(57)【要約】【課題】  被検光学系の波面収差を高精度に測定することができるマスク、波面収差測定方法及び装置を提供する。【解決手段】  被検光学系の波面収差を測定する波面収差測定方法は、被検光学系の物体面に配置され、球面波を生成するピンホールを含むパターンと、互いに異なる方向の刻線が形成された隣接する複数の回折格子とを有するマスクの複数の回折格子の一部の領域を照明光で照明するステップと、複数の回折格子の各回折格子により回折した回折光の光量を検出することにより、照明光と前記パターンとの相対位置を検出するステップと、該検出された相対位置に基づいて、照明光によるマスクの照明領域とパターンとのアライメントを行うステップと、アライメントを行った後、パターンを前記照明光で照明し、パターンから射出され被検光学系を透過した光による干渉縞を用いて被検光学系の波面収差を測定するステップとを有する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検光学系の波面収差を測定する波面収差測定方法において、
前記被検光学系の物体面に配置され、球面波を生成するピンホールを含むパターンと、互いに異なる方向の刻線が形成された隣接する複数の回折格子とを有するマスクの前記複数の回折格子の一部の領域を照明光で照明するステップと、
前記複数の回折格子の各回折格子により回折した回折光の光量を検出することにより、前記照明光と前記パターンとの相対位置を検出するステップと、
該検出された相対位置に基づいて、前記照明光による前記マスクの照明領域と前記パターンとのアライメントを行うステップと、
前記アライメントを行った後、前記パターンを前記照明光で照明し、前記パターンから射出され前記被検光学系を透過した光による干渉縞を用いて前記被検光学系の波面収差を測定するステップと
を有することを特徴とする波面収差測定方法。
【請求項２】
光源からの光を用いてマスクの一部の領域を照明し、前記マスクから射出され被検光学系を透過した光を分割して干渉縞を形成して被検光学系の波面収差を測定する波面収差測定装置に用いられるマスクにおいて、
前記マスクは前記被検光学系の物体面に配置され、球面波を生成するピンホールを含むパターンを有し、かつ、前記マスクには、互いに異なる方向の刻線が形成された隣接する複数の回折格子が形成されていることを特徴とするマスク。
【請求項３】
互いに異なる方向の刻線が形成され、第１方向に隣接して並んだ２つの回折格子と、
互いに異なる方向の刻線が形成され、前記第１方向に垂直な第２方向に隣接して並んだ２つの回折格子とを有することを特徴とする請求項２に記載のマスク。
【請求項４】
前記第１方向に隣接して並んだ２つの回折格子の境界が、前記第１方向において前記パターンの中心位置と一致しており、
前記第２方向に隣接して並んだ２つの回折格子の境界が、前記第２方向において前記パターンの中心位置と所定の距離離れていることを特徴とする請求項３に記載のマスク。
【請求項５】
互いに異なる方向の刻線が形成されている４つの回折格子を有し、
前記４つの回折格子の各回折格子は２つの前記回折格子と隣接して配置されていることを特徴とする請求項２に記載のマスク。
【請求項６】
前記パターンは、周期的に配置された複数の前記ピンホールを有することを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載のマスク。
【請求項７】
被検光学系の物体面に配置され、球面波を生成するピンホールを含むパターンを有するマスクと、光源からの光を用いて前記マスクの一部の領域を照明する照明光学系と、前記パターンから射出され前記被検光学系を透過した光を分割する光分割手段と、前記光分割手段によって分割された光により形成される干渉縞を撮像する撮像手段とを有し、該撮像された干渉縞を用いて前記被検光学系の波面収差を測定する波面収差測定装置において、
前記マスクには、互いに異なる方向の刻線が形成された隣接する複数の回折格子が形成され、
前記照明光で照明された前記複数の回折格子の各回折格子より回折した回折光の光量を検出する検出器と、
前記検出器による検出結果に基づいて、前記照明光による前記マスクの照明領域と前記パターンとのアライメントを行う制御部とを有することを特徴とする波面収差測定装置。
【請求項８】
光源からの光を用いて照明光学系によりレチクルを照明し、前記レチクルのパターンの像を投影光学系を介して基板に投影する露光装置において、
請求項７に記載の波面収差測定装置を有し、
前記測定装置は被検光学系としての前記投影光学系の波面収差を測定することを特徴とする露光装置。
【請求項９】
請求項８に記載の露光装置を用いて基板を露光するステップと、
該露光された基板を現像するステップ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、波面収差測定方法、マスク、波面収差測定装置、露光装置及びデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスなどをフォトリソグラフィにより製造するために、レチクルに形成されたパターンの像を投影光学系を介して基板に露光する投影露光装置が従来から使用されている。近年、半導体デバイスの回路パターンの微細化に伴い、紫外光よりも波長が短い波長５〜２０ｎｍ程度の極紫外線（ＥＵＶ）光を用いた露光装置の実用化が検討されている。
【０００３】
レチクルのパターンを正確に基板に転写するために、投影光学系は収差を抑えた高い結像性能が必要である。回路パターンの微細化に伴い、転写性能は投影光学系の収差に敏感になってきているため、投影光学系の波面収差を正確に測定することが重要である。投影光学系の波面収差を測定する方式としては、点回折干渉計（ＰＤＩ）や横シアリング干渉計（ＬＳＩ）などが知られている。ＰＤＩやＬＳＩでは、被検光学系の物体面に設けられた１つのピンホールで回折されて生じた球面波を被検光学系に入射し、被検光学系を通過する際にその収差によって変形した波面をセンサで測定する。
【０００４】
また、近年では、波面収差測定装置を露光装置に搭載し、露光装置を一定期間稼動した後、任意のタイミングで投影光学系の波面収差を測定することができる。
【０００５】
一般的に、波面収差測定装置においては、ピンホールから十分な強度の光を取り出すために、高い照度で当該ピンホールを照明する必要がある。そのため、高輝度の光源である、電子蓄積リングに挿入されたアンジュレータ光源を利用する場合がある。しかし、アンジュレータ光源は巨大で高額なため、露光装置に波面収差測定装置を搭載している場合には不向きである。
【０００６】
露光装置に波面収差測定装置を搭載している場合は、露光光源であるレーザー励起プラズマ光源（ＬＰＰ）や放電励起プラズマ光源（ＤＰＰ）が光源として用いられるが、それらは輝度が低く、ピンホールに高い照度で集光することができない。従って、ピンホールを透過する光量は小さくなり、波面計測に必要な強度の干渉画像を観察面で得ることができない場合があった。
【０００７】
そこで、必要な強度の干渉画像を得るために、物体面に多数のピンホールを特定の配列に従って配置した波面収差測定装置が提案されている（特許文献１参照）。このようにすると、１つよりも多くのピンホールからの光を利用することができるので、光源からの光の利用効率を高めることができ、低輝度の光源を利用して投影光学系の波面測定を可能にしている。
【特許文献１】特開２００６−３３２５８６号公報（国際公開第０６／１１５２９２号パンフレット）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
波面収差測定装置においては、測定位置毎に波面収差を正確に測定するには、波面測定用パターン（１つ又は複数のピンホール）のサイズは収差が同一とみなせる領域より小さくする必要がある。例えば、ＥＵＶ露光装置では、そのサイズは０．２ｍｍから０．５ｍｍ程度である。照明スポットのサイズが波面測定用パターンより大きい場合は、波面測定用パターン外に照射された照明光は不要なノイズとなって干渉計測のための干渉縞コントラストを劣化させ、逆に小さい場合は波面計測に必要な強度の回折光が得られない。そのため、照明スポットは波面測定用パターンのサイズと同程度にする必要がある。
【０００９】
さらに、十分な光強度とコントラストの干渉縞を得て、高精度に波面収差を測定するために、照明スポットと波面測定用パターンの正確な位置合わせが必要になる。特に、照明スポットが波面測定用パターンのサイズと同程度である場合に顕著である。
【００１０】
そこで、本発明は、被検光学系の波面収差を高精度に測定することができるマスク、波面収差測定方法及び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】
【００１１】
本発明の第１の側面としての波面収差測定方法は、前記被検光学系の物体面に配置され、球面波を生成するピンホールを含むパターンと、互いに異なる方向の刻線が形成された隣接する複数の回折格子とを有するマスクの前記複数の回折格子の一部の領域を照明光で照明するステップと、前記複数の回折格子の各回折格子により回折した回折光の光量を検出することにより、前記照明光と前記パターンとの相対位置を検出するステップと、該検出された相対位置に基づいて、前記照明光による前記マスクの照明領域と前記パターンとのアライメントを行うステップと、前記アライメントを行った後、前記パターンを前記照明光で照明し、前記パターンから射出され前記被検光学系を透過した光による干渉縞を用いて前記被検光学系の波面収差を測定するステップとを有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の第２の側面としてのマスクは、光源からの光を用いてマスクの一部の領域を照明し、前記マスクから射出され被検光学系を透過した光を分割して干渉縞を形成して被検光学系の波面収差を測定する波面収差測定装置に用いられるマスクにおいて、前記マスクは前記被検光学系の物体面に配置され、球面波を生成するピンホールを含むパターンを有し、かつ、前記マスクには、互いに異なる方向の刻線が形成された隣接する複数の回折格子が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第３の側面としての波面収差測定装置は、被検光学系の物体面に配置され、球面波を生成するピンホールを含むパターンを有するマスクと、光源からの光を用いて前記マスクの一部の領域を照明する照明光学系と、前記パターンから射出され前記被検光学系を透過した光を分割する光分割手段と、前記光分割手段によって分割された光により形成される干渉縞を撮像する撮像手段とを有し、該撮像された干渉縞を用いて前記被検光学系の波面収差を測定する波面収差測定装置において、前記マスクには、互いに異なる方向の刻線が形成された隣接する複数の回折格子が形成され、前記照明光で照明された前記複数の回折格子の各回折格子により回折した回折光の光量を検出する検出器と、前記検出器による検出結果に基づいて、前記照明光による前記マスクの照明領域と前記パターンとのアライメントを行う制御部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、被検光学系の波面収差を高精度に測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施例について説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１を参照して、第１の実施例の波面収差測定装置１について説明する。波面収差測定装置１は、被検光学系１０として、ＥＵＶ露光装置に用いられる投影光学系の波面（波面収差）を測定する。波面収差測定装置１は、波面測定用マスク１１、ステージ１２、ＥＵＶ光源１３、照明光学系１４、開口絞り１５、開口絞り移動機構１６、回折格子１７、撮像装置１８、制御装置１９を有する。
【００１７】
被検光学系１０の物体面には、波面測定用マスク１１が設けられている。ステージ１２には波面測定用マスク１１が搭載されており、ステージ１２の移動により波面測定用マスク１１は被検光学系１０の物体面内を２次元的に移動する。ＥＵＶ光源１３の発光点１３ａから発せられたＥＵＶ光は照明光学系１４に設けられた開口絞り（視野絞り）１５に結像される。開口絞り１５を透過した光を波面測定用マスク１１に投影することで波面測定用マスク１１上ではスポット化された照明光が得られる。こうして得られた照明スポットは、開口絞り１５を開口絞り移動機構１６によって照明光の光軸と垂直な面内で移動することで、被検光学系１０の物体面上の所定の測定位置に移動される。
【００１８】
波面測定用マスク１１上には後述の波面測定用パターンが設けられており、照明光が波面測定用パターンに照射されると多数の球面波を生じる。発生した球面波は被検光学系１０を通過する際にその波面収差に等しい変形を受けた後、光分割手段としての回折格子１７によって多数の次数の回折光に分割される。分割された回折光は干渉して干渉縞を形成して、その干渉縞が撮像装置１８で撮像される。この干渉縞は被検光学系１０の収差の情報を含んでいるので、撮像された干渉縞のデータを制御装置１９が取得し、そのデータを解析（演算処理）することで被検光学系１０の波面収差を求めることができる。
【００１９】
波面測定用パターンについて図２を参照して説明する。波面測定用パターン２０には複数のピンホール２１が周期的に配列されている。さらに、各ピンホール２１は多数の反射型のピンホール２２から構成されている。ピンホール２２は光反射型で直径はその回折光が球面波とみなせる程の大きさであり、波面測定用パターン２０は多数の球面波を生成する。このような波面測定用パターン２０を用いて波面収差を測定する原理および手順に関しては上記の特開２００６−３３２５８６号公報（国際公開第０６／１１５２９２号パンフレット）に詳しく記載されているのでここでは省略する。
【００２０】
ピンホール以外からの反射光はノイズとなり波面測定精度に悪影響を及ぼすので、できるだけ低反射になるようピンホール以外は反射防止体で覆われている。図３は波面測定用パターン２０と、円形状の照明スポット２３の位置関係を示しており、（ａ）は照明スポット２３と波面測定用パターン２０の位置が一致し、照明スポットにより波面測定用パターン２０が全て照明されている場合である。（ｂ）は照明スポット２３と波面測定用パターン２０の位置が一致しておらず、照明スポットにより波面測定用パターン２０が全て照明されていない場合である。なお、照明スポットは照明光学系が波面測定用マスクの一部の領域を照明する際の照明領域であり、所定のスポット領域（径）を有する。本実施例では、照明スポットのスポット領域は波面測定用パターンの領域と同程度である。
【００２１】
図３（ｂ）の場合は、波面測定用パターン（各ピンホール）にあたる光量が少なくなるのに対し、ピンホール周辺の反射防止体を照射する光量が増える。反射防止体といえども反射率は０ではないため、わずかに光を反射する。例えば、反射防止体として採用されるＴａＢＮの反射率は０．３％程度である。したがって、撮像装置１８で撮像される干渉縞の強度が小さくなるとともにそのコントラストも劣化する。その結果、波面測定精度が低下してしまう。したがって、高精度の波面測定を実現するには図３（ａ）に記載したように照明スポット２３と波面測定用パターン２０の位置が一致していることが必要である。
【００２２】
図４及び図５を参照して本実施例における波面測定用パターン２０を照明スポット３１の位置に一致させるアライメント機構について説明する。図４は図１に示す波面測定用マスク１１とその周辺を表す図である。照明光学系１４を射出した照明光３０は、波面測定用マスク１１面を照射して照明スポット２３を形成している。波面測定用マスク１１には、波面測定用パターン２０の他、Ｘ方向アライメントマーク３２と、Ｙ方向アライメントマーク３３が形成されている。照明光３０は、Ｘ方向アライメントマーク３２と、Ｙ方向アライメントマーク３３と、波面測定用パターン２０を照明する。
【００２３】
Ｘ方向およびＹ方向アライメントマーク３２、３３は回折格子で構成され、それらの回折格子には図５の斜線で示すように刻線が形成されている。Ｘ方向アライメントマーク３２では、刻線の方向が互いに異なる２つの回折格子３２ａ、３２ｂがＸ方向に隣接して並んでいる。回折格子３２ａの刻線は左上から右下方向（右下から左上方向）に形成され、回折格子３２ｂの刻線は右上から左下方向（左下から右上方向）に形成されている。また、Ｙ方向アライメントマーク３３でも刻線の方向が互いに異なる２つの回折格子が隣接して形成され、Ｙ方向に並んで配置されている。回折格子３３ａの刻線は左上から右下方向（右下から左上方向）に形成され、回折格子３３ｂの刻線は右上から左下方向（左下から右上方向）に形成されている。
【００２４】
Ｙ方向アライメントマーク３３の２つの回折格子３３ａと３３ｂとの境界線のＹ座標は波面測定用パターン２０の中心のＹ座標と一致している。また、Ｘ方向アライメントマーク３２の２つの回折格子３２ａと３２ｂとの境界線は波面測定用パターン２０の中心のＸ座標から所定の距離Ｌだけ離れるよう設けられている。
【００２５】
Ｘ方向アライメントマーク３２とＹ方向アライメントマーク３３とに照射された照明光は、それぞれの回折格子によって多数の回折光に分割され、所定次数の回折光の光量が光検出器によって検出される。例えば、Ｙ方向アライメントマーク３３を照明して、２つの回折格子３３ａと３３ｂとからの回折光のうち、回折格子３３ａからの１次回折光３４ａの光量を光検出器３５ａで検出する。そして、回折格子３３ｂからの１次回折光３４ｂの光量を光検出器３５ｂで検出する。ただし、検出するのは他の次数の回折光でもよい。
【００２６】
図６は、Ｘ方向またはＹ方向アライメントマークを照明する照明スポットの中心位置と、光検出器３５ａ及び３５ｂの出力（検出光量）との関係を示している。照明スポットの中心位置が２つの回折格子の境界にある場合、つまり、各回折格子を等しい面積で照射している場合は、光検出器３５ａと３５ｂの出力は等しくなる。したがって、２つの光検出器の出力が等しくなるように波面測定用マスク１１を移動すれば、照明スポット２３の中心と、アライメントマークを構成する２つ回折格子の境界との相対位置を正確に検出することができる。そして、アライメントマークと波面測定用パターン２０との相対位置は予め分かっているので、波面測定用パターン２０の中心と照明スポットの中心との相対位置を正確に検出することができる。
【００２７】
次に、波面測定用パターンを照明スポットの位置に一致させるアライメント方法について図７を参照して説明する。
【００２８】
まず初めに、波面測定用マスク１１を保持しているステージ１２を移動させて、照明スポット２３の位置にＹ方向アライメントマーク３３を凡そ合わせる（Ｓ１００）。この際の移動はＹ方向アライメントマーク３３上の何処かに照明スポットが来るようにするのが目的なので粗い精度で位置を合わせればよい。
【００２９】
次に、光検出器３５ａと３５ｂを用いて、Ｙ方向アライメントマーク３３の回折格子３３ａと３３ｂからの回折光の光量を検出して、ステージの位置を制御する制御部３６に検出データを出力する。そして、制御部３６は、光検出器３５ａと３５ｂとの各検出量が等しくなるように、光検出器の検出結果に基づいてステージ１２をＹ方向に移動させる（Ｓ１０１）。光検出器３５ａと３５ｂの出力が等しくなった場合、波面測定用パターン２０の中心と照明スポット２３の中心のＹ座標は一致する。
【００３０】
次に、ステージ１２をＸ方向に移動させて、照明スポット２３の位置にＸ方向アライメントマーク３２を凡そ合わせる（Ｓ１０２）。そして、光検出器３５ａと３５ｂを用いて、Ｘ方向アライメントマーク３２の回折格子３２ａと３２ｂによる回折光の光量を検出して、制御部３６に検出データを出力する。回折格子３２ａによる回折光の光量を光検出器３５ａで、回折格子３２ｂによる回折光の光量を光検出器３５ｂで検出する。そして、Ｓ１０１と同様にして、制御部３６は、光検出器３５ａと３５ｂとの各検出量が等しくなるように、光検出器の検出結果に基づいてステージ１２をＸ方向に移動させる（Ｓ１０３）。
【００３１】
光検出器３５ａと３５ｂの出力が等しくなった場合、波面測定用パターン２０の中心は、照明スポット２３の中心からＸ方向に距離Ｌの位置にある。したがって、制御部３６の指令により、ステージ１２を距離−ＬだけＸ方向に移動させる（Ｓ１０４）ことで波面測定用パターン２０の中心と照明スポット２３の中心が一致する。
【００３２】
以上より、波面測定用パターン２０と照明スポット２３との位置はＸ方向、Ｙ方向ともに正確に一致させることができる。これにより、撮像装置１８では光強度が大きくコントラストが高い干渉縞画像が得られ、その干渉縞画像を制御装置１９で解析（演算処理）することにより被検光学系１０の正確な波面収差が得られる。
【００３３】
以上では、波面測定用パターン２０をステージ１２の移動によって、固定された照明スポットの位置に一致させたが、逆に、照明光学系１４により照明スポット２３を移動させて波面測定用パターン２０の位置に一致させても当然ながら同様の効果がある。
【００３４】
また、Ｘ方向及びＹ方向のアライメントマークの位置は上記で説明した位置に限定されず、２つの回折格子の境界線と波面測定用パターン２０との相対位置が既知であれば、どこに設けてもよい。例えば、Ｙ方向アライメントマークの各回折格子の境界線を波面測定用パターン２０の中心位置からＹ方向に所定の距離離れた位置に配し、Ｘ方向アライメントマークの各回折格子の境界線をパターン２０の中心のＸ方向位置と一致させて配置できる。
【００３５】
また、上記では、照明スポットが２つの回折格子の境界位置にある場合に、２つの検出器の出力が等しくなっていたが、必ずしも等しい場合に限定されない。例えば、各検出器の感度が互いに異なる場合は、その感度を考慮して、２つの回折格子が等しい面積だけ照射されている場合にそれぞれ検出された光量の比を記憶して用いればよい。
【００３６】
さらに、波面測定用パターンとして、周期的に配置された複数の反射型のピンホールを説明したが、これに限定されない。
【００３７】
本実施例によれば、被検光学系の波面収差を高精度に測定することができる。
【実施例２】
【００３８】
図８を参照して第２の実施例を説明する。本実施例において、第１の実施例と異なるところはアライメントマークであり、それに伴い検出器の数も異なる。なお、第１の実施例と同様の構成についての説明は省略する。
【００３９】
図８は、波面測定用マスク１１とその周辺を表す図である。波面測定用マスク１１には、波面測定用パターン２０の他、アライメントマーク４０が形成されている。アライメントマーク４０は第１の実施例におけるＸ方向アライメントマーク３２とＹ方向アライメントマーク３３を一体化したようなアライメントマークである。
【００４０】
アライメントマーク４０は回折格子で構成され、図９の斜線で示すように刻線が形成されている。アライメントマーク４０では、刻線の方向が互いに異なる４つの回折格子４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄが隣接して並んでいる。回折格子４０ａの刻線はＸ軸方向に形成され、回折格子４０ｂの刻線はＹ軸方向に形成されている。回折格子４０ｃの刻線は左上から右下方向（右下から左上方向）に形成され、回折格子４０ｄの刻線は右上から左下方向（左下から右上方向）に形成されている。
【００４１】
アライメントマーク４０の回折格子４０ａと４０ｂ（４０ｃと４０ｄ）との境界線のＹ座標は波面測定用パターン２０の中心のＹ座標と一致している。また、回折格子４０ａと４０ｃ（４０ｂと４０ｄ）との境界線は波面測定用パターン２０の中心のＸ座標から所定の距離Ｌだけ離れるよう設けられている。
【００４２】
照明光３０がアライメントマーク４０の各回折格子に照射されると刻線方向に応じてそれぞれ異なる方向に回折される。各回折格子によるそれぞれの１次回折光４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄの光量を検出するために、４個の光検出器４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄが設けられている。回折格子４０ａの１次回折光４１ａは光検出器４２ａによって検出され、回折格子４０ｂの１次回折光４１ｂは光検出器４２ｂによって検出される。同様にして、回折格子４０ｃ、４０ｄの１次回折光４１ｃ、４１ｄは、それぞれ光検出器４２ｃ、４２ｄによって検出される。
【００４３】
次に、本実施例における、波面測定用パターン２０を照明スポット２３の位置に一致させるアライメント方法について説明する。
【００４４】
まず初めに、波面測定用マスク１１を保持しているステージ１２を移動させて、照明スポット２３の位置にアライメントマーク４０を凡そ合わせる。次に、光検出器４２ａ〜ｄを用いて、アライメントマーク４０の各回折格子４０ａ〜ｄからの回折光の光量を検出して、ステージの位置を制御する制御部３６に検出データを出力する。そして、光検出器４２ａ〜ｄの各検出量（出力）が等しくなるようにステージ１２をＸ方向及びＹ方向に移動させる。光検出器４０ａ〜ｄの各出力が等しくなった場合、波面測定用パターン２０の中心と照明スポット２３の中心のＹ座標は一致し、波面測定用パターン２０の中心位置は照明スポット２３の中心からＸ方向に距離Ｌの位置にある。したがって、ステージ１２を距離−ＬだけＸ方向に移動させることで波面測定用パターン２０の中心と照明スポット２３の中心が一致する。
【００４５】
本実施例によれば、Ｘ方向とＹ方向の位置合わせが、光検出器による一括した測定で行うことができるので、第１の実施例の場合よりもさらに位置合わせ（波面収差測定）に要する時間を短縮すること可能である。
【実施例３】
【００４６】
以下、図１０を参照して、本発明の一側面としての投影露光装置１００について説明する。図１０は、投影露光装置１００の構成を示す概略図である。投影露光装置１００は、ＥＵＶ光を露光光として使用する。但し、投影露光装置１００は、露光光として使用する光をＥＵＶ光に限定するものではない。投影露光装置１００は、ＥＵＶ光源部１３と、照明光学系１４と、原版であるレチクル（マスク）１４０を載置するレチクルステージ１４２と、被検光学系としての投影光学系１５０と、基板であるウェハ１６０を載置するウェハステージ１６２とを有する。さらに、投影露光装置１００は、開口絞り１５と開口絞り移動機構１６と、回折格子１７と、撮像装置１８と、切り替え機構１３２とを有する。
【００４７】
投影露光装置１００は、露光用の照明光としてＥＵＶ光（波長１３．５ｎｍ）を用いて照明光学系１４によりレチクル１４０を照明し、投影光学系１５０を介して、レチクル１４０に形成された回路パターンの像をウェハ１６０に露光する投影露光装置である。
【００４８】
ＥＵＶ光は、大気に対する透過率が低いため、照明光学系１４、投影光学系１５０などは真空容器１０２に収納されている。ＥＵＶ光源１３は、ＥＵＶ光を発振する光源で、ＸｅガスやＳｎ蒸気などを放電によりプラズマ化することでＥＵＶ光を発生させる放電励起プラズマ型ＥＵＶ光源を使用する。また、ＥＵＶ光源１３は、ＸｅやＳｎに高出力パルスレーザーを集光照射し、プラズマを発生させるレーザー励起型プラズマＥＵＶ光源を使用してもよい。
【００４９】
照明光学系１４は、ＥＵＶ光を伝播してレチクル１４０を照明する光学系である。照明光学系１４はＥＵＶ光源１３からのＥＵＶ光を受光しレチクル１４０を均一に所定の開口数（ＮＡ）で照明する機能を有する。本実施例では、ウェハ１６０を露光する時は移動手段１６を駆動することで開口絞り１５を光路から退避させる。
【００５０】
レチクル１４０は、反射型レチクルで、その上には転写されるべき回路パターンが形成され、レチクルステージ１４２に支持及び駆動される。レチクル１４０から発せられた回折光は、投影光学系１５０で反射され、ウェハ１６０に投影される。レチクル１４０とウェハ１６０とは、光学的に共役の関係に配置される。ウェハ１６０はウェハステージ１６２により支持及び駆動される。
【００５１】
投影光学系１５０の波面測定時には、実施例１及び２で説明した波面測定用マスク１１がレチクル１４０の代わりに配置される。レチクルステージ１４２は、実施例１に記載のステージ１２と共通であってもよい。ウェハステージ１６２は切り替え機構１３２によって露光領域に対して挿脱可能であって、撮像装置１８と回折格子１７とが一体となって切り替わるようになっている。ただし、撮像装置１８と回折格子１７とをウェハステージ１６２上に設けてもよい。なお、投影光学系１５０の波面（波面収差）を測定するときは、開口絞り移動手段１６を駆動することで開口絞り１５は光路に挿入される。
【００５２】
このように、波面収差を測定する測定装置を搭載した投影露光装置を用いて、実施例１及び２で説明した方法で照明スポットと波面測定用パターンとの位置合わせを行うことによって、投影光学系１５０の波面収差を測定する。
【００５３】
ＥＵＶ光に適用される投影光学系１５０は、位置精度や熱による変形に極めて敏感である。また、投影光学系１５０の多層膜ミラー上に不純物が付着、化学変化を起こすことで、所謂、コンタミによる位相の変化等も発生する。そのため、露光の合間に投影光学系１５０の波面収差を測定し、かかる測定結果に基づいてミラー位置を調整する。
【００５４】
本実施例によれば、露光装置を一定期間稼動した後、任意のタイミングで投影光学系の波面を高精度に測定できる。
【実施例４】
【００５５】
以下、前述の投影露光装置１００を利用したデバイス（半導体ＩＣ素子、液晶表示素子等）の製造方法の実施例を説明する。デバイスは、前述の露光装置１００を使用して、感光剤が塗布された基板（ウェハ、ガラス基板等）を露光する工程と、その基板（感光剤）を現像する工程と、他の公知の工程と、を経ることにより製造される。本実施例のデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。
【００５６】
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】
【００５７】
【図１】波面収差測定装置の構成図である。
【図２】波面測定用パターンを示す図である。
【図３】波面測定用パターンと照明スポットとの位置関係を示した図である。
【図４】第１の実施例における波面測定用マスクとその周辺を示す図である。
【図５】第１の実施例におけるアライメントマークと波面測定用パターンを示す図である。
【図６】照明スポットの位置と光検出器の出力との関係を示す図である。
【図７】アライメントのフローチャートである。
【図８】第２の実施例における波面測定用マスクとその周辺を示す図である。
【図９】第２の実施例におけるアライメントマークと波面測定用パターンを示す図である。
【図１０】ＥＵＶ投影露光装置を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  波面収差測定装置
１１  波面測定用マスク
１３  光源
１４  照明光学系
１７  回折格子
１８  撮像装置
１９  制御装置
２０  波面測定用パターン
２１  ピンホール
２２  ピンホール
２３  照明スポット
３２  アライメントマーク
３３  アライメントマーク
３５ａ、ｂ  光検出器
３６  制御部
４０  アライメントマーク
４２ａ、ｂ、ｃ、ｄ  光検出器
１００  投影露光装置
１４０  レチクル
１５０  投影光学系
１６０  ウェハ
【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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