(57)【要約】【課題】  ビームスプリッターを含む干渉計光学系の大型化およびビームスプリッターの分離面の面形状誤差に起因する測定誤差の発生を抑えることのできる小型で高精度な干渉計装置。【解決手段】  入射光を２つの光に分割して互いに異なる光路に沿って導いた後に入射光の光路とは異なる共通の光路に沿って２つの光を射出する干渉計光学系（７〜１１）と、干渉計光学系の移動方向（Ｙ方向）と直交する方向に沿って干渉計光学系に光を入射させるための光供給部（１〜５）と、干渉計光学系と一体的に保持されて、光供給部から入射する光束の一部だけを抽出する光抽出手段（６）とを備えている。光抽出手段で抽出されて干渉計光学系へ向かう抽出光の移動方向に沿った寸法は、光抽出手段に入射する光束の移動方向に沿った寸法よりも実質的に小さく設定されている。【選択図】  図２
2007085876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を２つの光に分割して互いに異なる光路に沿って導いた後に前記入射光の光路とは異なる共通の光路に沿って前記２つの光を射出する干渉計光学系と、
前記干渉計光学系の移動方向と直交する方向に沿って前記干渉計光学系に光を入射させるための光供給部と、
前記干渉計光学系と一体的に保持されて、前記光供給部から入射する光束の一部だけを抽出する光抽出手段とを備え、
前記光抽出手段で抽出されて前記干渉計光学系へ向かう抽出光の前記移動方向に沿った寸法は、前記光抽出手段に入射する光束の前記移動方向に沿った寸法よりも実質的に小さく設定されていることを特徴とする干渉計装置。
【請求項２】
前記光抽出手段は、前記光供給部から入射する光束の一部だけを制限的に通過させる開口を有する開口部材を備えていることを特徴とする請求項１に記載の干渉計装置。
【請求項３】
第１方向に沿って移動する第１物体に取り付けられ、入射した光を反射して前記第１方向と直交する第２方向へ導くための偏向部材と、
前記第１物体と一体的に前記第１方向に沿って移動し且つ前記第２方向に沿って前記第１物体と相対的に移動する第２物体に取り付けられ、前記偏向部材からの入射光を２つの光に分割して互いに異なる光路に沿って導いた後に前記入射光の光路とは異なる共通光路に沿って前記２つの光を射出する干渉計光学系と、
前記第１方向に沿って前記偏向部材に光を入射させるための光供給部とを備え、
前記光供給部から前記偏向部材に入射する光束の前記第２方向に沿った寸法は、前記偏向部材の前記第２方向に沿った寸法よりも実質的に大きく設定されていることを特徴とする干渉計装置。
【請求項４】
前記偏向部材は、前記第１方向に沿って間隔を隔て且つ前記第２方向に沿って隣り合う第１偏向部材と第２偏向部材とを有し、
前記干渉計光学系は、前記第１偏向部材に対応して配置された第１干渉計光学系と、前記第２偏向部材に対応して配置された第２干渉計光学系とを有することを特徴とする請求項３に記載の干渉計装置。
【請求項５】
光を供給するための光供給部と、
前記光供給部からの光の断面形状を縮小するための縮小光学系と、
前記縮小光学系からの光を所定の光路に沿って引き回すための引き回し光学系と、
前記引き回し光学系からの光の断面形状を拡大するための拡大光学系と、
前記拡大光学系からの入射光を２つの光に分割して互いに異なる光路に沿って導いた後に前記入射光の光路とは異なる共通の光路に沿って前記２つの光を射出する干渉計光学系とを備えていることを特徴とする干渉計装置。
【請求項６】
光を供給するための光供給部と、
前記光供給部からの光を集光するための第１集光素子と、
前記第１集光素子の集光位置またはその近傍に配置された入射面を有するライトガイドと、
前記ライトガイドから射出された光を集光して平行光束に変換するための第２集光素子と、
前記第２集光素子からの入射光を２つの光に分割して互いに異なる光路に沿って導いた後に前記入射光の光路とは異なる共通の光路に沿って前記２つの光を射出する干渉計光学系とを備えていることを特徴とする干渉計装置。
【請求項７】
所定のパターンを感光性基板に露光する露光装置において、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の干渉計装置を備えていることを特徴とする露光装置。
【請求項８】
請求項７に記載の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前記感光性基板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】
本発明は、干渉計装置、露光装置、およびデバイスの製造方法に関し、特に半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等のデバイスをリソグラフィー工程で製造するための露光装置においてマスクや感光性基板の変位測定に好適な干渉計装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
たとえば半導体素子を製造するための露光装置において、マスクステージによって支持されたマスク（レチクル）の変位を高精度に測定するために、マスク干渉計装置が使用されている。また、基板ステージによって支持された感光性基板（ウェハ）の変位を高精度に測定するために、ウェハ干渉計装置が使用されている。この種の干渉計装置では、レーザ光源から供給されたビームが、干渉計光学系中のビームスプリッターによって、固定鏡へ向かうビームと移動鏡に向かうビームとに分離される。
【０００３】
固定鏡までの光路を往復してビームスプリッターへ戻ったビームと移動鏡までの光路を往復してビームスプリッターへ戻ったビームとは、ビームスプリッターを介して合成された後に光検出器（ディテクター）に達する。干渉計装置では、固定鏡までの光路を往復したビームと移動鏡までの光路を往復したビームとの干渉に基づいて、マスクステージまたは基板ステージの変位を、ひいてはマスクまたは感光性基板の変位を測定する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
たとえば従来のマスク干渉計装置の場合、プリズム型のビームスプリッターを含む干渉計光学系がマスクステージに取り付けられ、マスクステージの移動方向すなわち干渉計光学系の移動方向と直交する方向に沿って、レーザ光源からのビームがビームスプリッターに入射する。したがって、マスクステージが移動する距離（ストローク）、すなわち干渉計光学系が移動する距離に応じて、ビームスプリッターを大きく設計する必要がある。
【０００５】
その結果、従来のマスク干渉計装置では、ビームスプリッターを含む干渉計光学系の大型化（大きさおよび重量の増大）により、マスクステージへの負荷が過大になり易い。また、ビームスプリッターの分離面に対するビームの入射位置がマスクステージの移動に伴って変化するため、大型ビームスプリッターの分離面の面形状誤差に起因して測定誤差が発生し易い。
【０００６】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、ビームスプリッターを含む干渉計光学系の大型化およびビームスプリッターの分離面の面形状誤差に起因する測定誤差の発生を抑えることのできる小型で高精度な干渉計装置を提供することを目的とする。また、本発明は、小型で高精度な干渉計装置を用いて、たとえばマスクステージへの負荷を抑えつつマスクの変位を高精度に測定することにより、マスクと感光性基板とを高精度に位置合わせした状態で良好な露光を行うことのできる露光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明の第１形態では、入射光を２つの光に分割して互いに異なる光路に沿って導いた後に前記入射光の光路とは異なる共通の光路に沿って前記２つの光を射出する干渉計光学系と、
前記干渉計光学系の移動方向と直交する方向に沿って前記干渉計光学系に光を入射させるための光供給部と、
前記干渉計光学系と一体的に保持されて、前記光供給部から入射する光束の一部だけを抽出する光抽出手段とを備え、
前記光抽出手段で抽出されて前記干渉計光学系へ向かう抽出光の前記移動方向に沿った寸法は、前記光抽出手段に入射する光束の前記移動方向に沿った寸法よりも実質的に小さく設定されていることを特徴とする干渉計装置を提供する。
【０００８】
本発明の第２形態では、第１方向に沿って移動する第１物体に取り付けられ、入射した光を反射して前記第１方向と直交する第２方向へ導くための偏向部材と、
前記第１物体と一体的に前記第１方向に沿って移動し且つ前記第２方向に沿って前記第１物体と相対的に移動する第２物体に取り付けられ、前記偏向部材からの入射光を２つの光に分割して互いに異なる光路に沿って導いた後に前記入射光の光路とは異なる共通光路に沿って前記２つの光を射出する干渉計光学系と、
前記第１方向に沿って前記偏向部材に光を入射させるための光供給部とを備え、
前記光供給部から前記偏向部材に入射する光束の前記第２方向に沿った寸法は、前記偏向部材の前記第２方向に沿った寸法よりも実質的に大きく設定されていることを特徴とする干渉計装置を提供する。
【０００９】
本発明の第３形態では、光を供給するための光供給部と、
前記光供給部からの光の断面形状を縮小するための縮小光学系と、
前記縮小光学系からの光を所定の光路に沿って引き回すための引き回し光学系と、
前記引き回し光学系からの光の断面形状を拡大するための拡大光学系と、
前記拡大光学系からの入射光を２つの光に分割して互いに異なる光路に沿って導いた後に前記入射光の光路とは異なる共通の光路に沿って前記２つの光を射出する干渉計光学系とを備えていることを特徴とする干渉計装置を提供する。
【００１０】
本発明の第４形態では、光を供給するための光供給部と、
前記光供給部からの光を集光するための第１集光素子と、
前記第１集光素子の集光位置またはその近傍に配置された入射面を有するライトガイドと、
前記ライトガイドから射出された光を集光して平行光束に変換するための第２集光素子と、
前記第２集光素子からの入射光を２つの光に分割して互いに異なる光路に沿って導いた後に前記入射光の光路とは異なる共通の光路に沿って前記２つの光を射出する干渉計光学系とを備えていることを特徴とする干渉計装置を提供する。
【００１１】
本発明の第５形態では、所定のパターンを感光性基板に露光する露光装置において、
第１形態〜第４形態の干渉計装置を備えていることを特徴とする露光装置を提供する。
【００１２】
本発明の第６形態では、第５形態の露光装置を用いて、前記所定のパターンを前記感光性基板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を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の典型的な形態にしたがう干渉計装置では、干渉計光学系と一体的に保持された開口部材の開口の作用により、光供給部から開口部材へ入射する光束の一部だけを制限的に通過させ、干渉計光学系の移動方向と直交する方向に沿って干渉計光学系へ導く。すなわち、光供給部から供給されたビームは開口部材の開口により波面分割され、開口により波面分割された細いビームは、干渉計光学系の移動の影響を受けることなく、干渉計光学系中のビームスプリッターの分離面の同じ位置に入射する。
【００１４】
その結果、本発明の干渉計装置では、ビームスプリッターを含む干渉計光学系の大型化およびビームスプリッターの分離面の面形状誤差に起因する測定誤差の発生を抑えることができる。また、本発明の露光装置では、小型で高精度な干渉計装置を用いて、たとえばマスクステージへの負荷を抑えつつマスクの変位を高精度に測定することにより、マスクと感光性基板とを高精度に位置合わせした状態で良好な露光を行うことができ、ひいては高精度で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】
【００１５】
本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。図示の露光装置は、照明光（露光光）を供給するための光源１００を備えている。光源１００から射出された光は、照明光学系ＩＬを介して、所定のパターンが形成されたマスクＭを重畳的に照明する。マスクＭは、マスクステージＭＳ上においてほぼ水平に保持されている。
【００１６】
マスクステージＭＳは、図示を省略した駆動系の作用により、マスク面に沿って二次元的に移動可能である。マスクステージＭＳの位置座標、ひいてはマスクＭの位置座標は、後述するマスク干渉計装置（図１では不図示）によって計測され且つ位置制御されるように構成されている。マスクＭに形成されたパターンからの光は、投影光学系ＰＬを介して、感光性基板であるウェハＷ上にマスクＭのパターン像を形成する。
【００１７】
ウェハＷは、ウェハステージＷＳ上においてほぼ水平に保持されている。ウェハステージＷＳは、図示を省略した駆動系の作用により、ウェハ面に沿って二次元的に移動可能である。ウェハステージＷＳの位置座標、ひいてはウェハＷの位置座標は、後述するウェハ干渉計装置（図１では不図示）によって計測され且つ位置制御されるように構成されている。
【００１８】
図１の露光装置では、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと直交する平面内においてウェハＷを二次元的に駆動制御しながら一括露光を行うことにより、いわゆるステップ・アンド・リピート方式にしたがって、ウェハＷのショット領域にマスクＭのパターンを逐次露光する。あるいは、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと直交する平面内においてマスクＭおよびウェハＷを投影光学系ＰＬに対して相対移動させながら、いわゆるステップ・アンド・スキャン方式にしたがって、ウェハＷの各露光領域にマスクＭのパターンをスキャン露光する。
【００１９】
図２は、本実施形態のマスク干渉計装置の構成を概略的に示す図である。図２を参照すると、本実施形態のマスク干渉計装置は、たとえば図２の紙面（ＸＹ平面）およびその直交面に対して約４５度の角度をなす偏光面を有する直線偏光を含むビームを射出するように設定されたＨｅ−Ｎｅレーザ光源１を備えている。レーザ光源１から供給されたビームは、絞り２を介して制限され、３つのアナモルプリズム３〜５の作用によりＸＹ平面に沿って断面形状が拡大された後に、開口部材６に入射する。
【００２０】
開口部材６は、Ｙ方向に沿って往復移動するマスクステージＭＳ上に取り付けられ、光供給部（１〜５）から入射する光束の一部だけを制限的に通過させる開口６ａを有する。開口部材６の開口６ａを通過したビームは、偏光ビームスプリッター７に入射し、その偏光分離面を透過するＰ偏光と偏光分離面で反射されるＳ偏光とに分離される。図３を参照すると、偏光ビームスプリッター７で反射されたＳ偏光の測定ビームは、１／４波長板８を介して第１固定鏡１２の反射面１２ａで反射された後、１／４波長板８を介してＰ偏光となり、偏光ビームスプリッター７に入射する。
【００２１】
偏光ビームスプリッター７に入射したＰ偏光の測定ビームは、偏光分離面７ａを透過し、コーナーキューブプリズム９を介してＸ方向に平行移動し且つ方向を変えた後、偏光ビームスプリッター７に入射する。偏光ビームスプリッター７に入射したＰ偏光の測定ビームは、偏光分離面７ａを透過し、１／４波長板８を介して第１固定鏡１２の反射面１２ａで反射された後、１／４波長板８を介してＳ偏光となり、偏光ビームスプリッター７に戻る。
【００２２】
一方、偏光ビームスプリッター７を透過したＰ偏光の参照ビームは、１／４波長板１０を介して第２固定鏡１１の反射面１１ａで反射された後、１／４波長板１０を介してＳ偏光となり、偏光ビームスプリッター７に入射する。偏光ビームスプリッター７に入射したＳ偏光の参照ビームは、偏光分離面７ａで反射され、コーナーキューブプリズム９を介してＸ方向に平行移動し且つ方向を変えた後、偏光ビームスプリッター７に入射する。
【００２３】
偏光ビームスプリッター７に入射したＳ偏光の参照ビームは、偏光分離面７ａで反射され、１／４波長板１０を介して第２固定鏡１１の反射面１１ａで反射された後、１／４波長板１０を介してＰ偏光となり、偏光ビームスプリッター７に戻る。偏光ビームスプリッター７に戻ったＳ偏光の測定ビームとＰ偏光の参照ビームとは、同じ光路に沿って偏光ビームスプリッター７から射出され、光検出器（図１では不図示）１３に達する。
【００２４】
本実施形態のマスク干渉計装置では、偏光ビームスプリッター７と、１／４波長板８，１０と、コーナーキューブプリズム９と、第２固定鏡１１とが、入射光を２つの光（測定ビームおよび参照ビーム）に分割して互いに異なる光路に沿って導いた後に入射光の光路とは異なる共通の光路に沿って２つの光を射出する干渉計光学系を構成し、Ｙ方向に沿って往復移動するマスクステージＭＳ上に一体的に取り付けられている。一方、第１固定鏡１２は、光供給部（１〜５）と同様に、マスクステージＭＳの外部において固定的に設けられている。
【００２５】
したがって、第１固定鏡１２は干渉計光学系（７〜１１）に対してＹ方向に沿って相対移動する移動鏡を構成し、第２固定鏡１１は干渉計光学系（７〜１１）に対して相対的に固定された固定鏡を構成している。こうして、光検出器１３の出力に基づいて、干渉計光学系（７〜１１）に対する第１固定鏡１２のＹ方向に沿った相対移動量が測定され、ひいてはマスクステージＭＳおよびマスクＭのＹ方向に沿った絶対的な移動量（変位）が測定される。
【００２６】
図２のマスク干渉計装置では、光供給部（１〜５）が、干渉計光学系（７〜１１）の移動方向（Ｙ方向）と直交する方向（Ｘ方向）に沿って干渉計光学系（７〜１１）中の偏光ビームスプリッター７にビームを入射させる。したがって、開口部材６を設けない従来構成では、マスクステージＭＳの移動距離（ストローク）に応じて、干渉計光学系（７〜１１）が大型化し、マスクステージＭＳへの負荷が過大になる。また、偏光ビームスプリッター７に対するビームの入射位置がマスクステージＭＳの移動に伴って変化するため、偏光分離面７ａの面形状誤差に起因して測定誤差が発生する。
【００２７】
これに対し、本実施形態のマスク干渉計装置では、光供給部（１〜５）と干渉計光学系（７〜１１）との間において干渉計光学系（７〜１１）と一体的に保持された開口部材６の開口６ａの作用により、光供給部（１〜５）から開口部材６へ入射する光束の一部だけを制限的に通過させて干渉計光学系（７〜１１）へ導いている。すなわち、光供給部（１〜５）から供給されたビームは開口部材６の開口６ａにより波面分割され、開口６ａにより波面分割された細いビームは、マスクステージＭＳの移動（すなわち干渉計光学系（７〜１１）の移動）の影響を受けることなく、偏光ビームスプリッター７の偏光分離面７ａの同じ位置に入射する。
【００２８】
ここで、開口６ａのＹ方向（マスクステージＭＳの移動方向）に沿った寸法は開口部材６に入射する光束のＹ方向に沿った寸法よりも実質的に小さく設定され、開口部材６に入射する光束のＹ方向に沿った寸法は干渉計光学系（７〜１１）が移動する距離（つまりマスクステージＭＳが移動する距離）に応じて十分に大きく設定されていることはいうまでもない。その結果、マスクステージＭＳの移動距離（ストローク）に応じて干渉計光学系（７〜１１）が大型化することなく、マスクステージＭＳへの負荷も過大になることはない。また、偏光ビームスプリッター７に対するビームの入射位置がマスクステージＭＳの移動の影響を受けることなく一定であるため、偏光分離面７ａの面形状誤差に起因する測定誤差の発生が抑えられる。
【００２９】
すなわち、本実施形態のマスク干渉計装置では、偏光ビームスプリッター７を含む干渉計光学系（７〜１１）の大型化および偏光ビームスプリッター７の偏光分離面７ａの面形状誤差に起因する測定誤差の発生を抑えることができる。また、本実施形態の露光装置では、小型で高精度なマスク干渉計装置（１〜１３）を用いて、マスクステージＭＳへの負荷を抑えつつマスクＭの変位を高精度に測定することにより、マスクＭとウェハ（感光性基板）Ｗとを高精度に位置合わせした状態で良好な露光を行うことができる。
【００３０】
なお、上述の説明では、開口部材６の開口６ａにより、光供給部（１〜５）から開口部材６へ入射する光束の一部だけを制限的に通過させて干渉計光学系（７〜１１）へ導いている。しかしながら、これに限定されることなく、一般的に光供給部（１〜５）から入射する光束の一部だけを抽出して干渉計光学系（７〜１１）へ導くための他の適当な光抽出手段を用いることができる。
【００３１】
図４は、本実施形態のウェハ干渉計装置の構成を概略的に示す図である。図４を参照すると、ウェハステージＷＳ（図４では参照符号を不図示）は、ベース３１と、ベース３１により支持されてＹ方向に沿って移動可能なＹステージ３２と、Ｙステージ３２により支持されてＹステージ３２と一体的にＹ方向に沿って移動し且つＸ方向に沿ってＹステージ３２と相対的に移動するＸステージ３３とにより構成されている。本実施形態のウェハ干渉計装置は、図２のマスク干渉計装置における光供給部（１〜５）と基本的に同じ構成の光供給部を備えている。
【００３２】
すなわち、本実施形態のウェハ干渉計装置は、たとえば図４の紙面（ＸＹ平面）およびその直交面に対して約４５度の角度をなす偏光面を有する直線偏光を含むビームを射出するように設定されたＨｅ−Ｎｅレーザ光源１を備えている。レーザ光源１から供給されたビームは、絞り２を介して制限され、３つのアナモルプリズム３〜５の作用によりＸＹ平面に沿って断面形状が拡大された後に、Ｙステージ３２に取り付けられた一対の折り曲げミラー２１ａおよび２１ｂに入射する。
【００３３】
一対のミラー（偏向部材）２１ａおよび２１ｂは、Ｙ方向に沿って所定の間隔を隔て且つＸ方向に沿って隣り合うように配置され、＋Ｙ方向に入射した光を反射して＋Ｘ方向へ導くように設定されている。光供給部（１〜５）から供給されたビームＢｅのうち、第１ミラー２１ａで反射されたビームＢａはＸステージ３３に取り付けられた第１干渉計光学系２２ａに入射し、第２ミラー２１ｂで反射されたビームＢｂは同じくＸステージ３３に取り付けられた第２干渉計光学系２２ｂに入射する。
【００３４】
第１干渉計光学系２２ａおよび第２干渉計光学系２２ｂは、図２のマスク干渉計装置における干渉計光学系（７〜１１）と基本的に同じ構成を有するため、その構成および作用について重複する説明を省略する。また、本実施形態のウェハ干渉計装置は、図２のマスク干渉計装置における第１固定鏡１２に対応する固定鏡２３を有し、この固定鏡２３は光供給部（１〜５）と同様に、ウェハステージＷＳ（３１〜３３）の外部において固定的に設けられている。
【００３５】
ここで、光供給部（１〜５）から第１ミラー２１ａおよび第２ミラー２１ｂに入射するビームＢｅのＸ方向に沿った寸法は、第１ミラー２１ａのＸ方向に沿った寸法と第２ミラー２１ｂのＸ方向に沿った寸法との和よりも実質的に大きく設定され、Ｙステージ３２のＹ方向に沿った移動に伴って発生するＹステージ３２のＸ方向に沿った微動量に応じて十分に大きく設定されている。また、第１ミラー２１ａの寸法および第２ミラー２１ｂの寸法は、光学的に必要な範囲で十分に小さく設定されている。
【００３６】
本実施形態のウェハ干渉計装置では、光供給部（１〜５）から供給されて第１ミラー２１ａで反射されたビームＢａが、第１干渉計光学系２２ａの内部および固定鏡２３の反射面を経た後に、第１ミラー２１ａで反射され、図示を省略した第１光検出器に達する。また、光供給部（１〜５）から供給されて第２ミラー２１ｂで反射されたビームＢｂは、第２干渉計光学系２２ｂの内部および固定鏡２３の反射面を経た後に、第２ミラー２１ｂで反射され、図示を省略した第２光検出器に達する。
【００３７】
第１光検出器の出力に基づいて、第１干渉計光学系２２ａに対する固定鏡２３のＸ方向に沿った相対移動量が測定され、ひいては第１干渉計光学系２２ａの取り付け位置におけるＸステージ３３のＸ方向に沿った絶対的な移動量（変位）が測定される。また、第２光検出器の出力に基づいて、第２干渉計光学系２２ｂに対する固定鏡２３のＸ方向に沿った相対移動量が測定され、ひいては第２干渉計光学系２２ｂの取り付け位置におけるＸステージ３３のＸ方向に沿った絶対的な移動量（変位）が測定される。
【００３８】
こうして、第１干渉計光学系２２ａの取り付け位置におけるＸステージ３３のＸ方向に沿った移動量情報と、第２干渉計光学系２２ｂの取り付け位置におけるＸステージ３３のＸ方向に沿った移動量情報とに基づいて、Ｘステージ３３の中心位置におけるＸ方向に沿った変位（ひいてはＸステージ３３に支持されたウェハＷのＸ方向に沿った変位）、およびＸステージ３３の中心位置におけるＺ軸廻りの回転角度（ひいてはＸステージ３３に支持されたウェハＷのＺ軸廻りの回転角度）が測定される。
【００３９】
本実施形態のウェハ干渉計装置では、Ｙステージ３２のＹ方向に沿った移動に伴ってＹステージ３２がＸ方向に沿って微動し、ひいてはＹステージ３２に取り付けられたミラー２１ａ，２１ｂがＸ方向に沿って微動することがあっても、光供給部（１〜５）から供給されたビームＢｅはミラー２１ａ，２１ｂにより波面分割され、ミラー２１ａ，２１ｂにより波面分割された細いビームＢａ，Ｂｂは、Ｙステージ３２のＸ方向に沿った微動の影響を受けることなく、干渉計光学系２２ａ，２２ｂ中の偏光ビームスプリッターの偏光分離面の同じ位置に入射する。その結果、本実施形態のマスク干渉計装置の場合と同様に、偏光ビームスプリッターを含む干渉計光学系２２ａ，２２ｂの大型化および偏光ビームスプリッターの偏光分離面の面形状誤差に起因する測定誤差の発生を抑えることができる。
【００４０】
なお、上述の説明では、一対の折り曲げミラー２１ａおよび２１ｂをＹステージ３２に取り付け、これに対応するように一対の干渉計光学系２２ａおよび２２ｂをＸステージ３３に取り付けている。しかしながら、これに限定されることなく、Ｙステージ３２に取り付けるミラーおよびこれに対応してＸステージ３３に取り付ける干渉計光学系の数および配置などについては、様々な変形例が可能である。
【００４１】
また、上述の実施形態では、露光装置に搭載されるマスク干渉計装置やウェハ干渉計装置に対して本発明を適用しているが、これに限定されることなく、他の一般的な干渉計装置に対して図２〜図４の構成を適用することもできる。
【００４２】
図５は、本発明の別の実施形態にかかる干渉計装置の構成を概略的に示す図である。図５の干渉計装置では、Ｈｅ−Ｎｅレーザ光源のような光供給部５１が、例えば露光装置のボディに取り付けられている。また、上述したマスク干渉計装置やウェハ干渉計装置における干渉計光学系（７〜１１；２２ａ，２２ｂ）と基本的に同じ構成を有する干渉計光学系５２が、例えば投影光学系ＰＬの鏡筒フランジに取り付けられている。
【００４３】
レーザ光源５１から供給されたビームは、その断面形状が縮小光学系５３を介して縮小され、比較的細いビームになって、複数のミラーを含む引き回し光学系５４に入射する。引き回し光学系５４により所定の光路に沿って引き回された細いビームは、その断面形状が拡大光学系５５を介して拡大され、比較的太いビームに変換されて、干渉計光学系５２に入射する。縮小光学系５３および拡大光学系５５として、たとえばアフォーカル光学系（無焦点光学系）を用いることができる。
【００４４】
この場合、引き回し光学系５４中のミラーの角度が変化すると、干渉計光学系５２中のビームスプリッターへ入射するビームの角度が変化し、この干渉計光学系５２へのビーム入射角度の変化に起因して測定誤差が発生する。しかしながら、図５の干渉計装置では、レーザ光源５１から供給されたビームを、縮小光学系５３の作用により細いビームに変換して、引き回し光学系５４へ入射させている。
【００４５】
その結果、図５の干渉計装置では、引き回し光学系５４中のミラーの角度変化に比して、干渉計光学系５２へのビーム入射角度の変化を小さく抑えることができ、ひいては干渉計光学系５２へのビームの入射角度の変化に起因する測定誤差の発生を小さく抑えて高精度な測定が可能である。具体的に、レーザ光源５１から供給されたビームの径を縮小光学系５３により１／５に縮小する場合、引き回し光学系５４中のミラーの角度が５分変化しても、干渉計光学系５２へのビーム入射角度はミラーの角度変化の１／５、すなわち１分しか変化しない。
【００４６】
図６は、図５の実施形態の変形例にかかる干渉計装置の構成を概略的に示す図である。図６の変形例は、図５の実施形態と類似の構成を有する。しかしながら、図６の変形例では、図５の縮小光学系５３、引き回し光学系５４および拡大光学系５５に代えて、第１集光レンズ６２、光ファイバー６１および第２集光レンズ６３を用いている点が、図５の実施形態と相違している。以下、図５の実施形態との相違点に着目して、図６の変形例を説明する。
【００４７】
図６の干渉計装置では、第１集光レンズ（一般には第１集光素子）６２の集光位置またはその近傍に、光ファイバー（一般にはライトガイド）６１の入射面６１ａが配置されている。また、光ファイバー６１の射出面６１ｂから射出された光が、第２集光レンズ（一般には第２集光素子）６３により平行光束に変換されて、干渉計光学系５２に入射するように構成されている。
【００４８】
したがって、レーザ光源５１から供給されたビームは、第１集光レンズ６２により集光され、光ファイバー６１の入射面６１ａのコア部６１ｃに入射する。光ファイバー６１の内部を伝搬したビームは、光ファイバー６１の曲線状の軸線に沿った所定の光路に沿って引き回された後、光ファイバー６１の射出面６１ｂのコア部６１ｃから射出される。光ファイバー６１から射出されたビームは、第２集光レンズ６３により集光されて平行光束に変換され、干渉計光学系５２に入射する。
【００４９】
図６の干渉計装置では、光ファイバー６１により所定の光路に沿ってビームを引き回しているので、引き回し光学系５４中のミラーの角度変化に起因するような測定誤差は本来的に発生しない。また、比較的自由な曲線状に湾曲可能な光ファイバー６１を用いているので、複数のミラーを含む引き回し光学系５４よりも複雑な光路に沿ってビームを引き回すことができる。また、光ファイバー６１により光を効率的に伝搬することができるので、引き回し光学系５４中のミラー等に起因するような光量損失を回避することができる。
【００５０】
上述の実施形態の露光装置では、照明装置によってレチクル（マスク）を照明し（照明工程）、投影光学系を用いてマスクに形成された転写用のパターンを感光性基板に露光する（露光工程）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、本実施形態の露光装置を用いて感光性基板としてのウェ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７のフローチャートを参照して説明する。
【００５１】
先ず、図７のステップ３０１において、１ロットのウェハ上に金属膜が蒸着される。次のステップ３０２において、その１ロットのウェハ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３０３において、本実施形態の露光装置を用いて、マスク上のパターンの像がその投影光学系を介して、その１ロットのウェハ上の各ショット領域に順次露光転写される。その後、ステップ３０４において、その１ロットのウェハ上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップ３０５において、その１ロットのウェ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、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各ウェハ上の各ショット領域に形成される。
【００５２】
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製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスをスループット良く得ることができる。なお、ステップ３０１〜ステップ３０５では、ウェ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、ウェ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。
【００５３】
また、本実施形態の露光装置では、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８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８において、パターン形成工程４０１では、本実施形態の露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板（レジストが塗布されたガラス基板等）に転写露光する、所謂光リソグラフィー工程が実行される。この光リソグラフィー工程によって、感光性基板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、露光された基板は、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、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルター形成工程４０２へ移行する。
【００５４】
次に、カラーフィルター形成工程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ー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ーを形成する。そして、カラーフィルター形成工程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基板、およびカラーフィルター形成工程４０２にて得られたカラーフィルター等を用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。
【００５５】
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基板とカラーフィルター形成工程４０２にて得られたカラーフィルター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。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、極めて微細な回路パターンを有する液晶表示素子をスループット良く得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施形態にかかる露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】本実施形態のマスク干渉計装置の構成を概略的に示す図である。
【図３】図２の干渉計光学系の構成および作用を概略的に説明する図である。
【図４】本実施形態のウェハ干渉計装置の構成を概略的に示す図である。
【図５】本発明の別の実施形態にかかる干渉計装置の構成を概略的に示す図である。
【図６】図５の実施形態の変形例にかかる干渉計装置の構成を概略的に示す図である。
【図７】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フローチャートである。
【図８】マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得る際の手法のフローチャートである。
【符号の説明】
【００５７】
１  レーザ光源
３〜５  アナモルプリズム
６  開口部材
６ａ  開口
７  偏光ビームスプリッター
８，１０  １／４波長板
９  コーナーキューブプリズム
１１，１２  固定鏡
１３  光検出器
１００  光源
ＩＬ  照明光学系
Ｍ  マスク
ＭＳ  マスクステージ
ＰＬ  投影光学系
Ｗ  ウェハ
ＷＳ  ウェハステージ
【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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