(57)【要約】【課題】投影光学系の開口数を評価するために有利な技術を提供する。【解決手段】投影光学系の開口絞りによって規定される開口数を評価する評価方法は、前記開口絞りが配置されている面に入射する光の前記面上での径に対する前記開口絞りの開口の大きさの比率が互いに異なる複数の状態の各々について、前記開口絞りの開口を通過した光の光量を計測する計測工程と、前記比率と前記計測工程で得られた光量との関係に基づいて、前記開口絞りを制御するための指令値に対する前記開口数の信頼性を決定する決定工程と、を含み、前記複数の状態は、前記面に入射した光の一部が前記開口絞りによって遮断される状態と、前記面に入射した光の全てが前記開口絞りの開口を通過する状態とを含む、ことを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影光学系の開口絞りによって規定される開口数を評価する評価方法であって、
前記開口絞りが配置されている面に入射する光の前記面上での径に対する前記開口絞りの開口の大きさの比率が互いに異なる複数の状態の各々について、前記開口絞りの開口を通過した光の光量を計測する計測工程と、
前記比率と前記計測工程で得られた光量との関係に基づいて、前記開口絞りを制御するための指令値に対する前記開口数の信頼性を決定する決定工程と、
を含み、
前記複数の状態は、前記面に入射した光の一部が前記開口絞りによって遮断される状態と、前記面に入射した光の全てが前記開口絞りの開口を通過する状態とを含む、ことを特徴とする評価方法。
【請求項２】
中央部より周辺部の方が光強度の大きい光強度分布が前記面に形成されるように照明条件を設定する設定工程を更に含む、ことを特徴とする請求項１に記載の評価方法。
【請求項３】
前記設定工程では、輪帯照明分布が前記面に形成されるように前記照明条件を設定する、ことを特徴とする請求項２に記載の評価方法。
【請求項４】
前記設定工程では、前記周辺部の光強度分布において、光強度のピーク位置から外側に向かう方向における光強度の変化率の絶対値が、当該ピーク位置から内側に向かう方向における光強度の変化率の絶対値より大きくなるように前記照明条件を設定する、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の評価方法。
【請求項５】
前記計測工程では、前記開口絞りの開口の大きさが互いに異なるように前記開口絞りを駆動することによって前記比率が互いに異なる前記複数の状態を生成する、ことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の評価方法。
【請求項６】
前記計測工程では、前記面上での径が互いに異なる光を前記面に入射させることによって前記比率が互いに異なる前記複数の状態を生成する、ことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の評価方法。
【請求項７】
前記計測工程では、前記複数の状態の各々について、前記投影光学系に対する同じ位置で光量の計測を行う、ことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の評価方法。
【請求項８】
前記計測工程では、光量を計測する計測部の位置を前記投影光学系に対して固定した状態で光量の計測を行う、ことを特徴とする請求項７に記載の評価方法。
【請求項９】
前記計測工程では、前記投影光学系の像面において光量の計測を行う、ことを特徴とする請求項７又は８に記載の評価方法。
【請求項１０】
前記決定工程では、前記比率と目標光量との関係を示す第１曲線に対する、前記比率と前記計測工程で得られた光量との関係を示す第２曲線のずれに基づいて前記開口数の信頼性を決定する、ことを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の評価方法。
【請求項１１】
前記決定工程では、光量が基準値になる前記第１曲線上の点および前記第２曲線上の点をそれぞれ決定し、前記第１曲線上の点と前記第２曲線上の点との差に基づいて前記開口数の信頼性を決定する、ことを特徴とする請求項１０に記載の評価方法。
【請求項１２】
投影光学系の開口絞りによって規定される開口数を校正する校正方法であって、
請求項１１に記載の評価方法を用いて前記第１曲線上の点と前記第２曲線上の点との差を求める工程と、
前記工程で求めた差に基づいて、前記開口絞りを制御するための指令値を補正する工程と、
を含むことを特徴とする校正方法。
【請求項１３】
基板を露光する露光装置であって、
開口数を規定する開口絞りを有する投影光学系と、
前記開口絞りの開口を通過した光の光量を計測する計測部と、
前記開口絞りが配置されている面に入射する光の前記面上での径に対する前記開口絞りの開口の大きさの比率が互いに異なる複数の状態の各々について前記計測部に光量を計測させ、前記比率と前記計測部により計測された光量との関係に基づいて、前記開口絞りを制御するための指令値に対する前記開口数の信頼性を決定する制御部と、
を含み、
前記複数の状態は、前記面に入射した光の一部が前記開口絞りによって遮断される状態と、前記面に入射した光の全てが前記開口絞りの開口を通過する状態とを含む、ことを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影光学系の開口数を評価する評価方法、投影光学系の開口数を校正する校正方法、および露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスなどの製造工程（リソグラフィ工程）で用いられる装置の１つとして、原版のパターンを基板に転写する露光装置がある。露光装置では、近年における回路パターンの微細化に伴い、投影光学系の開口数（ＮＡ）を高精度に制御することが求められている。
【０００３】
投影光学系の開口数は、投影光学系に設けられた開口絞りの開口の大きさによって規定され、開口絞りは、投影光学系の開口数が所望の値になるように決定された指令値に基づいて制御されうる。しかしながら、投影光学系において、例えば開口絞りを指令値どおりに制御することができないなどの異常が生じていると、投影光学系の実際の開口数が所望の値からずれてしまい、マスクのパターンを基板に精度よく転写することが困難になりうる。したがって、露光装置では、指令値に対して開口絞りが正常に制御されて所望の開口数が得られているのか否かの評価（即ち、投影光学系の開口数の評価）が行われることが好ましい。特許文献１には、開口絞りが配置されている面と共役な面（共役面）における光強度分布を計測し、計測した光強度分布に基づいて投影光学系の開口数を算出する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３２２８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者は、共役面での光強度分布を計測せずに、より単純な工程によって投影光学系の開口数を評価する方法を見出した。
【０００６】
本発明は、投影光学系の開口数を評価するために有利な技術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】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての評価方法は、投影光学系の開口絞りによって規定される開口数を評価する評価方法であって、前記開口絞りが配置されている面に入射する光の前記面上での径に対する前記開口絞りの開口の大きさの比率が互いに異なる複数の状態の各々について、前記開口絞りの開口を通過した光の光量を計測する計測工程と、前記比率と前記計測工程で得られた光量との関係に基づいて、前記開口絞りを制御するための指令値に対する前記開口数の信頼性を決定する決定工程と、を含み、前記複数の状態は、前記面に入射した光の一部が前記開口絞りによって遮断される状態と、前記面に入射した光の全てが前記開口絞りの開口を通過する状態とを含む、ことを特徴とする。
【０００８】
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、例えば、投影光学系の開口数を評価するために有利な技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態の露光装置を示す概略図である。
【図２】第１実施形態における投影光学系の開口数ＮＡを評価する方法を示すフローチャートである。
【図３】第１実施形態における実測曲線の一例を示す図である。
【図４】第２面に形成される光強度分布の断面図を示す図である。
【図５】開口比率と光量との関係を示す図である。
【図６】第２実施形態における投影光学系の開口数ＮＡを評価する方法を示すフローチャートである。
【図７】第２実施形態における実測曲線の一例を示す図である。
【図８】第３実施形態の露光装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材ないし要素については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１２】
＜第１実施形態＞
本発明に係る第１実施形態の露光装置１００について、図１を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態の露光装置１００を示す概略図である。露光装置１００は、例えば、光源１と、引き回し光学系２と、マスクを照明する照明光学系２０と、マスクのパターンを基板に投影する投影光学系３０と、制御部４０とを含みうる。マスクおよび基板は、投影光学系３０の物体面１３および像面１６にそれぞれ配置されうる。また、制御部４０は、例えばＣＰＵやメモリなどを含み、露光装置１００の各部を制御する。
【００１３】
光源１は、例えば約１９３ｎｍの波長の光を射出するＡｒＦレーザや、約２４８ｎｍの波長の光を射出するＫｒＦレーザなどによって構成されうるが、水銀ランプなど、その他の波長の光を射出するように構成されてもよい。また、引き回し光学系２は、光源１から射出された光を照明光学系２０に導く。
【００１４】
照明光学系２０は、例えば、光強度を調整する調整部材３と、射出角度を保存する光学素子４と、回折光学素子５と、コンデンサレンズ７と、ズームレンズユニット９と、形成部１０と、開口絞り１１と、集光レンズ１２とを含みうる。照明光学系２０に入射した光は、調整部材３によって光強度を調整された後、光学素子４に入射する。光学素子４は、例えばマイクロレンズアレイやファイバー束などのオプティカルインテグレータを含み、一定の発散角度で光を射出する。このような光学素子４を用いることにより、光源１から射出された光の強度の変動が回折光学素子５によって形成される回折パターン分布に及ぼす影響を低減することができる。
【００１５】
回折光学素子５は、照明光学系２０の瞳面のフーリエ変換面に配置され、投影光学系３０の瞳面と共役な照明光学系２０の面（照明光学系２０の瞳面およびそれに共役な面）に所望の光強度分布を形成する。回折光学素子５は、複数のスロットを有するターレットなどの切り替え部に搭載されうる。ターレットの各スロットには、例えば、円形照明形状や輪帯照明形状などの形状を有する回折光学素子５が搭載されており、第１駆動部６（アクチュエータ）がターレットを回転駆動させることにより、所望の回折光学素子５を光路上に配置することができる。また、ターレットの各スロットには、二重極形状や四重極形状などを有する回折光学素子５が搭載されていてもよい。
【００１６】
回折光学素子５から射出された光は、コンデンサレンズ７によって平行光にされた後、ズームレンズユニット９に入射する。このとき、コンデンサレンズ７とズームレンズユニット９との間における面８（照明光学系２０の瞳面に共役な面）には、回折光学素子５から射出された光によって回折パターンが形成される。ここで、第１駆動部６によってターレットを回転駆動させ、光路上に配置される回折光学素子５を変更することにより、面８に形成される回折パターンの形状を変えることができる。また、ズームレンズユニット９は、例えば第１レンズ９ａと第２レンズ９ｂとを含み、第１レンズ９ａと第２レンズ９ｂとの光軸方向における距離を変更することによって光の径を変えることができる（即ち、ズーミングを行うことができる）。
【００１７】
ズームレンズユニット９から射出された光は、形成部１０に入射する。形成部１０は、例えばハエの目レンズによって構成され、多数の２次光源を形成する。第１実施形態の形成部１０は、ハエの目レンズによって構成されているが、それに限られず、例えば、パイプ、回折光学素子やマイクロレンズアレイなどの他の形態のオプティカルインテグレータによって構成されてもよい。集光レンズ１２は、形成部１０から射出された光を、マスクが配置されるべき投影光学系３０の物体面１３に集光する。また、形成部１０と集光レンズ１２との間における照明光学系２０の瞳面（以下、第１面１１と称する）には、照明光学系２０の開口数ＮＡを規定するための開口絞り１１ａが設けられうる。開口絞り１１ａは、第２駆動部１１ｂによって駆動され、制御部４０が第２駆動部１１ｂを制御することにより、開口絞り１１ａの開口の大きさ（即ち、照明光学系２０の開口数ＮＡ）を制御することができる。
【００１８】
投影光学系３０は、複数のレンズ１４を含み、物体面１３に配置されたマスクのパターンを、像面１６に配置された基板に投影する。投影光学系３０の瞳面（以下、第２面１５と称する）には、投影光学系３０の開口数ＮＡを規定するための開口絞り１５ａが設けられうる。開口絞り１５ａは、第３駆動部１５ｂによって駆動され、制御部４０が第３駆動部１５ｂを制御することにより、開口絞り１５ａの開口の大きさ（即ち、投影光学系３０の開口数ＮＡ）を制御することができる。
【００１９】
このように構成された露光装置１００において、投影光学系３０の開口絞り１５ａは、投影光学系３０の開口数ＮＡが所望の値になるように決定された指令値に基づいて制御されうる。しかしながら、投影光学系３０において、例えば開口絞り１５ａを指令値どおりに制御することができないなどの異常が生じていると、投影光学系３０の実際の開口数ＮＡが所望の値からずれてしまう。その結果、マスクのパターンを基板に精度よく転写することが困難になりうる。したがって、露光装置１００では、指令値に対して投影光学系３０の開口絞り１５ａが正常に制御されて所望の開口数ＮＡが得られているのか否かの評価（即ち、投影光学系３０の開口数ＮＡの評価）が行われることが好ましい。
【００２０】
そこで、第１実施形態の露光装置１００は、投影光学系３０の開口絞り１５ａの開口を通過し且つ投影光学系３０から射出された光の光量を計測する計測部１７を含みうる。そして、露光装置１００（制御部４０）は、第２面１５に入射する光の第２面上での径に対する開口絞り１５ａの開口の大きさの比率（以下、開口比率と称する）が互いに異なる複数の状態の各々について、計測部１７に光量を計測させる。次いで、露光装置１００は、開口比率と計測部で計測された光量との関係に基づいて、開口絞り１５ａを制御するための指令値に対する投影光学系３０の開口数ＮＡの信頼性を決定する（即ち、投影光学系３０の開口数ＮＡを評価する）。ここで、計測部１７は、例えば、１つの画素のみを有する光センサ（光電変換素子）によって構成されてもよいし、複数の画素が二次元状に配列された光センサによって構成されてもよい。
【００２１】
次に、投影光学系３０の開口数ＮＡを評価する方法について、図２を参照しながら説明する。図２は、投影光学系３０の開口数ＮＡを評価する方法を示すフローチャートである。本実施形態では、投影光学系３０における開口絞り１５ａの開口の大きさが互いに異なるように第３駆動部１５ｂを制御することによって開口比率が互いに異なる複数の状態を生成する例について説明する。また、本実施形態では、図２に示すフローチャートの各工程を制御部４０が行う例について説明するが、それに限られるものではなく、例えば露光装置１００の外部コンピュータなどによって行われてもよい。
【００２２】
Ｓ１０では、制御部４０は、投影光学系３０の開口絞り１５ａが配置されている第２面１５に所望の光強度分布が形成されるように、第１駆動部６にターレットを回転駆動させたり照明光学系２０の開口絞り１１ａを制御したりすることで照明条件を設定する。制御部４０は、投影光学系３０における開口絞り１５ａの開口の大きさの変化に対して、計測部１７で計測される光量の変化が大きくなるように照明条件を設定することが好ましい。また、制御部４０は、第１面１１に入射する光の外周部が開口絞り１１ａで遮断されるように照明条件を設定することが好ましい。照明条件の設定についての詳細は後述する。
【００２３】
Ｓ１１では、制御部４０は、投影光学系３０の開口数ＮＡが初期値になるように第３駆動部１５ｂに指令値を供給する。初期値は、例えば、投影光学系３０の開口絞り１５ａによって規定することができる最大の開口数ＮＡ、もしくは最小の開口数ＮＡに設定されるとよい。Ｓ１２では、制御部４０は、計測部１７に光量を計測させる。このとき、計測部１７は、投影光学系３０の像面１６（基板が配置されるべき面）に配置されるとよい。そして、制御部４０は、投影光学系３０に対して計測部１７の位置を固定したまま（移動させずに）計測部１７に光量を計測させる。また、開口比率が互いに異なる複数の状態の各々についても、投影光学系３０に対する同じ位置で光量の計測が行われるように計測部１７が配置されうる。即ち、投影光学系３０に対する計測部１７の位置は、複数の状態の各々において一定である。
【００２４】
Ｓ１３では、制御部４０は、開口比率が互いに異なる複数の状態の各々について計測部１７による光量の計測が行われたか否かを判断する。複数の状態は、第２面１５に入射した光の一部が開口絞り１５ａによって遮断される状態と、第２面１５に入射した光の全てが開口絞り１５ａの開口を通過する状態とを含む。計測部１７による光量の計測が複数の状態の各々について行われていないと制御部４０が判断した場合はＳ１４に進む。Ｓ１４では、制御部４０は、投影光学系３０の開口数ＮＡが変化するように第３駆動部１５ｂに指令値を供給し、投影光学系３０における開口絞り１５ａの開口の大きさを変更する。例えば、制御部４０は、投影光学系３０の開口数ＮＡが０．０１だけ変化するように第３駆動部１５ｂに指令値を供給する。第３駆動部１５ｂに指令値を供給して投影光学系３０における開口絞り１５ａの開口の大きさを変更したらＳ１２に戻り、計測部１７に光量を計測させる。
【００２５】
一方、Ｓ１３において、計測部１７による光量の計測が複数の状態の各々について行われたと制御部４０が判断した場合はＳ１５に進む。Ｓ１５では、制御部４０は、開口比率が互いに異なる複数の状態の各々についての計測部１７による計測結果から、開口比率（投影光学系３０の開口数ＮＡ）と計測部１７で計測された光量との関係を求める。そして、Ｓ１６では、制御部４０は、Ｓ１５で求めた関係に基づいて、投影光学系３０の開口絞り１５ａを制御するための指令値に対する投影光学系３０の開口数ＮＡの信頼性を決定する。このような工程により、投影光学系３０の開口数ＮＡを評価することができる。
【００２６】
次に、開口比率（投影光学系３０の開口数ＮＡ）と光量との関係に基づいて、投影光学系３０の開口数ＮＡの信頼性を決定する方法について、図３を参照しながら説明する。図３は、投影光学系３０の開口数ＮＡと、その開口数ＮＡに対応する指令値で投影光学系３０の開口絞り１５ａを制御したときに計測部１７で得られた光量との関係を示す実測曲線４１ｂ（第２曲線）の一例を示す図である。図３には、投影光学系３０の開口数ＮＡと、その開口数ＮＡにおいて計測部１７で得られるべき目標光量（設計値）との関係を示す目標曲線４１ａ（第１曲線）が併せて図示されている。目標曲線４１ａは、例えばシミュレーションなどによって求められうる。また、図３における縦軸は、投影光学系の開口数ＮＡが０．７３のときの光量を「１」としている。ここで、図３は、投影光学系３０の開口数ＮＡが０．６４〜０．７３の範囲において０．０１ずつ変化するように投影光学系３０の開口絞り１５ａが制御されたときの例を示している。この例における照明光学系２０の開口絞り１１ａは、照明光学系２０の開口数ＮＡが０．６９になるように制御されうる。
【００２７】
例えば、投影光学系３０の開口絞り１５ａを指令値どおりに制御することができないと、図３に示すように、目標曲線４１ａに対して実測曲線４１ｂがずれる。そのため、制御部４０は、目標曲線４１ａに対する実測曲線４１ｂのずれに基づいて、指令値に対する投影光学系３０の開口数ＮＡの信頼性を決定することができる。そして、このように開口数ＮＡの信頼性を決定することにより、投影光学系３０の開口数ＮＡを評価し、投影光学系３０の開口絞り１５ａを駆動する第３駆動部１５ｂの異常などを発見することができる。
【００２８】
また、目標曲線４１ａに対する実測曲線４１ｂのずれを定量的に求める方法として、目標曲線４１ａおよび実測曲線４１ｂの変曲点を求める方法がある。図３に示すように、開口数ＮＡを大きくしていく、即ち、開口絞り１５ａの開口を大きくしていくと光量が増加していくが、第２面１５に入射した光の径より開口絞り１５ａの開口の方が大きくなると光量がほぼ一定になる。即ち、開口比率と光量との関係は、変曲点を有する曲線となる。したがって、目標曲線４１ａの変曲点の位置と実測曲線４１ｂの変曲点の位置とを比較することによって、指令値に対する投影光学系３０の開口数ＮＡの信頼性を定量的に決定することができる。
【００２９】
例えば、制御部４０は、光量が基準値（例えば０．９８）となる目標曲線４１ａ上の点Ｐ１（第１曲線上の点）および実測曲線４１ｂ上の点Ｐ２（第２曲線上の点）をそれぞれ変曲点として決定する。図３に示す例では、点Ｐ１に対応する投影光学系３０の開口数ＮＡは０．６８８であるのに対し、点Ｐ２に対応する投影光学系３０の開口数ＮＡは０．７０８である。つまり、指令値に対して、投影光学系３０の開口数ＮＡが０．０２だけ小さくなるように投影光学系３０の開口絞り１５ａが制御されていたこととなる。この場合、制御部４０は、目標曲線４１ａ上の点Ｐ１と実測曲線４１ｂ上の点Ｐ２との差に基づいて、投影光学系３０の開口絞り１５ａを制御するための指令値を補正するとよい。これにより、開口絞り１５ａの開口の大きさを精度よく制御することができる（即ち、投影光学系３０の開口数ＮＡを校正することができる）。図３に示す例では、目標曲線４１ａと実測曲線４１ｂとの形状が同じであるため、指令値の変化量に対する投影光学系３０の開口数ＮＡの変化量は正常であることがわかる。この場合、制御部４０は、点Ｐ１と点Ｐ２との差をオフセット値として指令値を補正することにより、開口絞り１５ａの開口の大きさを精度よく制御することができる。
【００３０】
次に、図２のフローチャートにおけるＳ１０で設定される照明条件について、図４および図５を参照しながら説明する。本実施形態に係る投影光学系３０の開口数ＮＡの評価方法では、変曲点が明瞭である方が、指令値に対する投影光学系３０の開口数ＮＡの信頼性を正確に決定することができる。そして、実測曲線４１ｂの変曲点を明瞭にするためには、開口絞り１５ａの開口の大きさの変化に対して、計測部１７で計測される光量の変化が大きいことが好ましい。つまり、本実施形態では、開口絞り１５ａの開口の大きさの変化に対して、計測部１７で計測される光量の変化が大きくなるように照明条件を設定することが好ましい。図４は、第２面１５に形成される光強度分布の断面図を示す図である。図４における横軸は第２面１５における位置を示し、縦軸は光強度を示す。また、図５は、開口比率（投影光学系３０の開口数ＮＡ）と計測部１７で計測された光量との関係を示す図である。
【００３１】
図４（ａ）に示すように、円形照明分布となる光強度分布が第２面１５に形成されるように照明条件を設定した場合、開口比率と光量との関係は図５の曲線４２ａとなる。それに対し、図４（ｂ）に示すように、中央部より周辺部の方が光強度の大きい光強度分布（例えば、輪帯照明分布）が第２面１５に形成されるように照明条件を設定した場合、開口比率と光量との関係は図５の曲線４２ｂとなる。この場合、曲線４２ａに比べて変曲点を明瞭にすることができる。さらに、図４（ｃ）に示すように、周辺部の光強度分布において、光強度の変化率の絶対値が、光強度のピーク位置から内側に向かう方向より外側に向かう方向の方が大きくなるように照明条件を設定した場合、開口比率と光量との関係は図５の曲線４２ｃとなる。この場合、曲線４２ｂに比べて変曲点をさらに明瞭にすることができる。図４（ｃ）に示す光強度分布は、例えば、輪帯照明形状を有する回折光学素子５を光路上に配置し、第１面１１に入射する光の外周部を照明光学系２０の開口絞り１１ａで遮断することによって形成することができる。したがって、図２のフローチャートにおけるＳ１０では、図４（ｃ）に示す光強度分布が第２面１５に形成されるように照明条件を設定することが、投影光学系３０の開口数ＮＡを評価する上で好ましい。
【００３２】
ここで、第１面１１に形成される光強度分布には、例えば照明光学系２０の各部における製造誤差などにより、目標分布（設計分布）に対して誤差が生じていることがある。例えば、第１面１１に入射する光の径が目標値からずれていることがある。この場合において、第１面１１に入射する光の外周部を開口絞り１１ａによって遮断しないと、第２面１５に入射する光の径も目標値からずれてしまい、開口比率と光量との関係を示す曲線（変曲点）に影響を及ぼしうる。このことからも、第１面１１に入射する光の外周部が照明光学系２０の開口絞り１１ａで遮断されるように、例えば図４（ｃ）に示す強度分布が第２面１５に形成されるように照明条件を設定することが好ましい。但し、第１面１１に入射する光の外周部を照明光学系２０の開口絞り１１ａで遮断する際には、照明光学系２０における開口絞り１１ａの開口の大きさを精度よく制御することが必要である。そのため、照明光学系２０における開口絞り１１ａの大きさを事前に実測し、その結果に基づいて照明光学系２０の開口絞り１１ａを制御するとよい。
【００３３】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態における露光装置について説明する。第２実施形態では、投影光学系３０の開口絞り１５ａの開口の大きさを一定にし、第２面１５に入射する光の径が互いに異なるように照明光学系２０の開口絞り１１ａを制御することによって開口比率が互いに異なる複数の状態を生成する例について説明する。また、第２実施形態の露光装置は、第１実施形態の露光装置１００と装置構成が同様であるため、ここでは装置構成の説明を省略する。
【００３４】
図６は、投影光学系３０の開口数ＮＡを評価する方法を示すフローチャートである。Ｓ２０では、制御部４０は、第１面１１に所望の光強度分布が形成されるように、第１駆動部６によってターレットを回転駆動させることにより照明条件を設定する。例えば、制御部４０は、第１面１１に輪帯照明分布が形成されるように照明条件を設定することが好ましい。Ｓ２１では、制御部４０は、投影光学系３０の開口数ＮＡが所定値になるように第３駆動部１５ｂに指令値を供給する。所定値は、投影光学系３０における開口絞り１５ａの開口の大きさが第２面１５に入射する光の最大の径より小さくなるように設定されうる。Ｓ２２では、制御部４０は、照明光学系２０の開口数ＮＡが初期値になるように第２駆動部１１ｂに指令値を供給する。初期値は、例えば、照明光学系２０の開口絞り１１ａによって規定することができる最大の開口数ＮＡ、もしくは最小の開口数ＮＡに設定されるとよい。
【００３５】
Ｓ２３では、制御部４０は、計測部１７に光量を計測させる。このとき、投影光学系３０の像面１６（基板が配置されるべき面）に計測部１７が配置されるとよい。そして、制御部４０は、投影光学系３０に対して計測部１７の位置を固定したまま（移動させずに）計測部１７に光量を計測させる。また、開口比率が互いに異なる複数の状態の各々についても、投影光学系３０に対する同じ位置において光量の計測が行われるように計測部１７が配置されうる。即ち、投影光学系３０に対する計測部１７の位置は、複数の状態の各々において一定である。
【００３６】
Ｓ２４では、制御部４０は、開口比率が互いに異なる複数の状態の各々について計測部１７による光量の計測が行われたか否かを判断する。複数の状態は、第２面１５に入射した光の一部が開口絞り１５ａによって遮断される状態と、第２面１５に入射した光の全てが開口絞り１５ａの開口を通過する状態とを含む。計測部１７による光量の計測が複数の状態の各々について行われていないと制御部４０が判断した場合はＳ２５に進む。Ｓ２５では、制御部４０は、照明光学系２０の開口数ＮＡが変化するように第２駆動部１１ｂに指令値を供給し、照明光学系２０における開口絞り１１ａの開口の大きさを変更する。第２駆動部１１ｂに指令値を供給して開口絞り１１ａの開口の大きさを変更したらＳ２３に戻り、計測部１７に光量を計測させる。
【００３７】
一方、Ｓ２４において、計測部１７による光量の計測が複数の状態の各々について行われたと制御部４０が判断した場合はＳ２６に進む。Ｓ２６では、制御部４０は、開口比率が互いに異なる複数の状態の各々についての計測部１７による計測結果から、開口比率（照明光学系２０の開口数ＮＡ）と計測部１７で計測された光量との関係を求める。そして、Ｓ２７では、制御部４０は、Ｓ２６で求めた関係に基づいて、投影光学系３０の開口絞り１５ａを制御するための指令値に対する投影光学系３０の開口数ＮＡの信頼性を決定する。このような工程により、投影光学系３０の開口数ＮＡを評価することができる。
【００３８】
次に、開口比率（照明光学系２０の開口数ＮＡ）と光量との関係に基づいて、投影光学系３０の開口数ＮＡの信頼性を決定する方法について、図７を参照しながら説明する。図７は、照明光学系２０の開口数ＮＡとその開口数ＮＡにおいて計測部１７で得られた光量との関係を示す実測曲線４３ｂ（第２曲線）の一例を示す図である。図７には、照明光学系２０の開口数ＮＡと、その開口数ＮＡにおいて計測部１７で得られるべき目標光量（設計値）との関係を示す目標曲線４３ａ（第１曲線）が併せて図示されている。目標曲線４３ａは、例えばシミュレーションなどによって求められうる。また、図７における縦軸は、照明光学系２０の開口数ＮＡが０．６４のときの光量を「１」としている。ここで、図７は、照明光学系２０の開口数ＮＡが０．６４〜０．７３の範囲において０．０１ずつ変化するように照明光学系２０の開口絞り１１ａが制御されたときの例を示している。この例における投影光学系３０の開口絞り１５ａは、投影光学系３０の開口数ＮＡが０．６９になるように制御されうる。
【００３９】
例えば、制御部４０は、光量が基準値（例えば０．９８）となる目標曲線４３ａ上の点Ｐ３（第１曲線上の点）および実測曲線４３ｂ上の点Ｐ４（第２曲線上の点）をそれぞれ変曲点として決定する。図７に示す例では、点Ｐ３に対応する照明光学系２０の開口数ＮＡは０．６８６であるのに対し、点Ｐ４に対応する照明光学系２０の開口数ＮＡは０．６６６である。この場合、照明光学系２０の開口数ＮＡを０．０２だけ小さくしたとき、即ち、第２面１５に入射する光の径を小さくしたときに、投影光学系３０の開口絞りの開口を通過した光の光量を目標光量にすることができる。つまり、目標曲線４３ａ上の点Ｐ３と実測曲線４３ｂ上の点Ｐ２との差に対応する量だけ、投影光学系３０の開口数ＮＡが指令値に対してずれていることとなる。このように、照明光学系２０の開口数ＮＡを変化させて開口比率を変化させた場合においても、投影光学系３０の開口数ＮＡを評価することができる。
【００４０】
＜第３実施形態＞
本発明に係る第３実施形態の露光装置３００について、図８を参照しながら説明する。図８は、第３実施形態の露光装置３００を示す概略図である。第３実施形態の露光装置３００は、第１実施形態の露光装置１００と比べてマスク１３ａが用いられており、第２面１５に入射する光の径をマスク１３ａを用いて規定している。第３実施形態の露光装置３００では、円形照明形状を有する回折光学素子５が光路上に配置される。そして、σ値が小さくなるようにズームレンズユニット９が制御される。また、投影光学系３０の物体面１３には、マスク１３ａが配置される。投影光学系の物体面１３に配置されるマスク１３ａには、例えば、マスク１３ａから放射される光の角度が投影光学系３０の開口数ＮＡより小さくなるように構成された回折格子パターンが形成されうる。このように回折格子パターンが形成されたマスク１３ａを用いることによって、第２面１５に入射する光の径を規定することができる。つまり、マスク１３ａを交換することなどにより回折格子パターンの構成（格子ピッチなど）を変えることで、照明光学系２０の照明条件を変更しなくても、第１面１５に入射する光の径を変更することができる。
【００４１】
＜物品の製造方法の実施形態＞
本発明の実施形態に係る物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品の製造方法は、基板に塗布された感光剤に上記の露光装置を用いて潜像パターンを形成する工程（基板を露光する工程）と、かかる工程で潜像パターンが形成された基板を現像する工程とを含む。更に、かかる製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含む。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。
【００４２】
＜その他の実施形態＞
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【００４３】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態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および変更が可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１：光源、２：引き回し光学系、５：回折光学素子、１１：開口絞り、１５：開口絞り、１７：計測部、２０：照明光学系、３０：投影光学系、４０：制御部、１００：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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