と投影光学系１との間に基板３ａと基板３ｂを挿入している。そして、透過波面７と、基板３ａと基板３ｂで反射して生成された反射波面８とを干渉させることにより形成される干渉縞を光量センサー６で検出することによって、投影光学系１の波面収差を測定している。
【００４７】
この反射波面８は、マスク側の基板３ａの下面と、投影光学系側の基板３ｂの上面で反射することで生成される。基板３ａ，３ｂのそれ以外の面には、不要光を除去するための反射防止膜をつけると良い。また、基板３ａの下面と基板３ｂの上面との反射率は、実施例１で述べたように、多重反射と干渉縞のビジビリティーの関係から最適化されることが望ましい。
【００４８】
本実施例の干渉計を用いれば、ピンホールを持つマスク２を用いても、干渉縞の中心部の情報が欠落することがないという利点がある上、反射率も自由に選択できるため、より自由度の高い構成になっている。
【００４９】
以上、本実施例の露光装置によれば、投影光学系１の像面側に微細パターンを配置することなく、投影光学系の波面収差を高精度に測定することが容易に可能になる。
【００５０】
なお、本実施例では、２枚の基板３ａ，３ｂのうち、基板３ａの下面と、基板３ｂの上面で照明光５の一部を反射すること反射波面８を生成したが、２つの反射面の構成はこれに限ったものではない。反射面には反射率を最適化した膜を塗布し、反射面以外には反射防止膜を塗布することが望ましい。
【実施例４】
【００５１】
本発明の実施例４の露光装置について図４を用いて説明する。なお、図１と同一部材には同一の参照符号を付して説明は省略する。
【００５２】
本実施例では、投影光学系１と光量センサー６の間に基板を３ａ，３ｂを挿入している。そして、透過波面７と、２つの基板間で反射して生成された反射波面８とを干渉させることにより形成される干渉縞を光量センサー６で検出することによって、投影光学系１の波面収差を測定している。
【００５３】
この反射波面８は、投影光学系側の基板３ａの下面と、光量センサー側基板３ｂの上面で反射することで生成される。それ以外の面には、不要光を除去するための反射防止膜をつけると良い。また、前記２つの反射面の反射率は、実施例１で述べたように、多重反射と干渉縞のビジビリティーの関係から最適化されることが望ましい。
【００５４】
以上、本実施例の露光装置によれば、投影光学系１の像面側に微細パターンを配置することなく、投影光学系の波面収差を高精度に測定することが容易に可能になる。
【００５５】
なお、本実施例では、２枚の基板３ａ，３ｂのうち、基板３ａの下面と、基板３ｂの上面で照明光５の一部を反射すること反射波面８を生成したが、２つの反射面の構成はこれに限ったものではない。反射面には反射率を最適化した膜を塗布し、反射面以外には反射防止膜を塗布することが望ましい。
【実施例５】
【００５６】
実施例５について図５を用いて説明する。なお、図１と同一部材には同一の参照符号を付して説明は省略する。
【００５７】
実施例１では、光量センサー６により得た干渉縞画像から投影光学系の波面の位相情報を精度よく算出する手法として、例えば電子モアレ法を用いることを説明した。本実施例５では、位相シフト法にて位相情報を算出する例を示す。
【００５８】
位相シフト法とは、位相を変化させた複数枚の干渉縞画像から、精度良く位相情報を算出する方法である。
【００５９】
図５に示した構成においては、挿入した基板３を、駆動手段としての駆動部９によって投影光学系１の光軸方向に駆動させることで、位相を変化させた複数枚の画像を光量センサー６で得る。基板３を光軸方向に駆動した場合、光路長は駆動量の２倍変化する。そのため、例えば１／４λピッチで位相シフトさせたい時は、１／８λピッチで基板を駆動することになる。このように、波長よりも小さい距離だけ反射面を駆動する必要があり、ピエゾなどを用いて駆動すると良い。
【００６０】
なお、本実施例では挿入した基板３を駆動させて位相シフトする場合を示したが、反射面間距離を変化できれば良いため、駆動の構成はこれに限ったものではない。例えば、マスク２を駆動させても良いし、実施例３や４のように複数の基板を挿入した場合には、いずれか一方の基板を駆動させてもよい。
【実施例６】
【００６１】
本発明の実施例６の露光装置について図６を用いて説明する。なお、図５と同一部材には同一の参照符号を付して説明は省略する。
【００６２】
本実施例では、基板３として図１６に示したような場所によって厚みの異なる基板３０を使用し、駆動部９を用いて基板３０を投影光学系１の光軸に垂直な方向に駆動することで、位相シフト法を用いている。
【００６３】
基板３０の段差は、実施例５における基板の駆動量に対応しており、例えば１／４λピッチで位相シフトさせたい時は、１／８λピッチで段差をつけた基板を用いると良い。
【００６４】
また、基板３０の段差ごとにピンホールを夫々配置し、レチクルステージを用いて基板３０及び複数のピンホールを有するマスクを一括して光軸に垂直な方向に駆動しても良い。
【００６５】
このように構成すれば、基板３０を単独で光軸方向に駆動する駆動装置が必要なくなるという利点がある。
【００６６】
なお、基板３０の厚みが場所によって異なるため、その場所を変える毎に補正が必要となる。
【実施例７】
【００６７】
本実施例７について、図７を用いて説明する。なお、図５と同一部材には同一の参照符号を付して説明は省略する。
【００６８】
本実施例では、基板３の表面を、投影光学系１の光軸に垂直になるように配置せず、ややチルトさせている。
【００６９】
基板３を駆動部９でチルトさせることで、干渉縞は図１５のように、同心円から非対称の円へと変化する。つまり、半径方向にシアした情報だけでなく、全体的に横にシアした情報も得ることができ、半径方向にのみシアした場合には得ることのできなかった投影光学系１の中心（光軸上）についてのシアした情報も得ることができる。
【００７０】
位相シフト法を用いる場合には、複数方向に反射面をチルトさせて得られた複数の干渉縞の画像を用いても良いし、チルト量を異ならせて得られた複数の干渉縞の画像を用いても良い。
【実施例８】
【００７１】
本実施例８について、図８を用いて説明する。
【００７２】
実施例１〜６では、半径方向にシアさせた波面を得る構成になっていたが、本実施例では、半径方向にだけではなく、θ方向にもシアさせた波面を得る構成となっており、いわゆるローテーショナルシアリングの構成になっている。
【００７３】
マスク２のピンホール４から出た理想波面は、投影光学系１を透過することで光学系の収差がのった波面になる。そして、投影光学系１からの光をレンズまたはレンズ群１３によって平行光へと変化させ、その平行光をビームスプリッターＢＳで２つに分割する。それら２つの光のうち一方はプリズム１７で反射させ、もう一方はローテーショナルプリズム１８で若干θ方向に波面を回転させて反射させる。それら２つの光が互いに干渉することにより形成される干渉縞を光量センサー６で計測する。
【００７４】
ローテーショナルプリズム１８としては、ダハプリズム，コーナーキューブ，イメージローテーターなど、プリズム１７での反射光とプリズム１８での反射光とを相対的に回転させることができるよう最適化されたものであれば良い。
【００７５】
以上、本発明の実施例１〜８について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００７６】
例えば、ピンホールの形状は、図９（ａ）のように、完全に穴が開いている形でも良いが、その場合、投影光学系１の中心（光軸上）の反射光が取れずに情報がなくなってしまう。それが問題になる場合は、図９（ｂ）（ｃ）のように途中まで掘り込んだピンホールや、図９（ｄ）のように膜の一部に穴を開ける形でピンホールを構成するとよい。このように構成すれば、中心の光も反射するため、中心の情報も得られる。図９（ｅ）のように、膜の一部に穴を開ける形にすると、通常のレチクルの一部にピンホールを配置することが可能となる。さらに、図９（ｆ）のように、メンブレン膜の一部をピンホールにすると、微細なピンホールの製作も行うことができる。この場合において、メンブレン膜に直接孔を空けるのではなく、メンブレン上に膜を形成し、その膜の一部に穴を開ける形でピンホールを構成してもよい。また、解像度以下の複数のピンホールを並べることで、ピンホール１つよりも光量が増え、かつ理想波面を生成できる構成にしても良い。ピンホールの形状はこれに限ったものではなく、種々の構成が可能である。
【００７７】
また、実施例１〜８では、挿入する基板２を平行平板として記載したが、それに限ったものではなく、図１０に示したような色々な基板やその組み合わせで構成することも可能である。
【００７８】
例えば、実施例中でも示したが、平行平板（図１０（ａ））に反射防止膜をコーティングしたもの（図１０（ｃ））やハーフミラー（図１０（ｄ））を用いても良い。平行平板に楔角をつけたもの（図１０（ｂ））を用いる場合では、裏面反射を取り除けるため、裏面に反射防止膜を塗布する必要がない。ただしフレア・ゴーストなどに配慮が必要となる。メンブレン（図１０（ｅ））を用いると、基板の厚みに起因する球面収差を減少させることができる。それ以外にもＲのついた厚み均一の光学部材（図１０（ｆ））、上平面の半球レンズ（図１０（ｇ））、レンズ（図１０（ｈ））、山型の光学部材（図１０（ｉ））などがある。
【００７９】
いずれの場合も投影光学系の収差と、基板２の厚みや材質に起因する光学特性とを分離する必要があるため、当然ながら、最初に基板２の光学特性を把握しておき、システムエラーとして除去する。
【００８０】
更に、本実施例１〜８では、光量センサー６の構成として空気中に配置する図を示していた。しかし、投影光学系の最終面が液浸材に浸される液浸露光装置の場合には、光量センサー６を液浸材中等に配置することも可能である。ただし図１１のように、光量センサーの配置には工夫が必要である。図１１にその構成例をいくつか示した。
【００８１】
図１１（ａ）のように、液浸材１０中にコーティングした光量センサー６を配置しても良いし、図１１（ｂ）のように、光量センサー６はセンサー封止液１１中に配置し、液浸材１０との間をシール材１２で分割する構成でも良い。また、図１１（ｃ）のように、光量センサー６はセンサー封止液または空気１４で封印し、液浸材との間にはレンズまたはレンズ群１３を配置する構成になっていても良い。
【００８２】
更に、実施例１〜８では、図１２（ａ）に記載したような通常の照明系を例に説明したが、本発明は種々の照明系に対しても同様の効果が得られる。図１２（ｂ）のようにピンホール前に集光用の半球レンズ、レンズやレンズ群などを配置しても良いし、図１２（ｃ）のようにピンホール前に回折格子を配置しても良いし、図１２（ｄ）のようにピンホールにファイバーで導光した光を入射しても良い。図１２（ｂ），（ｃ），（ｄ）のような方式を用いると、図１２（ａ）よりもピンホール内へ多くの光を導光することができるのである。
【００８３】
また、以上では、干渉計の光源として、露光光源を用いる構成としていた。しかし、干渉計の光源として露光光源を用いるのではなく、露光光源と略同じ波長の光を発生する露光光源とは別の光源を用いることとしても良い。
【００８４】
次に、実施例１〜８のように得られた干渉縞情報より、投影光学系の波面情報を得るための処理フローを、図１３，１４を用いて説明する。
【００８５】
まず、干渉縞を実施例１〜８のようにして計測する（Ｓ１００）。この計測した干渉縞から、電子モアレ法や位相シフト法などを用いて、差分位相を算出する（Ｓ１１０）。そして、ノイズ除去処理を行ったあと（Ｓ１２０）、差分位相から積分波面を算出し（Ｓ１３０）、計測波面のＺｅｒｎｉｋｅ係数を算出する（Ｓ１４０）。
【００８６】
次にシステムエラー波面について説明する。
【００８７】
干渉縞を生成する透過波面と反射波面とは、そもそも曲率半径が異なる波面である。そのため、仮に投影光学系に収差がなかったとしても、この曲率半径の差から生じる大きな球面収差などのシステムエラー波面が、干渉縞として計測されてしまう。
【００８８】
また、基板を挿入したことによって、基板の形状等に起因するシステムエラー波面も合わせて計測される。
【００８９】
そこで、透過波面と反射波面の曲率半径差、基板の形状等に起因するシステムエラー波面による干渉縞情報を計算する（Ｓ２００）。そして、計測波面の時と同様に、差分位相を算出し（Ｓ２１０）、差分位相から積分波面を算出し（Ｓ２３０）、システムエラー波面のＺｅｒｎｉｋｅ係数を算出する（Ｓ２４０）。これを計測波面のＺｅｒｎｉｋｅ係数から差し引くことで、最終的に必要な投影光学系の波面情報（Ｚｅｒｎｉｋｅ係数）を得ることが出来る（Ｓ３００）。
【００９０】
ここでは、Ｚｅｒｎｉｋｅ係数で計測波面情報とシステムエラー波面情報との差を算出しているが、これに限ったものではなく、差分位相の段階で差を算出しても良いし、積分波面の段階で差を算出して波面収差を求めてもよい。また、システムエラー波面に関する情報は毎回求めるのではなく、定期的に求めることとしても良い。
【００９１】
あらかじめシステムエラー波面に関する情報を計算又は計測して、その情報を格納しておき、その情報に基づいて計測波面に関する情報を補正することとしても良い。
【００９２】
次に、上述の露光装置を利用したデバイスの製造方法の実施例を説明する。
【００９３】
図１７は半導体装置（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネルやＣＣＤ）の製造フローを示す。ステップ１（回路設計）では半導体装置の回路設計を行う。ステップ２（レチクル製作）では設計した回路パターンを形成したレチクル（フォトマスク）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、上記用意したレチクルとウエハとを用いて、リソグラフィー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よって作成されたウエハを用いて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で作成された半導体装置の動作確認テスト、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装置が完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００９４】
図１８は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。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ではウエハの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）ではウエハにレジスト（感材）を塗布する。ステップ１６（露光）では上記投影露光装置によってマスクの回路パタ−ンの像でウエハを露光する。ステップ１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ１８（エッチング）では現像したレジスト以外の部分を削り取る。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。これらステップを繰り返し行うことによりウエハ上に回路パタ−ンが形成される。
【００９５】
本実施例の製造方法を用いれば、従来は難しかった高集積度のデバイスを製造することが可能になる。
【００９６】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】実施例１の露光装置の概略図である。
【図２】実施例２の露光装置の概略図である。
【図３】実施例３の露光装置の概略図である。
【図４】実施例４の露光装置の概略図である。
【図５】実施例５の露光装置の概略図である。
【図６】実施例６の露光装置の概略図である。
【図７】実施例７の露光装置の概略図である。
【図８】実施例８の露光装置の概略図である。
【図９】ピンホールを有するマスクの構成例を表す図である。
【図１０】基板の構成例を表す図である。
【図１１】光量センサーの構成例を表す図である。
【図１２】照明の仕方を表す図である。
【図１３】処理方法のフローチャート１である。
【図１４】干渉縞を表す図である。
【図１５】干渉縞を表す図である。
【図１６】場所によって厚みの異なる基板を表す図である。
【図１７】デバイスの製造フローを示す図である。
【図１８】図１７のウエハプロセスを示す図である
【符号の説明】
【００９８】
１  投影光学系
２  マスク（レチクル）
３  基板（光学部材）
４  ピンホール
５  照明系
６  光量センサー（検出手段）
７  透過光
８  反射光
９  駆動部（駆動手段）
１０  液浸材
１１  センサー封止液
１２  シール材
１３  レンズまたはレンズ群
１４  センサー封止液または空気
１５  回折格子
１６  ファイバー
１７  プリズム
１８  波面回転プリズム
【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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