(57)【要約】【課題】  露光装置の投影光学系を構成する全ての光学素子の表面状態を示す情報を得ることが可能な露光装置を提供する。【解決手段】  本発明は、レチクルに形成されたパターンで基板を露光する露光装置であって、光学素子を含む投影光学系と、投影光学系に向けた光を反射する反射面とを備える。露光装置は、投影光学系に入射し反射面及び光学素子の表面で反射した第１の光と、投影光学系に入射し反射面及び光学素子の表面で反射しなかった第２の光とに基づいて、光学素子の表面状態を示す情報を得る処理部をさらに備える。【選択図】図１ａ
2009033048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レチクルに形成されたパターンで基板を露光する露光装置であって、
光学素子を含む投影光学系と、
前記投影光学系に向けて光を反射する反射面と、
前記投影光学系に入射し前記反射面及び前記光学素子の表面で反射した第１の光と、前記投影光学系に入射し前記反射面及び前記光学素子の表面で反射しなかった第２の光とに基づいて、前記光学素子の表面状態を示す情報を得る処理部と、を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記反射面は、前記投影光学系の像面又は物体面の少なくとも何れか一方に配置され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】
前記基板を支持する基板ステージの上に配置され、前記投影光学系に入射し前記投影光学系から出射された光を検出するセンサをさらに備え、
前記処理部は、前記センサにより検出された前記第１の光及び前記第２の光に基づいて前記光学素子の表面状態を示す情報を得ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記投影光学系は複数の光学素子を含み、
前記処理部は、前記投影光学系に対する前記センサの位置を変化させることにより、前記複数の光学素子のうち特定の光学素子の表面状態を示す情報を得ることを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
【請求項５】
前記光学素子の表面状態は、表面反射率であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項６】
前記投影光学系の基板側及びレチクル側がテレセントリックに構成され、かつ、前記投影光学系を構成する最も基板側に位置する光学素子の下面及び最もレチクル側に位置する光学素子の上面が平面に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項７】
前記処理部は、前記投影光学系に対する光の入射角度を変化させて、前記変化された入射角度のそれぞれについて前記光学素子の前記表面状態を示す情報を得ることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項８】
光源からの光で前記レチクルを照明する照明光学系をさらに備え、
前記照明光学系は、前記光源からの光が前記投影光学系の物体面に斜入射するように、前記光源からの光を整形する整形部材を有することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項９】
前記整形部材は、前記投影光学系の瞳面にモノポール形状の有効光源が形成されるように、前記光源からの光を整形することを特徴とする請求項８に記載の露光装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
前記露光された基板を現像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、露光装置及びデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子、液晶表示素子等を製造するためのフォトリソグラフィ工程では、高解像力の投影露光装置を用いて、レチクル等に形成された線幅の微細な回路パターンを、レジスト層を塗布したウエハ等の感光基板上に投影露光する。
【０００３】
この投影露光工程において、前記ウエハ上に塗布されるレジスト層に用いられる感光性樹脂から発生する揮発物質等が、投影光学系の光学部材の表面に付着して、当該光学部材表面を汚染してしまうことがあった。そのため、投影露光装置では、作業者による投影光学系の前記光学部材表面の拭き取り作業、即ち、洗浄作業が必須の作業となっていた。前記洗浄作業の実施タイミングについては、作業者が目視により汚染状態を確認した時点で行われたり、予め決定された一定の周期タイミングで定期的に行われたりしていた。
【０００４】
近年、半導体集積回路の微細化が一層進んでおり、半導体露光装置には転写されたパターンの線幅均一性が求められている。この線幅均一性の劣化の要因として、投影露光光学系で生じるフレアの影響が、無視できなくなってきた。投影露光光学系で生じるフレアが露光画面内の照度分布を不均一にするために、画面内に光学像の線幅不均一が発生する。ここで投影露光光学系とは、照明光学系と投影光学系とを合せたものを意味する。このような投影露光光学系のフレアは、光学素子表面の汚染等により光学素子表面の反射率が増加することで生じる。
【０００５】
従来、投影露光光学系のフレアは、レジスト塗布されたウエハへの露光結果から推定していた。例えば、半導体露光装置で露光したパターン像の線幅変化、あるいは、露光量を変えて複数ショットの焼付けを行い、露光領域外のレジスト膜の残膜量変化から、投影露光光学系全系で生じるフレア量を予測していた。
【０００６】
また、投影露光光学系を構成する投影光学系の光学素子表面の汚染を測定する自動測定手段が、特許文献１に提案されている。特許文献１に記載の技術では、最も感光基板側の光学素子表面の反射率を測定する自動測定手段と、最も感光基板側の光学素子表面の汚染除去を行う自動光洗浄手段が示されている。
【特許文献１】特開平１１―２８３９０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１記載の技術では、投影光学系の外部から感光基板側の光学素子表面に投影光学系の内部を通過させずに計測用光束を斜め入射させ、その反射光量を測定するため、投影光学系を構成する内側の光学素子表面の反射率を測定することは難しい。このように従来技術では、投影光学系を構成する光学素子各々のフレア増加を測定することが困難であった。  また、特許文献１に記載の技術では、自動測定手段のために投影光学系と感光基板の間に光源を別途設けており、露光装置の構成が複雑になってしまう。
【０００８】
本発明は、かかる事情に鑑みなされたものであり、露光装置の投影光学系を構成する光学素子の表面状態を示す情報を得ることが可能で構成がシンプルな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】
【０００９】
本発明は、レチクルに形成されたパターンで基板を露光する露光装置であって、光学素子を含む投影光学系と、投影光学系に向けて光を反射する反射面と、投影光学系に入射し反射面及び光学素子の表面で反射した第１の光と、投影光学系に入射し反射面及び光学素子の表面で反射しなかった第２の光とに基づいて、光学素子の表面状態を示す情報を得る処理部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、露光装置の投影光学系を構成する光学素子の表面状態を示す情報を得ることが可能で構成がシンプルな露光装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
［実施例１］
本発明に係る露光装置の一例を、図１ａ及び図１ｂを用いて説明する。照明系２は、レーザ等の光源２２、照明光学系２１より構成される。
【００１２】
光源２２からの光は、照明光学系２１により、所望の照明モード（有効光源形状）、所望の偏光状態、所望の照度分布として、レチクルステージ６上に載置されたレチクル３を照明する。さらに照明光学系２１の内のレチクル面に対して光学的に共役位置には、開口可変のマスキングブレード（不図示）が構成されており、レチクル３上の照明範囲を所望の領域に限定することができる。また照明光学系２１内には、照明系２の露光量制御を行うための露光量センサ（不図示）が構成されている。
【００１３】
レチクル３の下面にはパターンが形成されており、このパターンからの回折光が、投影光学系１により、基板ステージ５上に載置されたレジストの塗布されたウエハ等の基板５１上に結像され、パターン転写が行なわれる。ウエハ，ガラスプレート等の基板を、以下「ウエハ」と呼ぶこととする。
【００１４】
一般に露光装置に用いられる投影光学系１は、物体面側、像面側の少なくとも何れか一方がテレセントリックな光学学系となっている。特に像面側をテレセントリックとすることで、ウエハ高さを変えてフォーカス調整を行う場合に、結像倍率の変化を原理的に無くすことができるからである。
【００１５】
投影光学系１を構成する内部の光学素子は、クリーンドライエアや不活性ガス等の汚染物質を含まない気体でパージされており、光学素子の表面が汚染されにくい構造となっている。しかし、投影光学系１の物体面側及び像面側を構成する光学系の最外面は、それぞれレチクルステージ及びウエハを支持する基板ステージ等の駆動機構が存在する空間に接している。
【００１６】
これらの、レチクルステージ及び基板ステージの存在する空間は、駆動機構が存在するため雰囲気中の汚染物質を完全に除去することができないので、この空間に接している投影光学系１の光学素子表面は汚染の影響を受けやすくなる。そこで、投影光学系１の物体面側、及び像面側を構成する光学系の最外面は、必要に応じて交換可能な構造となっている。
【００１７】
また、走査型半導体露光装置では、レチクルステージ６と基板ステージ５とは同期走査しつつパターン転写が行なわれる。レチクル３、ウエハ５１はそれぞれ不図示のレチクル搬送系、ウエハ搬送系により、露光装置内に搬入、搬出される。それぞれの搬送系で搬入されたレチクル３はレチクルステージ６上に吸着固定され、ウエハ５１はウエハチャック５２上に吸着固定される。
【００１８】
レチクルステージ６は走査方向（図１ａ、図１ｂの紙面垂直方向）に駆動可能であり、基板ステージ５は走査方向及び走査直交方向に駆動可能である。基板ステージ５は、不図示のオートフォーカス機構により、投影光学系１の最良結像面にウエハ５１の表面を合焦させるために、水平面のレベリング駆動及び投影光学系１の光軸方向（図１ａ、１ｂの上下方向）に制御可能となっている。また基板ステージ５上には、ウエハ側光量センサ４が構成されている。
【００１９】
照明系２、レチクルステージ６及び基板ステージ５は、不図示の処理部により制御されている。
【００２０】
次に投影光学系１のウエハ側光学素子１１の表面状態を示す情報である表面反射率の測定について説明する。図１a及び図１bの各々の状態で、照明系２内に構成された露光量センサ（不図示）の光量測定値、基板ステージ５上に構成されたウエハ側光量センサ４の光量測定値より、投影光学系１のウエハ側光学素子１１の反射率を算出する。
【００２１】
図１aの状態における光学素子表面の反射率の測定について説明する。照明系２内の光源２２により発せられた光は照明光学系２１に設けた整形部材により、投影光学系１の物体面に対して垂直には入射しないで斜入射するように整形される。整形部材としては、図１２に示したような、開口２３１を持つ絞り２３を用いれば良い。この絞り２３を照明系２内のレチクル面に対して光学的に瞳面となる位置に配置することで、投影光学系１の瞳面に１つのポール（極）を持つモノポール形状の有効光源が形成される。ポールの直径は、σで換算して０．２以下が好ましい。
【００２２】
ところで、測定対象である光学素子の反射率は０.１以上０.２以下と低い。そのため、整形部材として絞りではなく、計算機ホログラムを用いることがより好ましい。例えば、σで換算して０．１の直径のモノポール形状を持つ有効光源を形成する場合、計算機ホログラムを用いれば、絞りを用いてσが０.８の通常の円形の有効光源からモノポール形状を切り出すのに比べて、照度が数十倍高い有効光源を形成でき非常に望ましい。
【００２３】
整形部材で整形された照明光学系２１からの光は、投影光学系１の物体面に配置されたレチクル３の透過開口パターン３１を照明する。透過開口パターン３１を通過した光束は、投影光学系１により、基板ステージ５に載置されたウエハ側光量センサ４の反射面４２上に集光し反射する。この反射面４２により反射した光束は、さらに投影光学系１の最も外郭にあるウエハ側光学素子１１の表面で反射した後、受光開口４１を通過してウエハ側光量センサ４により受光され光電変換される。ウエハ側光量センサ４は、投影光学系１に入射し投影光学系を出射された光を検出するセンサである。図１ａの状態でウエハ側光量センサ４に検出される光は、投影光学系１に入射し反射面４２及び光学素子１１の表面で反射した第１の光である。
【００２４】
このとき、受光開口４１に斜入射光束が入光するような基板ステージ５の位置を予め計算し、基板ステージ５を駆動させておく。受光開口４１に斜入射光束が入光する位置は、以下の５つの情報より、いわゆる光線トレースを計算することにより求めることが可能である。
・投影光学系１の光学データ
・投影光学系１に光束を入光させる位置
・投影光学系１に光束を入光させる入射角度
・投影光学系１内の反射率測定を行う光学素子面の指定
・投影光学系１の像面と光学的共役位置に配置された反射面の位置
この計算は、当該業者であれば、投影露光装置内のコンピューターを用いて自動算出させることも容易である。
【００２５】
投影光学系１の最もウエハ側に位置するウエハ側光学素子１１は、交換が容易な平行平面板等の透過素子とされることが多い。ウエハ側光量センサ４上の、反射面４２及び受光開口４１の構成は、例えば透明基板表面にＣｒ等の金属遮光膜をパターニングすることで形成することができる。さらに金属膜上に誘電体膜をコーティングして反射部の反射効率を高め、かつ受光開口部の透過効率を高めることも可能である。
【００２６】
ここで、図１aの状態における光学素子の反射率の測定について定量的に説明する。図１aの状態で、照明系内に設けられた露光量センサ（不図示）と基板ステージ５に載置されたウエハ側光量センサ４とにより同時に光量測定を行うものとする。このとき、照明系内に設けられた露光量センサ（不図示）で測定される光量をＩＮ（１a）とし、ウエハ側光量センサ４で測定される光量をＯＵＴ（１a）とする。
【００２７】
レチクル３を照明する光束の照度は、照明系内に設けられた露光量センサ（不図示）で測定される光量をＩＮ（１ａ）に、露光量センサが照明系内のどこの位置に設けられているかによって定まる計測効率Kを掛けたＫ・ＩＮ（１a）の値となる。
【００２８】
透過開口パターン３１を通過した直後での光束の照度は、さらにレチクル３のガラス面透過率をＧＴとすると、K・ＩＮ（１a）・（ＧＴ２）の値となる。
【００２９】
露光装置に搭載される投影光学系１の結像倍率は、一般に１/４倍あるいは１/５倍などの縮小倍であるが、ここでは簡単のため、投影光学系１の結像倍率を１倍として、以下の説明を行う。縮小倍１/βの場合の議論は自明であるため省略した。
【００３０】
ウエハ側光量センサ４上の反射面４２に集光した光束の照度は、さらに投影光学系１の透過率をＰＴとすると、K・ＩＮ（１a）・（ＧＴ２）・ＰＴの値となる。ここで、透過開口パターン３１を通過した直後での光束の光量分布が光強度均一な状態である場合、ウエハ側光量センサ４上の反射面４２に集光（結像）した光束の光量分布も光強度均一な状態となる。しかし、反射面４２により反射した光束がさらに投影光学系１のウエハ側光学素子１１の表面で反射し受光開口４１に達した状態では、透過開口パターン３１の像はデフォーカスしているため受光開口４１を照射する光束の光量分布は光強度均一では無くなっている。
【００３１】
結像位置での光強度分布を均一とした場合、デフォーカスした状態での光強度分布は、デフォーカス量の増加に伴う像のボケにより、光量分布がひろがり像の周辺部から光強度が低下してくる。この像のボケによる像周辺部の光量分布低下は、デフォーカス量と照明光束の持つ光束拡がり（ＮＡ）より決まるもので、前述した投影光学系１の光線トレースにおいて照明光束の持つ光束拡がり（ＮＡ）を加味することにより容易に求まる。そこで、透過開口パターン３１の開口径を、この像のボケ量分予め大きく設定しておけば、受光開口４１を照射する光束の光量分布は、受光開口４１の開口部内で均一分布を得ることが可能となる。
【００３２】
このように透過開口パターン３１の開口径を大きく設定した場合、反射面４２の表面反射率をWR、ウエハ側光学素子１１の表面反射率をULDRとすると、受光開口４１を照射する光束の照度はK・ＩＮ（１a）・（ＧＴ２）・ＰＴ・WR・ULDRとなる。受光開口４１を通過した直後の光束の照度は、受光開口４１の透過率をWＴとすると、K・ＩＮ（１a）・（ＧＴ２）・ＰＴ・WR・ULDR・WＴとなる。
【００３３】
受光開口４１を通過した光束がウエハ側光量センサ４に光電変換される場合を考える。ウエハ側光量センサ４の光電変換効率をWKとすると、ウエハ側光量センサ４で測定される光量ＯＵＴ（１a）は、
ＯＵＴ（１a）＝K・ＩＮ（１a）・（ＧＴ２）・ＰＴ・WR・ULDR・WＴ・WK
で表される。
【００３４】
この関係式から、ウエハ側光学素子１１の表面反射率ULDR＝{ＯＵＴ（１a）／ＩＮ（１a）}／{ K・（ＧＴ２）・ＰＴ・WR・WＴ・WK}を解けばULDRが求まる。ただし、装置固有の定数項{ K・（ＧＴ２）・ＰＴ・WR・WＴ・WK}を予め求めておく必要がある。
【００３５】
これらの定数項のうち、下記に示した４つの項は、露光装置に組み込まれる前の、各々ユニット状態でその特性を測定することは可能である。
・照明系内の露光量センサの計測効率K
・投影光学系１の透過率ＰＴ
・ウエハ側光量センサ４の受光開口４１の透過率WＴ
・ウエハ側光量センサ４の光電変換効率WK
しかし、これらの定数項は、光束の入射角度によって異なる値を示すため、各々のユニットで入射角度を変えた光学特性を計測する必要があり、そのような測定環境を実現することが多大な労力を要する。また、これらの特性を予め求めておいたとしても、装置に組み込まれ使用されるにつれ特性が経時的に変化を生じた場合は、この定数項の経時変化がウエハ側光学素子１１の表面反射率ULDR測定値の信憑性にそのまま影響を与えることになる。
【００３６】
したがって、図１aの状態で得られた装置固有の６種類の定数項を含んだ関係式からULDRを求めることは賢明ではなく、装置固有の定数項を極力少なくした関係式からULDRを求めるべきである。この定数項の削減は、図１bの測定を合せて行うことにより実現できる。
【００３７】
次に、図１bの状態での測定について説明する。ただし、図１aと同様な説明は省略する。図１aの状態との相違点は、透過開口パターン３１を通過した光束が、投影光学系１によりウエハ側光量センサ４の受光開口４１に直接集光し、受光開口４１を通過することである。図１ｂの状態でウエハ側光量センサ４に検出される光は、投影光学系１に入射し反射面４２及び光学素子１１の表面で反射しなかった第２の光である。
【００３８】
図１bの測定について定量的に説明する。ウエハ側光量センサ４で測定される光量ＯＵＴ（１b）は、照明系内に設けられた露光量センサ（不図示）で測定される光量をＩＮ（１b）とすると、
ＯＵＴ（１b）＝K・ＩＮ（１b）・（ＧＴ２）・ＰＴ・WＴ・WK
で表される。
【００３９】
図１a及び図１bの状態で求めた２つの関係式（１）、（２）を用いてウエハ側光学素子１１の表面反射率ULDRについて解くと、ＵＬＤＲは式（３）となる。
ＯＵＴ（１a）＝K・ＩＮ（１a）・（ＧＴ２）・ＰＴ・WR・ULDR・WＴ・WK  （１）
ＯＵＴ（１b）＝K・ＩＮ（１b）・（ＧＴ２）・ＰＴ・WＴ・WK  （２）
ULDR＝{ＯＵＴ（１a）/ＩＮ（１a）／ＯＵＴ（１b）/ＩＮ（１b） }・（１/WR）  （３）
ウエハ側光学素子１１の表面反射率ULDRが、下記に示した３つの項のみで求められることは、非常に好ましい。
・照明系内に設けられた露光量センサ（不図示）で測定される光量ＩＮ（１a）、ＩＮ（１b）
・ウエハ側光量センサ４で測定される光量ＯＵＴ（１a）、ＯＵＴ（１b）
・ウエハ側光量センサ４の反射面４２の表面反射率WR
好ましい理由は、予め露光装置に記憶させておかねばならない装置固有の特性が、反射面４２の表面反射率WRだけとなりとなり非常に簡便となるからである。この反射面４２の表面反射率WRと測定光の入射角度の関係を、例えばウエハ側光量センサ４を装置に組み込む前に実測しておき、予め露光装置に記憶させておけばよいことになる。また、反射面４２が表面の汚染等で反射率低下が生じたとしても、本測定を行う前に露光光を反射面４２に照射することで光洗浄でき、汚染による反射率変化を回復させることが可能なため、ULDR測定値の信憑性に影響を与える定数項の経時変化が生じにくい。
【００４０】
光量ＩＮ（１a）、ＩＮ（１b）を測定するための露光量センサは、通常照明系内に構成される露光量制御用センサを用いることが可能である。同様に、光量ＯＵＴ（１a）、ＯＵＴ（１b）を測定するためのウエハ側光量センサ４も、通常基板ステージ上に構成される露光量制御用センサを用いることが可能である。
【００４１】
このように、通常用いられている露光装置に対して、ウエハ側光量センサ４近傍に反射面４２を付加するだけの簡易な構成で、投影光学系１のウエハ側光学素子１１の表面反射率を測定することが可能となる。
【００４２】
上述の説明では、図１a及び図１bの状態で、ウエハ側光量センサ４の受光開口４１の透過率WＴ及びウエハ側光量センサ４の光電変換効率WKの２つが、それぞれ等しいとして説明を行った。しかし、これらが厳密に等価となるのは、投影光学系１の基板側が略テレセントリックとなっており、かつ反射率測定の対象である投影光学系を構成する基板側の最外光学素子１１が平面の場合に限られる。この条件に限り、光量センサの持つ感度の角度特性（光束のセンサへの入射角度によりセンサ出力が異なる）に影響されることなく光学素子表面の反射率を測定することが可能となる。
【００４３】
しかし、この条件を満たさなくとも、投影光学系１のウエハ側光学素子１１の表面反射率の経時変化をモニターする（特定期間ごとに測定を繰り返す）目的に対しては、何ら問題は無い。この場合は、図１a及び図１bの状態で、ウエハ側光量センサ４の受光開口４１の透過率WＴ及びウエハ側光量センサ４の光電変換効率WKの２つが、それぞれ等しいという近似を行うものとする。
【００４４】
図１ｃに実施例１における反射率の計測フローを示した。ステップ１で、レチクル搬送系がレチクル３を搬入し、レチクルステージ６の上に載置させる。レチクル３には、投影光学系１内の複数像高に対応した、複数の透過開口パターン３１が構成されているものとする。ステップ２で、処理部が照明有効光源の形状を設定する。処理部は、照明系内の有効光源形状切り替え機構を駆動させ、モノポール照明光とする。ステップ３で、処理部が、照明系２内の有効光源可変機構を駆動させ、照明光の入射角度（ＮＡ）を所定の値に設定する。
【００４５】
ステップ４で、処理部が、投影光学系１の露光領域に、透過開口パターン３１を合致させるようレチクルステージ６を駆動する。ステップ５で、処理部は照明領域を設定する。処理部が照明系２内のマスキングブレードを駆動して、測定したい像高の透過開口パターン３１近傍だけを部分的に照明させる。ステップ６で、処理部は、図１aの状態、すなわち透過開口パターン３１を通過した光束が反射面４２及びウエハ側光学素子１１の表面で反射した後、ウエハ側光量センサ４の受光開口４１を通過する位置に基板ステージ５を駆動させる。ステップ７で、処理部は、光源レーザ等を発振させる等により、照明光をレチクル３の上に照射させる。ステップ８で、照明系内に設けられた露光量センサ（不図示）と基板ステージ５に載置されたウエハ側光量センサ４は、同時に光量ＯＵＴ（１a），ＩＮ（１a）の測定を行う。ステップ９で、処理部は、光源レーザの発振を止める等させて、照明光をレチクル上に照射しないようにする。
【００４６】
ステップ１０で、処理部は、図１bの位置、すなわち透過開口パターン３１を通過した光束がウエハ側光量センサ４の受光開口４１を直接通過する位置に基板ステージ５を駆動させる。ステップ１１で、処理部は、光源レーザを発振させる等により、照明光をレチクル３の上に照射させる。ステップ１２で、照明系内に設けられた露光量センサ（不図示）と基板ステージ５に載置されたウエハ側光量センサ４は、同時に光量ＯＵＴ（１ｂ），ＩＮ（１ｂ）の測定を行う。ステップ１３で、処理部は、光源レーザの発振を止める等させて、照明光をレチクル上に照射しないようにする。
【００４７】
ステップ１４で、処理部は、測定値ＯＵＴ（１b）、ＩＮ（１b）、ＯＵＴ（１a）、ＩＮ（１a）及び予め装置内に記憶されている反射面４２の表面反射率WRの入射角度特性値より測定時の入射角度を考慮して表面反射率ULDRを算出する。
【００４８】
［実施例２］
図２a〜図２cを用いて、投影光学系１のレチクル側光学素子１２の反射率測定について説明する。図１a，図１bと同様な説明は省略する。
【００４９】
図２aの状態での測定について説明する。照明系２内の光源２２により発せられた光は、照明光学系２１によりモノポール斜入射光束として形成され、レチクル３に形成された透過開口パターン３２を照明する。
【００５０】
透過開口パターン３２を通過した光束は、投影光学系１のレチクル側光学素子１２の表面で反射した後、レチクル３に形成されたレチクル上面反射領域３６により再度反射し、投影光学系１に入光する。投影光学系１に入光した光束は、ウエハ側光量センサ４の受光開口４１に導光され、受光開口４１を通過した光束はウエハ側光量センサ４により受光され光電変換される。
【００５１】
この投影光学系１の最も外郭にあるレチクル側光学素子１２は、交換が容易な平行平面板等の透過素子とされることが多い。このとき、受光開口４１に斜入射光束が入光するように予め位置を計算し基板ステージ５を駆動させておく。具体的には、ウエハ側光量センサ４の受光開口４１の上下位置は、投影光学系１の像面に保ったまま、基板ステージ５を水平方向（紙面に垂直な平面内）に駆動させ、斜入射光束と受光開口４１が合致させるものとする。
【００５２】
この投影光学系１の像面は、レチクル３下面のパターンがウエハ側で結像する位置、すなわち図１aの状態における基板ステージ５と同じ上下位置とする。ここで、透過開口パターン３２の像は、ウエハ側光量センサ４の受光開口４１の位置ではデフォーカスしていることになる。
【００５３】
そこで、受光開口４１の開口部内で均一分布を得るために、透過開口パターン３２を光強度均一な状態で照明し、かつ透過開口パターン３２の開口径を、受光開口４１に対して像のボケ量分予め大きく設定する。図１aで示した透過開口パターン３１と図２aで示した透過開口パターン３２は、ウエハ側光量センサ４の受光開口４１の位置での各々のボケ量が異なるので、透過開口パターン３１の開口径と透過開口パターン３２の開口径は異なる。
【００５４】
図２aの測定について定量的に説明する。図２aの状態で、照明系内に設けられた露光量センサ（不図示）と基板ステージ５に載置されたウエハ側光量センサ４により、同時に光量測定を行うものとする。このとき、照明系内に設けられた露光量センサ（不図示）で測定される光量をＩＮ（２a）とし、ウエハ側光量センサ４で測定される光量をＯＵＴ（２a）とする。透過開口パターン３２を通過した直後での光束の照度は、図２aも図１a同様に、K・ＩＮ（１a）・（ＧＴ２）の値となる。
【００５５】
レチクル側光学素子１２の表面反射率をULUR、レチクル上面反射領域３６のレチクル内面反射率をCURとすると、受光開口４１を照射する光束の照度は、K・ＩＮ（１a）・（ＧＴ２）・ULUR・ＧＴ・CUR・ＧＴ・ ＰＴの値となる。
【００５６】
よって、ウエハ側光量センサ４で測定される光量ＯＵＴ（２a）は、
ＯＵＴ（２a）＝K・ＩＮ（１a）・（ＧＴ４）・ULUR・CUR・ＰＴ・WＴ・WK
で表される。
【００５７】
次に、図２bの状態での測定について説明する。図２aの状態との相違点は、透過開口パターン３２を通過した光束が、レチクル側光学素子１２の表面で反射する事無く、投影光学系１によりウエハ側光量センサ４の受光開口４１に直接集光し、受光開口４１を通過することである。
【００５８】
図２bの測定について定量的に説明する。ウエハ側光量センサ４で測定される光量ＯＵＴ（２b）は、照明系内に設けられた露光量センサ（不図示）で測定される光量をＩＮ（２b）とすると、
ＯＵＴ（２b）＝K・ＩＮ（２b）・（ＧＴ２）・ＰＴ・WＴ・WK
で表される。
【００５９】
図２a及び図２bの状態で求めた２つの関係式（４）、（５）を用いてレチクル側光学素子１２の表面反射率ULＵRについて解くと、ＵＬＵＲは式（６）となる。
ＯＵＴ（２a）＝K・ＩＮ（２a）・（ＧＴ４）・ULUR・CUR・ＰＴ・WＴ・WK  （４）
ＯＵＴ（２b）＝K・ＩＮ（２b）・（ＧＴ２）・ＰＴ・WＴ・WK  （５）
ULUR＝{ＯＵＴ（１a）/ＩＮ（１a）／ＯＵＴ（１b）/ＩＮ（１b）}・{１/（ＧＴ２・CUR）}  （６）
レチクル側光学素子１２の表面反射率ULURが、下記に示した３つの項のみで求められることは、非常に好ましい。
・照明系内に設けられた露光量センサ（不図示）で測定される光量ＩＮ（２a）、ＩＮ（２b）
・ウエハ側光量センサ４で測定される光量ＯＵＴ（２a）、ＯＵＴ（２b）
・レチクル３のガラス面透過率ＧＴ、レチクル上面反射領域３６のレチクル内面反射率CUR
好ましい理由は、予め露光装置に記憶させておかねばならない装置固有の特性は、レチクル３のガラス面透過率ＧＴ、レチクル上面反射領域３６のレチクル内面反射率CURだけとなりとなり非常に簡便となるからである。このガラス面透過率ＧＴ、レチクル内面反射率CURと測定光の入射角度との関係をレチクル３単体で実測しておき、予め露光装置に記憶させておけばよいことになる。このとき、レチクル３の硝材及びレチクル上面反射領域の光学物性値を用いて、ガラス面透過率ＧＴ、レチクル内面反射率CURと測定光の入射角度との関係を、露光装置内で演算して求めても構わない。また、レチクル３が誤って汚染されたとしても、レチクル内面反射率CURは影響を受けないし、レチクル３を洗浄器にかけることで、ガラス面透過率ＧＴの回復させることが容易であるため、ULUR測定値の信憑性に影響を与える定数項の経時変化が生じにくい。
【００６０】
上述の説明では、図２a及び図２bの状態で、ウエハ側光量センサ４の受光開口４１の透過率WＴ及びウエハ側光量センサ４の光電変換効率WKの２つが、それぞれ等しいとして説明を行った。しかし、これらが厳密にそれぞれが等価となるのは、投影光学系１のレチクル側が略テレセントリックとなっており、反射率測定の対象である投影光学系を構成するレチクル側の最外光学素子１２が平面の場合に限られる。この条件に限り、光量センサの持つ感度の角度特性（光束のセンサへの入射角度によりセンサ出力が異なる）に影響されることなく測定することが可能となる。
【００６１】
しかし、この条件を満たさなくとも、投影光学系１のレチクル側光学素子１２の表面反射率の経時変化をモニターする（特定期間ごとに測定を繰り返す）目的に対しては、何ら問題は無い。この場合は、図２a及び図２bの状態で、ウエハ側光量センサ４の受光開口４１の透過率WＴ及びウエハ側光量センサ４の光電変換効率WKの２つがそれぞれ等しいという近似を行うものとする。
【００６２】
図２ｄに実施例２におけるレチクル側光学素子１２の表面反射率を計測するフローを示した。
【００６３】
ステップ１で、レチクル搬送系がレチクル３を搬入し、レチクルステージ６の上に載置させる。レチクル３には、投影光学系１内の複数像高に対応した、複数の透過開口パターン３２が構成されているものとする。ステップ２で、照明有効光源の形状を設定する。処理部が照明系内の有効光源形状切り替え機構を駆動させ、モノポール照明光とする。ステップ３で、処理部が、照明系２内の有効光源可変機構を駆動させ、照明光の入射角度（ＮＡ）を所定の値に設定する。
【００６４】
ステップ４で、処理部が、投影光学系１の露光領域に透過開口パターン３２を合致させるようレチクルステージ６を駆動する。ステップ５で、処理部は照明領域を設定する。処理部が照明系２内のマスキングブレードを駆動して、測定したい像高の透過開口パターン３２近傍だけを部分的に照明させる。ステップ６で、処理部は、図２ａに示す透過開口パターン３２を通過した光束が、レチクル側光学素子１２及びレチクル上面反射領域３６により反射した後、投影光学系１を介しウエハ側光量センサ４の受光開口４１に導光される位置に、基板ステージ５を駆動させる。ステップ７で、処理部は、光源レーザ等を発振させる等により、照明光をレチクル３の上に照射させる。ステップ８で、照明系内に設けられた露光量センサ（不図示）と基板ステージ５に載置されたウエハ側光量センサ４は、同時に光量ＯＵＴ（２a），ＩＮ（２a）の測定を行う。ステップ９で、処理部は、光源レーザの発振を止める等させて、照明光をレチクル上に照射しないようにする。ステップ１０で、処理部は、照明系２内のマスキングブレードを駆動して、ウエハ側光量センサ４の受光開口４１近傍だけを部分的に照明させる。
【００６５】
ステップ１１で、処理部は、図２bの状態、すなわち投影光学系１の露光領域に透過部を位置させる（透過開口パターン３２を逃がす）ようにレチクルステージ６を駆動させる。ステップ１２で、光源レーザを発振させる等により、照明光をレチクル３の上に照射させる。ステップ１３で、照明系内に設けられた露光量センサ（不図示）と基板ステージ５に載置されたウエハ側光量センサ４は、同時に光量ＯＵＴ（２ｂ），ＩＮ（２ｂ）の測定を行う。ステップ１４で、処理部は、光源レーザの発振を止める等させて、照明光をレチクル上に照射しないようにする。
【００６６】
ステップ１５で、処理部は、測定値ＯＵＴ（１b）、ＩＮ（１b）、ＯＵＴ（１a）、ＩＮ（１a）、及び予め装置内に記憶されているガラス面透過率ＧＴ、レチクル内面反射率CURの入射角度特性値より、測定時の入射角度を考慮してULURを算出する。
【００６７】
実施例２において、レチクル側光学素子の表面反射率を計測するフローを図２ｅのようにすることもできる。図２ｅの計測フローと図２ｄの計測フローの違いは、リファランス計測である図２cと図２bの状態との違いである。図２bでは、投影光学系１内を通過する計測光束の光路が、図２aと等しくなるように設定している。その為、図２bと図２aの状態では、レチクル３の位置及び照明範囲の設定がそれぞれ異なるものとなる。これに対して、図２cでは、投影光学系１内を通過する計測光束の光路は異なるが、レチクル３の位置及び照明範囲が図２aと等しくなるように設定している。その為、図２cと図２aの状態では、基板ステージ５の位置がそれぞれ異なるものとなる。図１bと図２cの差は、透過開口パターン３１と３２との違いである。
【００６８】
ここで、図２aでの投影光学系１の透過率をＰＴ、図２cでの透過率ＰＴ’とする。
【００６９】
図２a及び図２ｃの状態で求めた２つの関係式（４）、（７）を用いてレチクル側光学素子１２の表面反射率ULＵRについて解くと、ＵＬＵＲは式（８）となる。
ＯＵＴ（２a）＝K・ＩＮ（２a）・（ＧＴ４）・ULUR・CUR・ＰＴ・WＴ・WK  （４）
ＯＵＴ（２c）＝K・ＩＮ（２c）・（ＧＴ２）・ＰＴ’・WＴ・WK  （７）
ULUR＝{ＯＵＴ（２a）/ＩＮ（２a）／ＯＵＴ（２ｃ）/ＩＮ（２ｃ） }・{１/（ＧＴ２・CUR ）}・{ＰＴ’/ＰＴ}  （８）
この投影光学系１の透過率をＰＴ、ＰＴ’は、{ＰＴ’/ＰＴ}≒１と見なしてULURを算出してもよいし、予め装置に搭載される前の投影光学系１の状態でＰＴ、ＰＴ’の計測を行っておき、露光装置に記憶させておいても構わない。例えば、レチクル側光学素子１２の表面反射率の経時変化をモニターする場合は、反射率測定値の変化が正しく計られることが重要であり、反射率測定値の初期値が真値と若干の差を持っていても構わない。ここで言う経時変化のモニターとは、特定期間ごとに測定を繰り返すことである。また、ここでいう真値とは、例えばその素子のみ取り出して別の測定器での測定値のことである。このような場合には{ＰＴ’/ＰＴ}≒１と見なしてULURを算出しても何ら問題は無い。
【００７０】
［実施例３］
図３及び図４を用いて、本発明である投影光学系１内の光学素子１３及び１４の反射率測定について説明する。
【００７１】
図３の状態での測定について説明する。図３の状態は、図１aの状態に対して、レチクル３に形成された透過開口パターン３３となっている点と、基板ステージ５の位置とが違う。図３には、反射面４２で反射した光束が、投影光学系１のウエハ側光学素子１１で再度反射した状態と、投影光学系１内の光学素子１３で反射した状態を示した。この二つの光学素子１１及び１３で反射してウエハ側光量センサ４に戻ってくる光束の位置（水平方向）は、一般に異なる。それなので、透過開口パターン３３の開口径を最適化してやれば、二つの光学素子１１及び１３で反射した光束がお互い混ざり合わないように、光学素子１３で反射した光束だけが受光開口４１を通過する位置に基板ステージ５を駆動させることが可能となる。
【００７２】
ここで、図３の測定について定量的に説明する。投影光学系１のウエハ側光学素子１１の透過率をＴ１１とし、光学素子１３の反射率をR１３とすると、
ＯＵＴ（３a）＝K・ＩＮ（３a）・（ＧＴ２）・（Ｔ１１２）・R１３・ＰＴ・WR ・WＴ・WK
となる。
【００７３】
また、図１b同様のリファランス計測（図１bで、レチクル３の透過開口パターン３１のみ透過開口パターン３３に変えたもの）を行うことで、
ＯＵＴ（３b）＝K・ＩＮ（３b）・（ＧＴ２）・ＰＴ’・WＴ・WK
となる。
【００７４】
この二つの関係式から、
R１３・（Ｔ１１２）＝{ＯＵＴ（３a）/ＩＮ（３a）／ＯＵＴ（３b）/ＩＮ（３b）}・{１/WR}
を得る。
ここで、Ｔ１１≒１と見なすことで、
R１３≒{ＯＵＴ（３a）/ＩＮ（３a）／ＯＵＴ（３b）/ＩＮ（３b）}・{１/WR}
となる。
【００７５】
Ｔ１１≒１という近似を行うことは、光学素子１３の表面反射率R１３の経時変化をモニターする（特定期間ごとに測定を繰り返す）目的に対しては、何ら問題は無い。このように、光学素子１３の表面反射率R１３も、実施例１に示した光学素子１１の表面反射率ULDRと同じ関係式で求めることが可能となる。
【００７６】
次に、図４の状態での測定について説明する。図４の状態は、図２aの状態に対して、レチクル３に形成された透過開口パターン３４となっている点と、基板ステージ５の位置とが違う。
【００７７】
投影光学系１のレチクル側光学素子１２の透過率をＴ１２とし、光学素子１４の反射率をR１４とすると、
ＯＵＴ（４a）＝K・ＩＮ（４a）・（ＧＴ４）・（Ｔ１２２）・R１４・ＰＴ・WＴ・WK
となる。
【００７８】
また、図２c同様のリファランス計測（図２cで、レチクル３の透過開口パターン３１のみ透過開口パターン３４に変えたもの）を行うことで、
ＯＵＴ（４b）＝K・ＩＮ（３b）・（ＧＴ２）・ＰＴ’・WＴ・WK
となる。
【００７９】
この二つの関係式から、
R１４・（Ｔ１２２）＝{ＯＵＴ（４a）/ＩＮ（４a）／ＯＵＴ（４b）/ＩＮ（４b）}・{１/（ＧＴ２・CUR）}
を得る。このとき、リファランス計測を図２bの状態で行うものでも構わない。
【００８０】
さらに、Ｔ１２≒１と見なすことで、
R１４≒{ＯＵＴ（４a）/ＩＮ（４a）／ＯＵＴ（４b）/ＩＮ（４b）}・{１/（ＧＴ２・CUR）}
となる。
【００８１】
このように、光学素子１４の表面反射率R１４も、実施例２に示した光学素子１２の表面反射率ULURと同じ関係式で求めることが可能となる。
【００８２】
投影光学系１内部の光学素子を、図３a同様の測定あるいは図４同様の測定で行うかの判断は、投影光学系１のレンズ設計データをもとに、下記の２点から決定すればよい。
・ウエハ側光量センサ４の受光光量
・他面からの反射計測光との分離度
なお、図３同様の測定あるいは図４同様の測定だけという、すなわち１種類の測定ではどうしても他面からの反射計測光が分離できない場合は、下記のようにすると良い。
【００８３】
例えば２面の反射計測光R１５，R１６が、ウエハ側光量センサ４の受光光量に混じりあう場合を考える。このR１５，R１６に対して、図３同様及び図４同様の２種類の計測を行うと、以下の２つの関係式を得る。
R１５+R１６≒{ＯＵＴ（３a）/ＩＮ（３a）／ＯＵＴ（３b）/ＩＮ（３b）}・{１/WR}
R１５+R１６≒{ＯＵＴ（４a）/ＩＮ（４a）／ＯＵＴ（４b）/ＩＮ（４b） }・{１/（ＧＴ２・CUR）}
この連立方程式を解くことで、反射率R１５及びR１６を求めることが可能となる。
【００８４】
さらに複数の反射計測光が混じりあう場合は、測定を行う透過開口パターンの像高を複数にするなど状態の異なる計測を複数行うことで、求める変数の数に対応した連立方程式を解くことで、複数の反射面の反射率を求めることが可能となる。
【００８５】
［実施例４］
図５には、図２aの他の実施形態を示した。図２aでは、透過開口パターン３２を通過した光束は、投影光学系１のレチクル側光学素子１２の表面で反射した後、レチクル３に形成されたレチクル上面反射領域３６により再度レチクル内面で反射し、投影光学系１に入光させていた。図５では、図２aのレチクル上面反射領域３６に代わり、レチクル下面反射領域３７で反射させる。図２aで、レチクル上面反射領域３６のレチクル内面反射を用いた理由は、レチクル内面なので反射率の経時変化が少ないことであった。しかし、レチクル反射領域の反射率の経時劣化は、定期的にレチクル洗浄を行うなど低減が可能であり、図５に示したレチクル下面反射領域３７としても何ら問題は無い。
【００８６】
また、図２aのレチクル上面反射領域３６には、単層Crあるいは２層等の金属遮光膜を形成してやればよい、２層Crとはレチクル内面側がCrでありレチクル外面側が酸化Crなどの反射防止層となっている。図２aのレチクル上面反射領域３６では、単層Crあるいは２層Crであれ、レチクル内面がCrであるため、４０%ほどの高反射率が得られる。これに対して、図５のレチクル下面反射領域３７としては、一般の２層Crは反射率が数%と低いため望ましくない。図５のレチクル下面反射領域３７は単層Crとするか、空気側の反射率を高めた金属遮光膜を形成することが望ましい。
【００８７】
［実施例５］
図６a，図６bには、図１a，図１bの他例を示した。図１a，図１bでは、照明光学系２１によりモノポール斜入射光束を形成していたが、照明系２内に予め専用絞りや専用CGH等をターレットに構成させ、計測時にターレットを切り替える必要があった。図６a，図６bでは、照明光学系２１によりダイポール斜入射光束として形成され、レチクル３を照明している状態を示している。このダイポール照明は、微細パターン転写のために、露光機内に標準に装備されている。
【００８８】
このとき、レチクル３の上面にはレチクル上面遮光領域３８が、ダイポール照明の片方を遮光することにより、透過開口パターン３２をモノポール照明する。さらに、図７a，図７bでは、レチクル３を露光機内に標準に装備されている輪帯照明で斜入射照明を行う場合を示した。レチクル３の上面にはレチクル上面開口領域３９が設けられており、透過開口パターン３２をモノポール照明する光束のみを通過させている。このとき、光学的には、透過開口パターン３２は視野絞りであり、レチクル上面開口領域３９は開口絞りの役割となっている。
【００８９】
図６a，図６bに示した照明条件はクロスポール照明等でも構わない。また図７a，図７bに示した照明条件は、均一照明（σ＝０.８）等でも構わないことは言うまでもない。
［実施例６］
図８には、図１ｃを例に取り入斜角度変えて測定繰り返す場合の計測フローを示した。
【００９０】
初めに、照明光入射角度を初期設定値であるθ１とし、照明光入射角度θ１に対するULDR反射率（θ１）を算出する。詳細は図１ｃと同じであるので説明は省略する。
【００９１】
次に、照明光入射角度をθ２に変更する場合について説明する。入射角度をθ２に対しては、Rステージ駆動及び照明領域設定を新たに行う必要はなく、入射角度θ１で定めた状態と同じとする。しかし、Wステージの駆動位置は、入射角度θ２に対して新たに算出しなおしたW位置（１a，θ２）とする。このW位置（１a，θ２）の状態で、光量同時計測を行いＯＵＴ（１a，θ２）及びＩＮ（１a， θ２）を測定するものとする。また、入射角度θ２に対して新たに算出しなおしたW位置（１b，θ２）にWステージを駆動させ、その状態で、光量同時計測を行いＯＵＴ（１b，θ２）＆ＩＮ（１b， θ２）を測定するものとする。この測定値ＯＵＴ（１a，θ２）及びＩＮ（１a， θ２）並びにＯＵＴ（１b，θ２）及びＩＮ（１b， θ２）を用いて、照明光入射角度θ２に対するULDR反射率（θ２）を算出する。以下、同様に照明光入射角度θnまでの計測を行い、照明光入射角度θnに対するULDR反射率（θn）を算出する。
【００９２】
このようにして、照明光入射角度θ１からθnに対する光学素子の表面反射率を測定することが可能となり、この表面反射率の角度特性変化より、光学素子表面に付着した汚染物質の屈折率や厚みなどの光学物性値の推定を行うことが可能である。
【００９３】
［実施例７］
図９及び図１０に、図１ｃを例に駆動ステージによる多点光量測定をする場合の計測フローを示した。図１ｃでは、透過開口パターン３１の開口径を、この像のボケ量分予め大きく設定し、受光開口４１の開口部内に照射される光束の光量分布を均一としていた。そして、透過開口パターン３１を通る中心光束が受光開口４１の開口中心に一致する１ヶ所の位置で、ウエハ側光量センサ４の受光光量ＯＵＴ（１a）、ＯＵＴ（１b）の測定を行っていた。これに対して、図９で示す計測フローは、透過開口パターン３１の開口径とウエハ側光量センサ４の受光開口４１に対して、相互の大きさに規定を設けない場合である。以下に、図９及び図１０で図１ｃとの相違点だけを説明する。
【００９４】
まず、図１aの状態で、ウエハ側光量センサ４の受光開口面上での測定光束の集光径が、ウエハ側光量センサ４の受光開口４１より大きい場合は、駆動ステージを受光面内に碁盤の目状に移動させて受光量の計測を行う。図１１ａにおけるn=９の例に示した格子の格子点にウエハ側光量センサ４の受光開口４１の中心が位置するように、駆動ステージを受光面内に平行移動させる。
【００９５】
この格子点毎に、光量同時計測を行いＯＵＴ（１a１）及びＩＮ（１a１），・・，ＯＵＴ（１an）及びＩＮ（１an）の測定を行い、それぞれＯＵＴ（１a１）〜ＯＵＴ（１an）の光量積算値及びＩＮ（１a１）〜ＩＮ（１an）の光量積算値を求める。このＯＵＴ（１a１）〜ＯＵＴ（１an）の光量積算値、及びＩＮ（１a１）〜ＩＮ（１an）の光量積算値から、ULDR反射率を算出する。さらに、図１bの状態でも、図１aの状態の計測フローを行う。
【００９６】
この格子上のステージ移動計測を行う場合の測定ピッチ（格子点間距離）について、説明する。図１１ｂにウエハ側光量センサ４の受光開口４１が、円形開口である場合を示した。ここで図１１ｂの開口径をＲとし、図１１ａに示した格子点間距離すなわち測定のピッチをDとする。図１１ｃには、Ｄ=Ｒの場合について、駆動測定の結果得られる受光開口の配列と、計測光束の集光径を点線で示した。図１１Ｃでは、配列された受光開口の間に隙間があり、計測光束の光量分布をこの隙間の部分だけ測定することができない。
【００９７】
これに対して、図１１ｄには、Ｄ=Ｒ／２の場合について、駆動測定の結果得られる受光開口の配列と計測光束の集光径を点線で示した。図１１ｄでは、配列された受光開口の間に隙間は無いので、計測光束の光量分布を全て測定することができる。この格子上のステージ移動計測を行う場合の測定ピッチ（格子点間距離）は、受光開口が円である場合は、Ｄ≦Ｒ／２とするのが望ましい。また、受光開口が正方形である場合は、正方形の辺の長さをRと定義すれば、Ｄ≦Ｒとするのが望ましい。
【００９８】
さらに受光開口が他の形状をしている場合、配列された受光開口の間に隙間がなくなるように、測定ピッチ（格子点間距離）を小さく定めて、ステージ移動計測を行う。なお、ステージの移動計測を行う範囲は、計測光束の集光径を包含する範囲とすることは言うまでもない。
【００９９】
［その他の実施例］
図１ｃ，図２ｄ，図２ｅ，図８，図９及び図１０では、レチクル３に形成された透過開口パターンを用いて反射率計測を行う例を示したが、レチクル３のパターンの無い透過領域に照明系２内の照射領域可変機構で照射領域を限定するものでも構わない。また、図１ｃ ，図８，図９及び図１０では、レチクルの無い状態で、照明系２内の照射領域可変機構で照射領域を限定するものでも構わない。図２ｄ，図２ｅにおいても、物体側の反射面をレチクル面と別に構成してやれば、レチクルの無い状態で、照明系２内の照射領域可変機構で照射領域を限定するものでも構わない。
【０１００】
さらに図１ｃ，図２ｄ，図２ｅ，図８，図９及び図１０では、照明系内の露光量センサによる光量測定ＩＮ（１a），ＩＮ（１b）等を行った。しかし、光源がほぼ一定の光量を発光する事が可能であれば、光量測定ＩＮ（１a），ＩＮ（１b）を行わなくとも良い。光源がほぼ一定の光量を発光する場合、ＩＮ（１a）≒ＩＮ（１b）となる。
【０１０１】
図１ｃ，図２ｄ，図２ｅ，図８，図９及び図１０で、例えば、ＯＵＴ（１a）≒ＯＵＴ（１b）となるように、光源からの発光量を調整して計測を行っても良い。そうすれば、ウエハ側光量センサ４で、ＯＵＴ（１a）、ＯＵＴ（１b）共に、電気ノイズによるSN低下の影響を僅少にすることができる。この場合は、照明系内の露光量センサで計測される光量は、ＩＮ（１a）＜ＩＮ（１b）となる。
【０１０２】
図１ｃ，図２ｄ，図２ｅ，図８，図９及び図１０では、基板ステージ５上に構成されたウエハ側光量センサ４を用いて反射率計測を行う例を示したが、ウエハ側光量センサ４は基板ステージ５上に固定された構成に限らない。例えば、ウエハと同形状をした円形平行平面板に、光量センサ等の計測部、電源、通信機が構成されたものを用いても構わない。この場合は、円形平行平面板の上面に光量受光開口と反射面を形成し、無線通信で光量の測定結果を露光装置本体に伝える。
【０１０３】
［デバイス製造の実施例］
次に、図１３及び図１４を参照して、上述の露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図１３は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するためのフローチャートである。ここでは、半導体チップの製造方法を例に説明する。
【０１０４】
ステップＳ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップＳ２（マスク製作）では設計した回路パターンに基づいてマスクを製作する。ステップＳ３（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Ｓ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、マスクとウエハを用いて、上記の露光装置によりリソグラフィ技術を利用してウエハ上に実際の回路を形成する。ステップＳ５（組み立て）は、後工程と呼ばれ、ステップＳ４によって作製されたウエハを用いて半導体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）等の組み立て工程を含む。ステップＳ６（検査）では、ステップＳ５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、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デバイスが完成し、それが出荷（ステップＳ７）される。
【０１０５】
図１４は、ステップ４のウエハプロセスの詳細なフローチャートである。ステップＳ１１（酸化）では、ウエハの表面を酸化させる。ステップＳ１２（ＣＶＤ）では、ウエハの表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ１３（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Ｓ１４（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Ｓ１５（レジスト処理）では、ウエハに感光剤を塗布する。ステップＳ１６（露光）では、露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに露光する。ステップＳ１７（現像）では、露光したウエハを現像する。ステップＳ１８（エッチング）では、現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップＳ１９（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。これらのステップを繰り返し行うことによってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１ａ】実施例１に係る露光装置の説明図
【図１ｂ】実施例１に係る露光装置の説明図
【図１ｃ】実施例１における計測フロー
【図２ａ】実施例２に係る露光装置の説明図
【図２ｂ】実施例２に係る露光装置の説明図
【図２ｃ】実施例２に係る露光装置の説明図
【図２ｄ】実施例２における計測フロー
【図２ｅ】実施例２における計測フロー
【図３】実施例３に係る露光装置の説明図
【図４】実施例３に係る露光装置の説明図
【図５】実施例４に係る露光装置の説明図
【図６ａ】実施例５に係る露光装置の説明図
【図６ｂ】実施例５に係る露光装置の説明図
【図７ａ】実施例５に係る露光装置の説明図
【図７ｂ】実施例５に係る露光装置の説明図
【図８】実施例６における計測フロー
【図９】実施例７における計測フロー
【図１０】図９の計測フローの続き
【図１１ａ】実施例７における測定点と受光開口の関係の説明図
【図１１ｂ】実施例７における測定点と受光開口の関係の説明図
【図１１ｃ】実施例７における測定点と受光開口の関係の説明図
【図１１ｄ】実施例７における測定点と受光開口の関係の説明図
【図１２】照明光学系の瞳面に配置される絞りの説明図
【図１３】露光装置を使用したデバイスの製造を説明するためのフローチャート
【図１４】図１３に示すフローチャートにおけるステップ４のウエハプロセスの詳細なフローチャート
【符号の説明】
【０１０７】
１：投影光学系、２：照明系、３：レチクル、４：ウエハ側光量センサ、５：基板ステージ、６：レチクルステージ、１１：投影光学系のウエハ側光学素子、１２：投影光学系のレチクル側光学素子、１３，１４：投影光学系内の光学素子、２１：照明光学系、２２：光源、３１〜３４：透過開口パターン、３６：レチクル上面反射領域、３７：レチクル下面反射領域、３８：レチクル上面遮光領域、３９：レチクル上面開口領域、４１：受光開口、５１：ウエハ、５２：ウエハチャック
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図２ｄ】
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【図２ｅ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１１ｃ】
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【図１１ｄ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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