(57)【要約】【課題】  フィゾー型干渉計の測定系で発生する波面収差の変化を抑制し、投影光学系の波面収差の計測精度の劣化を防止する露光装置を提供する。【解決手段】  原版ステージに搭載され参照光を形成するフィゾー面を有する対物レンズ前群、前記対物レンズ前群より上流に位置する対物レンズ後群および基板ステージに搭載され被検光を形成する反射ミラーから成るフィゾー型干渉計と、原版ステージに構成される原版基準板のマークおよび基板ステージに構成される基板基準板のマークを投影光学系を介して同時に観察し、原版ステージと基板ステージの相対位置を計測し、原版基準板のマークより上流に位置する第３の対物レンズ群を有するＴＴＲ方式検出系と、を有し、投影光学系を介して原版のパターンを基板に投影露光する露光装置において、対物レンズ後群と、第３の対物レンズ群とが、原版ステージとは別に構成される同一の駆動テーブルに配置されている。【選択図】図１
2009295701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原版を保持する原版ステージと、
基板を保持する基板ステージと、
前記原版ステージに搭載され参照光を形成するフィゾー面を有する対物レンズ前群、前記対物レンズ前群より上流に位置する対物レンズ後群および前記基板ステージに搭載され被検光を形成する反射ミラーから成るフィゾー型干渉計と、
前記原版ステージに構成される原版基準板のマークおよび前記基板ステージに構成される基板基準板のマークを投影光学系を介して同時に観察し、前記原版ステージと前記基板ステージの相対位置を計測し、前記原版基準板のマークより上流に位置する第３の対物レンズ群を有するＴＴＲ方式検出系と、を有し、
前記投影光学系を介して前記原版のパターンを前記基板に投影露光する露光装置において、
前記対物レンズ後群と、前記第３の対物レンズ群とが、前記原版ステージとは別に構成される同一の駆動テーブルに配置されていることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記駆動テーブルは、前記駆動テーブルの駆動時に駆動軸方向に対するヨーイング量を計測するヨーイング計測系を備えていることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記原版ステージに構成された前記原版基準板のマークは２対から成り、
前記ＴＴＲ方式の顕微鏡は、前記２対のマークを、各々、観察可能な２系統から成ることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
前記基板を現像する工程と、
該現像された基板を用いて、デバイスを形成する工程と、を備え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、半導体製造用の投影露光装置に関し、特に半導体素子や液晶表示素子を製造するリソグラフィ工程で用いる半導体製造用の露光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣやＬＳＩ等の半導体デバイスやＣＣＤ等の撮像デバイスや液晶パネル等の表示デバイスや磁気ヘッド等のデバイスをフォトリソグラフィ工程で製造する際にマスク（レチクル）に形成されたパターンを被露光体に転写する投影露光装置が使用されている。
近年では、高解像度で大画面を高精度及び経済性良く露光する露光装置が益々要求されている。高解像度化のために露光光の短波長化と投影光学系の開口数（ＮＡ）の増加が進められている。また、露光領域の拡大のために、従来の所謂ステッパーから、露光領域をスリット形状としてレチクルとウェハを相対的に走査するステップアンドスキャン方式の投影露光装置（以下、「スキャナー」という。）に移行しつつある。
投影露光装置は、レチクル上のパターンを所定の倍率で正確に被露光体に転写されることが要求されるため、結像性能のよい、収差を抑えた投影光学系を用いることが重要である。特に近年、半導体デバイスの一層の微細化の要求により、転写パターンは、光学系の収差に対して敏感になってきている。このため、高精度に投影光学系の光学性能（例えば、波面収差）を測定する需要が存在する。
投影光学系の光学性能の測定は、投影光学系単体の組立・調整時に所定のレンズならびにレンズ群の間隔・偏心を調整する際に行われるだけでなく、投影露光装置に投影光学系を搭載した後に生じる投影光学系の光学性能変化を測定する需要も存在する。
そのため、投影露光装置に搭載した後で投影光学系の光学性能の測定を行う手段として、フィゾー型干渉計を投影露光装置に搭載することが知られている。（特許文献１参照）
【０００３】
図８を参照して、投影露光装置に搭載されたフィゾー型干渉計の構成を説明する。
ＫｒＦエキシマレーザー１０１は露光用の光源で、ＫｒＦエキシマレーザー１０１を出射した光１０１ａはビーム整形光学系１０２で光軸に対し対称なビーム形状に整形される。インコヒーレントユニット１０３で可干渉距離の低下した光は、照明光学系１０４を経てレチクル１１５を照射する。レチクル１１５上には回路パターンが描画され、投影光学系１１６にて位置１１７に結像する。チャック１１８はウェハを搭載し、基板ステージ１１９に固定されている。専用光源１０６は、干渉計の光源である。レーザービームはミラー１０６ａを介し集光系１０７、ピンホール１０８を経て、コリメーターレンズ１０９で平行ビームを形成する。形成された平行ビームはハーフミラー１１０、ミラー１１１を介し対物レンズ１１２に入射する。ミラー１１１、対物レンズ１１２はＸＹＺステージ１０５に保持されている。フィゾー型干渉計においては、投影光学系１１６の物体面側に配置されたフィゾー型干渉計の対物レンズ１１２の最終面（フィゾー面）の曲率半径は、レチクルのパターン面１１５に相当する位置までの距離と同一になっている。その対物レンズ１１２の最終面（フィゾー面）からの反射光が参照光としてミラー１１１、ハーフミラー１１０を介し、集光系１２７を通り、撮像素子であるＣＣＤ１２８の受光面に導かれる。
また、投影露光装置においては、投影光学系１１６の像面側に基板であるウェハを保持し、移動可能な基板ステージ１１９が配置され、基板ステージ１１９には、フィゾー型干渉計の機能の一部を成す球面ミラー１２０が配置されている。球面ミラー１２０の曲率半径は、投影光学系１１６の結像位置１１７からの距離に一致させる。従って、フィゾー型干渉計の対物レンズ１１２の最終面（フィゾー面）を透過した光は、レチクルパターン相当位置で結像後、投影光学系１１６によりウェハ側の像面位置１１７で結像する。結像した後、ウェハを保持する基板ステージ１１９に配置された球面ミラー１２０で反射した光は再び投影光学系１１６の結像位置に集光して投影光学系１１６を戻り、対物レンズ１１２、ミラー１１１、ハーフミラー１１０を介し、集光系１２７を通り、撮像素子であるＣＣＤ１２８の受光面に導かれる。投影光学系１１６を往復した光（被検光）は、対物レンズ１１２の最終面（フィゾー面）で反射した参照光と干渉するため、投影光学系１１６の波面測定が可能となる。
【特許文献１】特開２００５−３３３１４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
高精度に投影光学系の波面測定を行うために、対物レンズ最終面（フィゾー面）と基板ステージに配置される球面ミラーは、参照光と被検光を生成する際に同期位置制御される必要がある。そのため、対物レンズ最終面（フィゾーン面）は、基板ステージと同期制御されるレチクルステージに構成される。また、投影光学系を含まないフィゾー型干渉計自体の波面誤差を求めるためには、投影光学系間に基準球面ミラーを配置し、基準球面ミラーの波面計測を行う。フィゾー型干渉計自体の波面収差を求めた後には、レチクルステージに構成されたフィゾー面とフィゾー型干渉計の光学系の光軸のずれは、サブミクロンの精度に抑制しなければ、フィゾー型干渉計自体の波面収差が変化してしまう。フィゾー型干渉計自体の波面収差を求める際に用いる物体面側の球面ミラーは、露光光を遮ることのない領域に配置されている。そのため、投影光学系の波面収差の計測を行う際には、フィゾー面を構成したレチクルステージと、フィゾー型干渉計の光学系の一部の駆動を行う必要がある。原版ステージの駆動に対して、フィゾー型干渉計の光学系の一部の駆動に誤差があると、フィゾー型干渉計自体の波面収差の変化が起き、投影光学系の波面収差の計測精度が劣化する要因となる。
そこで、本発明は、フィゾー型干渉計の測定系で発生する波面収差の変化を抑制し、投影光学系の波面収差の計測精度の劣化を防止す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】
【０００５】
上記課題を解決するための本発明の露光装置は、原版を保持する原版ステージと、基板を保持する基板ステージと、前記原版ステージに搭載され参照光を形成するフィゾー面を有する対物レンズ前群、前記対物レンズ前群より上流に位置する対物レンズ後群および前記基板ステージに搭載され被検光を形成する反射ミラーから成るフィゾー型干渉計と、前記原版ステージに構成される原版基準板のマークおよび前記基板ステージに構成される基板基準板のマークを投影光学系を介して同時に観察し、前記原版ステージと前記基板ステージの相対位置を計測し、前記原版基準板のマークより上流に位置する第３の対物レンズ群を有するＴＴＲ方式検出系と、を有し、前記投影光学系を介して前記原版のパターンを前記基板に投影露光する露光装置において、前記対物レンズ後群と、前記第３の対物レンズ群とが、前記原版ステージとは別に構成される同一の駆動テーブルに配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、フィゾー型干渉計の測定系で発生する波面収差の変化を抑制し、投影光学系の波面収差の計測精度の劣化を防止する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施例を説明する。
図１の概略構成図を参照して、本発明の実施例１の露光装置を説明する。
図１においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ、各構成要素の位置関係について説明する。ＸＹＺ直交座標系は、Ｘ方向及びＹ方向がウェハ７に対して平行となる設定され、Ｚ方向がウェハ７に対して直交する方向に設定され、本実施例においては、図１のＸＹＺ直交座標系はＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ方向が鉛直上方向に設定される。
本実施例１は、投影光学系ＰＬを介して原版であるレチクル６のパターンを基板であるウェハ７に投影露光する露光装置である。本実施例１は、露光波長１９３ｎｍ（ＡｒＦエキシマレーザー）の走査型投影露光装置に適用され、露光波長としては１９３ｎｍに限らず、ｉ線やＫｒＦエキシマレーザー（２４８ｎｍ）、さらには、ＥＵＶを光源とする投影露光装置に対しても適用可能である。
露光光源１は、ＡｒＦエキシマレーザーから成り、露光光源１を出射した光１ａはビーム整形光学系２で光軸に対し対称なビーム形状に整形される。さらに、インコヒーレントユニット３で可干渉距離が低下した光は、露光照明系４を経て原版ステージであるレチクルステージ５上に保持された原版であるレチクル６を照射する。レチクル６上には所定の回路パターンが描画されており、投影光学系ＰＬによりウェハ７上に結像する。基板であるウェハ７は、ウェハチャック（不図示）にて基板ステージであるウェハステージ８に保持され、固定されている。なお、レチクルステージ５はＹ方向を露光時の走査方向としていて、ＸＹＺ及びＸＹＺ各軸の回転方向に駆動可能であり、ウェハステージ８もＸＹＺ及びＸＹＺ各軸の回転方向に駆動可能である。本実施例１の投影露光装置にはこの他、ウェハライメント検出系、フォーカス検出系などが搭載されているが、ここでは説明の簡略化のため省略する。
また、本体制御部（不図示）はレチクルステージ５とウェハステージ８の各ステージ周辺に配置されたレーザー干渉計（不図示）にて、投影光学系ＰＬの光軸方向、及び投影光学系ＰＬの光軸に対し垂直な面内における各ステージの位置を計測する。さらに、本体制御部はレチクルステージ５とウェハステージ８とをｎｍオーダーで同期制御している。
レチクルステージ５の上側には、ＴＴＲ方式の顕微鏡であるＴＴＲ方式検出系１０と投影光学系ＰＬの波面収差測定用のフィゾー型干渉計２０が同一筐体に構成されている。
【０００８】
高精度に投影光学系ＰＬの波面測定を行うためには、干渉計システム内の変動を抑える、または補正する必要がある。走査型露光装置に搭載されたフィゾー型干渉計においては、参照光を生成するフィゾー面をレチクル６を保持・走査駆動するレチクルステージ５に構成している。また、投影光学系ＰＬを通過した光を反射し、被検光を生成する球面ミラーをウェハを保持・操作駆動するウェハステージ８に構成し、レチクルステージ５およびウェハステージ８を高精度に同期制御することで、干渉計システム内の変動を抑えることが知られている。
また、フィゾー型干渉計自体が持っている波面収差と投影光学系ＰＬの波面収差を区別するため、フィゾー型干渉計の波面を予め測定し、干渉計の波面収差分を投影光学系ＰＬの測定結果から差し引いて補正することで投影光学系ＰＬの波面収差を正確に求めることができる。干渉計の波面収差の測定するために、投影光学系ＰＬの物体面側に曲率中心が物体面内に位置する球面ミラーを配置する。その球面ミラーと、レチクルステージ５に構成しているフィゾー面とフィゾー型干渉計の光軸をほぼ一致させ波面収差計測を行うことで、フィゾー型干渉計自体の波面収差を測定することが知られている。
【０００９】
次に、図２の概略構成図を参照して、本発明の実施例１の投影露光装置のＴＴＲ方式検出系１０を説明する。
ＴＴＲ方式検出系１０は、ＴＴＲ方式の顕微鏡から成る。ＴＴＲ方式検出系１０は、レチクルステージ５に構成される原版基準板のマークであるレチクル基準板５０のマーク５０ａおよびウェハステージ８に構成される基板基準板のマークであるウェハ基準板８０上のマーク８０ａを投影光学系ＰＬを介して同時に観察する。さらに、ＴＴＲ方式検出系１０は、レチクルステージ５とウェハステージ８の相対位置を計測し、前記原版基準板のマークより上流に位置する第３の対物レンズ群である対物レンズ１６を有する。
露光光源１からの光１ａは、ファイバ１１等によりＴＴＲ方式検出系１０の照明部１２に導光され、ビームスプリッタ１３、リレーレンズ１４、ミラー１５、対物レンズ１６を経て、レチクルステージ５に搭載されたレチクル基準板５０のマーク５０ａを照明する。マーク５０ａのＺ方向の位置は、レチクル６のパターン面とほぼ同一である。マーク５０ａは、ＸＹ方向の計測用のマークとなっている。照明されたマーク５０ａからの反射像を対物レンズ１６、ミラー１５、リレーレンズ１４、結像光学系１７を介して、ＣＣＤなどの撮像素子１８上に結像させる。
また、レチクル基準板５０のマーク５０ａ及び投影光学系ＰＬを通過したその光によってウェハステージ８上に設けられたウェハ基準板８０上のマーク８０ａを照明する。マーク８０ａは、ＸＹ方向の計測用のマークとなっている。照明されたマーク８０ａからの反射像を投影光学系ＰＬを介してレチクル基準板５０パターン面に結像させ、さらに、ＴＴＲ方式検出系１０の対物レンズ１６、ミラー１５、リレーレンズ１４、結像光学系１７を介して、ＣＣＤなどの撮像素子１８上に結像させる。撮像素子１８上でレチクル基準板５０のマーク５０ａの像とウェハ基準板８０上のマーク８０ａの像が同時に検出され、レチクルステージ５とウェハステージ８の相対位置が計測される。
ＴＴＲ方式検出系１０の対物レンズ１６、ミラー１５は、ＸＹ方向に移動可能な駆動テーブル１９に搭載されている。図示されない駆動機構により駆動テーブル１９が移動されることにより、ＴＴＲ方式検出系１０は、レチクル６やレチクル基準板５０の様々なＸＹ方向の位置で計測が可能となっている。
【００１０】
次に、図１を参照して、ＴＴＲ方式検出系１０と同一筐体内に構成されている投影光学系ＰＬの波面収差測定用のフィゾー型干渉計２０の構成、検出方法について説明する。
フィゾー型干渉計２０は、レチクルステージ５に搭載され参照光を形成するフィゾー面を有する対物レンズ前群２９、対物レンズ前群２９より上流に位置する対物レンズ後群３０およびウェハステージ８に搭載され被検光を形成する反射ミラー４０から成る。
本実施例１においては、この対物レンズ後群３０と、第３の対物レンズ群である対物レンズ１６とが、レチクルステージ５とは別に構成される同一の駆動テーブル１９に配置されている。
一般的に、露光光源１がエキシマレーザーである場合、光１ａの可干渉距離△Ｌは数十ｍｍである。これに対し、測定対象の投影光学系ＰＬの光路長は１０００ｍｍ以上であるため、露光光源１を用いてフィゾー型干渉計を構成することができない。そのため、本実施例１の投影露光装置は、投影光学系ＰＬの波面収差測定用の干渉計の光源として、露光光源１とは異なる専用光源２１を備えている。
この専用光源２１は露光波長と同波長、もしくは極めて近い波長のレーザー光を発振し、さらに、可干渉距離が数千ｍｍと長く、投影光学系ＰＬの波面収差測定を行うための十分な可干渉距離を有している。レーザーはミラー２２を介し集光レンズ２３、ピンホール２４を経て、コリメーターレンズ２５で平行ビームを形成する。ピンホール２４径はコリメーターレンズ２５の開口数によって決まるエアリーディスクと同程度、もしくはそれ以下に設定されているため、ピンホール２４から出射した光束はほぼ理想的な球面波となる。コリメーターレンズ２５は実質的に無収差に設計製作されているので、コリメーターレンズ２５から出射する光束は、理想的な平面波となって出射する。
また、図１に示される本実施例１において、専用光源２１からの光は偏波保存ファイバを用いてピンホール２４まで導いても良い。形成された平行ビームはハーフミラー２６、ミラー２７を介し対物レンズ２８に入射される。
【００１１】
次に、対物レンズ２８の構成について説明する。
対物レンズ２８は対物レンズ前群２９と対物レンズ後群３０に分離されていて、対物レンズ前群２９はレチクルステージ５に構成され、フィゾー型干渉計２０には、レチクルステージ５に構成された対物レンズ前群２９まで含まれる。対物レンズ前群２９に構成されているレンズのレチクル６パターン側の最終レンズ面は、その曲率半径がレチクル６パターン面に相当する位置までの距離と同一になっている。さらに、この最終レンズ面は一部の光束を透過し、一部の光束を反射するように構成される。
以下、前記最終レンズ面をフィゾー面と称し、このフィゾー面に入射した光束は反射光と透過光に分けられる。反射光は参照光としてミラー２７、ハーフミラー２６を介し、さらに対物レンズ２８の瞳と撮像素子３１を共役関係にするために、レンズ３２とレンズ３３からなる瞳結像系を透過し、撮像素子３１に導かれる。透過光は被検光として投影光学系ＰＬに入射される。
フィゾー面を透過した被検光は投影光学系ＰＬの物体面上であり、レチクル６のパターン面上でもある位置で結像後、投影光学系ＰＬにより、再度、ウェハ７面側の位置で結像する。ウェハステージ８には球面ミラー４０が配置され、球面ミラー４０の曲率半径は投影光学系ＰＬの結像位置からの距離と同一である。従って、球面ミラー４０で反射した被検光は、再び投影光学系ＰＬのウェハ７側の結像位置に集光する。集光した後、被検光は投影光学系ＰＬに戻り、対物レンズ２８、ミラー２７、ハーフミラー２６を介し、さらに投影光学系ＰＬの瞳とＣＣＤ受光素子３１を共役関係にするために、レンズ３２とレンズ３３からなる瞳結像系を透過し、撮像素子３１に導かれる。投影光学系ＰＬを通過した被検光は前述のフィゾー面で反射した参照光と干渉するため、投影光学系ＰＬの波面収差測定が可能となる。
本実施例１においては、対物レンズ後群３０とミラー２７は、ＴＴＲ方式検出系１０の構成にて説明したＸＹ方向に移動可能な駆動テーブル１９に搭載されている。同一な駆動テーブル１９にＴＴＲ方式検出系１０の対物レンズ１６とフィゾー型干渉計２０の対物レンズ後群３０を搭載することにより、両レンズの相対位置は常に一定に保証されている。すなわち、高精度な投影光学系ＰＬの波面収差測定には、フィゾー型干渉計２０の波面誤差を求め、測定すべき投影光学系ＰＬの波面収差と区別する必要があるからである。
【００１２】
次に、図３を参照して、フィゾー型干渉計２０自体の波面誤差の計測方法について説明する。
投影光学系ＰＬを保持している鏡筒６０のレチクル６側に構成した球面ミラー４１を用いてフィゾー型干渉計２０の波面誤差を測定する。フィゾー面と同様に球面ミラー４１の曲率中心は、レチクル６のパターン面と同一平面（すなわち投影光学系ＰＬの物体面）内に位置する。球面ミラー４１は、投影光学系ＰＬの光軸から、レチクルステージ５の走査駆動方向であるＹ方向に露光照明系４からの露光光を遮らない距離だけ離して配置されている。レチクルステージ５に構成されている対物レンズ前群２９をレチクルステージ５の駆動により球面ミラー４１上に水平移動する。また、対物レンズ後群３０は、ミラー２７と伴に駆動テーブル１９により移動し、対物レンズ後群３０は球面ミラー４１上に水平移動する。すなわち、球面ミラー４１上で対物レンズ２８の対物レンズ前群２９と対物レンズ後群３０の光軸が略合った状態とする。この状態で波面収差計測を行うと、フィゾー面を透過した被検光は投影光学系ＰＬに入射されずに球面ミラー４１で反射される。この反射光を対物レンズ前群２９と対物レンズ後群３０、ミラー２７、ハーフミラー２６を介し、さらにレンズ３２とレンズ３３からなる瞳結像系を透過し、撮像素子３１に導かれる。前記操作によりフィゾー型干渉計２０自体の持つ波面の誤差を測定することができる。
【００１３】
フィゾー型干渉計２０自体の波面誤差計測以降に、投影光学系ＰＬの波面収差測定を行う際には、求めたフィゾー型干渉計２０自体の波面誤差が変化しないようにする必要がある。そのためには、対物レンズ前群２９と対物レンズ後群３０が異なる駆動系であるレチクルステージ５と駆動テーブル１９に構成されていることで生じる駆動時の対物レンズ前群２９と対物レンズ後群３０間の光軸のズレを計測し、補正しなければならない。
前記光軸のズレの計測には、ＴＴＲ方式検出系１０を用いて行うことができる。対物レンズ前群２９とレチクル基準板５０のマーク５０ａの相対位置はレチクルステージ５上で常に一定であり、対物レンズ後群３０とＴＴＲ方式検出系１０の対物レンズ１６の相対位置は駆動テーブル１９上で常に一定である。フィゾー型干渉計２０の波面誤差計測を行った後にレチクルステージ５と駆動テーブル１９を駆動せずにＴＴＲ方式検出系１０でレチクル基準板５０のマーク５０ａを観察し、撮像素子１８上の結像位置を測定し、記憶する。
次に、投影光学系ＰＬの波面収差測定を行うため、対物レンズ前群２９と対物レンズ後群３０を投影光学系ＰＬ上にそれぞれレチクルステージ５と駆動テーブル１９の駆動によりＹ方向に水平移動する。この状態で再びＴＴＲ方式検出系１０でレチクル基準板５０のマーク５０ａを観察し、撮像素子１８上の結像位置を測定する。結像位置の測定結果が前記のフィゾー型干渉計２０の波面誤差計測時の測定結果と略合致するように、レチクルステージ５または駆動テーブル１９を補正駆動する。前記補正駆動を行うことにより、フィゾー型干渉計２０の波面誤差は再現されるので高精度な投影光学系ＰＬの波面収差測定を行うことができる。
本実施例１では、対物レンズ前群２９とレチクル基準板５０のマーク５０ａの距離と対物レンズ後群３０とＴＴＲ方式検出系１０の対物レンズ１６の距離は同一としている。
そのため、対物レンズ前群２９と対物レンズ後群３０の光軸が略合致した状態でレチクルステージ５と駆動テーブル１９を駆動なしにＴＴＲ方式検出系１０の計測を行っている。
【００１４】
本実施例１の変形例では、対物レンズ前群２９とレチクル基準板５０のマーク５０ａの距離と、対物レンズ後群３０とＴＴＲ方式検出系１０の対物レンズ１６の距離が異なる構成も取ることができる。その場合は、ＴＴＲ方式検出系１０にてマーク５０ａを観察する際に、レーザー干渉計により高精度に再現性よく位置制御されているレチクルステージ５を距離の差分だけ駆動し、マーク５０ａの測定を行う。マーク５０ａの測定後は、レチクルステージ５を再現よく距離の差分だけ元の位置に駆動させれば、レチクルステージ５の駆動前後で対物レンズ前群２９と対物レンズ後群３０の相対位置の変化は生じない。フィゾー型干渉計２０の波面誤差計測時と投影光学系ＰＬの波面収差測定時に前記のようなレチクルステージ５の駆動を用いたＴＴＲ方式検出系１０によるマーク５０ａの測定を行えばよい。
【００１５】
次に、図４を参照して、本発明の実施例２を説明する。
本実施例２は、駆動テーブル１９は、駆動テーブル１９の駆動時に駆動軸方向に対するヨーイング量を計測するヨーイング計測系を備える。すなわち、駆動テーブル１９上での対物レンズ１６と対物レンズ後群４０の配置の並び方向（Ｙ方向）に対する駆動軸（Ｙ駆動軸）のヨーイング（Ｚ軸まわりの回転）誤差の計測手段を設ける。
図４（ａ）は、フィゾー型干渉計２０自体の波面誤差計測を実施した時の駆動テーブル１９の状態を示す図で紙面垂直方向をＺ＋方向としている。本実施例２の投影露光装置全体の配置は、図３に示される状態になっている。フィゾー型干渉計２０の対物レンズ前群２９と対物レンズ後群３０の光軸は略合致した状態である。この時、ＴＴＲ方式検出系１０の対物レンズ１６の観察視野内にレチクル基準板のマーク５０ａがあり、その位置がＴＴＲ方式検出系１０の撮像素子１８上の位置として記憶される。また、駆動テーブル１９のヨーイング状態がヨーイング計測系７０により記憶される。ヨーイング計測系７０は、駆動テーブル１９のＸ方向の位置を２箇所で計測し、ヨーイング状態が計測される。
【００１６】
次に、図４（ｂ）は、投影光学系ＰＬの波面計測を行うために、レチクルステージ５と駆動テーブル１９をＹ方向に駆動した際の駆動テーブル１９の状態を示す図である。
本実施例２の投影露光装置全体の配置は、図１にて示される状態になっている。ＴＴＲ方式検出系１０の対物レンズ１６の観察視野内にレチクル基準板５０のマーク５０ａがあり、その位置は、図４（ａ）にて記憶したＴＴＲ方式検出系１０の撮像素子１８上の位置を再現させている。しかし、駆動テーブル１９がＹ方向の駆動によりヨーイング状態が変化する場合はフィゾー型干渉計２０の対物レンズ前群２９と対物レンズ後群３０の光軸の相対位置は、フィゾー型干渉計２０自体の波面誤差計測時とは異なる。この対物レンズ前群２９と対物レンズ後群３０の光軸の相対位置を再現させるためには、ヨーイング計測系７０で計測された駆動テーブル１９のヨーイング量△Ｘ分だけレチクルステージ５をＺ軸まわりに回転駆動させればよい。
図５に示される本実施例２の変形例においては、駆動テーブル１９にＹ方向の駆動量を計測する２組のリニアスケールヘッド７１ａ、７２ａとスケール７１ｂ、７２ｂを設けている。駆動テーブル１９のＹ方向駆動時に２組のリニアスケールヘッド７１ａ、７２ａの駆動量計測値の差分ΔＹよりヨーイング誤差量を求めることが可能である。このように、駆動テーブル１９のヨーイング計測系７０は、他の種々の形態でもよい。
【００１７】
次に、図６、図７を参照して、本発明の実施例３を説明する
本実施例３は、原版ステージであるレチクルステージ５に構成された原版基準板であるレチクル基準板５０のマークは２対から成り、ＴＴＲ方式の顕微鏡であるＴＴＲ方式検出系１０は、前記２対のマークを、各々、観察可能な２系統から成り、駆動テーブル１９は、ＴＴＲ方式検出系１０の２対の対物レンズ１６とフィゾー型検出系２０の対物レンズ後群３０を有する。
図７（ａ）は、フィゾー型干渉計２０自体の波面誤差計測を実施した時の駆動テーブル１９の状態を示す図で紙面垂直方向をＺ＋方向としている。フィゾー型干渉計２０の対物レンズ前群２９と対物レンズ後群３０の光軸は略合致した状態である。この時、ＴＴＲ方式検出系１０の２対の対物レンズ１６のそれぞれの観察視野内にレチクル基準板５０の２対のマーク５０ａがあり、２対のＴＴＲ方式検出系１０でそれぞれのＴＴＲ方式検出系１０に対応したマーク５０ａを計測する。
次に、図７（ｂ）は、投影光学系ＰＬの波面計測を行うために、レチクルステージ５と駆動テーブル１９をＹ方向に駆動した際の駆動テーブル１９の状態を示す図である。図７（ｂ）に示すような駆動ステージ１９にヨーイング誤差が生じても、２対のＴＴＲ方式検出系１０で２対のマーク５０ａの計測し、駆動ステージ１９との相対位置が再現できるように、レチクルステージ５を駆動テーブル１９のヨーイング量ΔＹ分だけＺ軸まわりに回転駆動させればよい。
また、フィゾー型干渉計２０の対物レンズ前群２９は、レチクルステージ５に構成された例を本実施例３として説明しているが、レチクル６と同様にレチクルステージ５から着脱可能な形態としてもよい。
以上のように、フィゾー型干渉計において、フィゾー型干渉計自体の持つ波面収差の変動を抑えることで、投影光学系の波面収差測定時にフィゾー型干渉計自体の波面誤差量を補正でき高精度に投影光学系の波面収差を求めることができる。また、フィゾー型干渉計が投影露光装置に組み込まれることにより、投影光学系の特性を投影露光装置において測定することができる。従って、投影光学系の特性変化に対する、例えば、投影光学系の補正、露光動作の停止などの対応を速やかに行うことができる。
【００１８】
（デバイス製造方法の実施例）
デバイス（半導体集積回路素子、液晶表示素子等）は、前述のいずれかの実施例の露光装置を使用して、感光剤を塗布した基板（ウェハ、ガラスプレート等）を露光する工程と、その基板を現像する工程と、他の周知の工程と、を経ることにより形成、製造される。他の周知の工程には、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。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例１の露光装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施例１の露光装置の概略構成図である。
【図３】本発明の実施例１の露光装置の概略構成図である。
【図４】本発明の実施例２の投影露光装置の駆動テーブルのヨーイング計測系の概略構成図である。
【図５】本発明の実施例２の変形例の投影露光装置の駆動テーブルのヨーイング計測系の概略構成図である。
【図６】本発明の実施例３の投影露光装置の部分斜視図である。
【図７】発明の実施例３の投影露光装置の駆動テーブルのヨーイング計測系の概略構成図である。
【図８】従来例の投影露光装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  露光光源                              ２  ビーム成形光学系
３  インコヒーレントユニット              ４  露光照明系
５  レチクルステージ                      ６  レチクル
７  ウェハ                                ８  ウェハステージ
１０  ＴＴＲ方式検出系                    １１  ファイバ
１２  照明部                              １３  ビームスプリッタ
１４  リレーレンズ                        １５  ミラー
１６  対物レンズ                          １７  結像光学系
１８  撮像素子                            １９  駆動テーブル
２０  フィゾー型干渉計                    ２１  専用光源
２２  ミラー                              ２３  集光レンズ
２４  ピンホール                          ２５  コリメーターレンズ
２６  ハーフミラー                        ２７  ミラー
２８  対物レンズ                          ２９  対物レンズ前群
３０  対物レンズ後群                      ３１  撮像素子
３２  レンズ                              ３３  レンズ
４０  球面ミラー                          ４１  球面ミラー
５０  レチクル基準板                      ５０ａ  マーク
ＰＬ  投影光学系                          ６０  鏡筒
７０  ヨーイング計測系                    ７１ａ  リニアスケールヘッド
７１ｂ  スケール                          ７２ａ  リニアスケールヘッド
７２ｂ  スケール                          ８０  ウェハ基準板
８０ａ  マーク
【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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