CN100401191C - 曝光方法、曝光设备以及器件制造方法 - Google Patents

Abstract

一个计算机系统包括一个第一计算机和一个第二计算机；一个光学设备需要实现的目标信息输入到该第一计算机中；该第二计算机根据借助于通讯线路从第一计算机接收来的目标信息并使用投射光学系统需要满足的波前像差量作为标准来确定一个投射光学系统的规格。因此，在制造投射光学系统的过程中，通过根据测量波前像差的结果来调节投射光学系统，像差的高阶分量可以在对低阶分量进行修正的同时进行修正以满足该规格；因此，该制造方法变得简单。而且，所述的投射光学系统能够保证实现所述的曝光设备所需实现的目标。

Description

曝光方法、曝光设备以及器件制造方法

技术领域

本发明涉及一种规格确定方法、投射光学系统制造方法和调节方法、曝光设备及其制造方法以及一个计算机系统，特别是涉及一种用于确定设置在一个光学设备上的一个投射光学系统规格的规格确定方法、一种用于制造设置在一个光学设备上的一个投射光学系统的方法和调节方法、一个设置有根据投射光学系统制造方法制造的投射光学系统的曝光设备及其制造方法和一个适合于实现所述的规格确定方法和调节设置在所述的曝光设备上的投射光学系统成像性质的计算机系统。

现有技术

在用于制造半导体(CPU、DRAM等)、图像拾取装置(CCD等)、液晶显示装置、薄膜磁头等的光刻法中，曝光设备一直用于在一个基片上形成装置图形。由于近些年来半导体装置越来越高的一体性，人们主要使用逐步重复式的缩小投射曝光设备(亦即所述的步进式光刻机)、在所述的步进式光刻机基础上改进的逐步扫描式的扫描投射曝光设备(亦即所述的扫描步进式光刻机)等，其中缩小投射曝光设备可以在基片例如象一个晶片或者玻璃板上形成精细图形。

在制造半导体装置的过程中，因为多个各具有子电路图形的层需要叠置并形成在一个基片上，因此精确地使得其上具有子电路图形的刻板(或者掩模)与基片上的每一个照射区中+已经形成的图形对齐是非常重要的。为了实现精确地对齐，投射光学系统的光学特性必须进行精确测量并调节到所需状态(例如，所传送的刻板图形的图像相对于基片上的每一个照射区的图形的放大误差被修正的状态)。需要指出的是，当将第一层的一个刻板图形传送到基片的每一个照射区时，为了精确地将第二层和后面的层的刻板图形传送到每一个照射区，投射光学系统的成像性质最好能进行调节。

作为测量投射光学系统的光学特性(成像特性等)的方法，主要使用的一种方法是根据测量一个抗蚀层图像的结果而计算光学特性，这种方法在后面的叙述中称为“印刷法”；其中，抗蚀层图像是通过由一个具有已知测量图形的一个测量刻板对基片进行曝光、然后显影已经在其上形成了测量图形的投射图像的基片而获得的，而该已知测量图形能够对某个像差作出显著反应。

在现有技术的曝光设备中，根据印刷法，能够执行测量低阶像差例如象塞德尔[Seidel]的5种像差，亦即球形像差、慧形像差、散光、场曲率和扭曲)以及根据测量结果调节和控制投射光学系统导致的上述像差的功能。

例如，当测量投射光学系统导致的扭曲时，使用一个测量刻板，在该测量刻板上形成尺寸均为100um正方形的多个内框标记和尺寸均为200um正方形的多个外框标记；在将这些内框标记或者外框标记通过投射光学系统传送到一个其表面镀涂有一个抗蚀层的晶片上之后，移动晶片台，然后其它的标记通过该投射光学系统被传送和叠置到该晶片上。在显影了该晶片之后，当放大率为例如1/5时，框内框标记的抗蚀层图像出现；其中，尺寸为20um的框标记位于尺寸为40um的框标记内。通过测量标记和相对于工作台协调系统内的参考点之间的位置关系，可以监测投射光学系统产生的扭曲。

而且，当测量慧形像差时，使用一个测量刻板，在该测量刻板上形成一个线形立体图形(后面称为“L/S”)，该线形立体图形具有宽度均为例如0.9um的5条线；该图形通过所述的投射光学系统传送到一个其表镀涂有一个抗蚀层的晶片上。在显影了该晶片之后，当放大率等于例如1/5时，L/S图形的抗蚀层图像出现，宽度为0.18um。由投射光学系统导致的慧形像差通过测量L/S图形两端的两条线L1和L5的宽度并且得到一个线宽异常值来进行探测。其中，线宽异常值由下面的公式给出：

线宽异常值＝(L1-L5)/(L1+L5)(1)

而且，在测量投射光学系统的最佳焦点位置时，晶片按照一定顺序沿着光轴方向移动到多个位置上，这些位置之间相互分开一定的距离(步距)；然后每次均通过投射光学系统将L/S图形传送到晶片的不同区域上。与其线宽大于L/S图形的抗蚀层图像的线宽对应的晶片位置被认定为最佳焦点位置，该抗蚀层图像是在显影了晶片后出现的。

当测量球形像差时，需要进行多次最佳焦点位置的测量，每次不同的L/S图形均具有不同的占空因数；根据各个最佳焦点位置之间的差别，获得球形像差。

当测量场曲率时，在投射光学系统的区域内的多个测量点上进行最佳焦点位置的测量；根据测量的结果，使用最小二乘法计算场曲率。

此外，当测量投射光学系统导致的散光时，需要利用两种周期性图形(其两个周期方向互相垂直)测量最佳焦点位置；根据最佳焦点位置之间的差别，计算散光值。

现有技术中，在一个曝光设备的制造中，一个投射光学系统的规格是根据与上述的对投射光学系统的光学性质进行调节中使用的标准相同的标准进行确定的。这就是说，确定该规格时应当使得通过印刷法测量或者基本上与印刷法等同的模拟法获得的5种像差等于或者低于各自设定值。

但是，近些年来由于更高的集成度而要求进一步提高曝光精度，根据现有技术中的方法只测量低阶像差和根据该测量结果调节投射光学系统的光学性质不能获得满意的结果。原因如下所述。

一个测量图形例如象L/S图形的立体图像[space image]具有立体频率分量(固有频率分量)，即，与L/S图形的周期和高次谐波对应的基本波，并且该图形确定穿过投射光学系统的光瞳平面的立体频率分量。同时，在装置的实际制造过程中使用具有不同图形的刻板，这些图形的立体图像包括很多的立体频率分量。因此，现有技术中的依据有限的信息测量和调节像差的方法很难满足对进一步提高曝光精度的要求。

在这种情况下，尽管需要测量具有消失在信息中的固有频率分量的刻板图形，它却需要进行大量的测量和花费大量的时间，因此这是不切实际的。

而且，因为在测量抗蚀层图像时的精度问题，抗蚀层图像与对应的光学图像之间的关联关系需要在从测量结果中取得数据之前得到；其中的抗蚀层图像受到抗蚀层的固有性质等等的影响。

而且，当像差较大时，抗蚀层图像与对应的图形的立体图像之间的线性度消失，因此很难对像差进行精确测量。在这种情况下，为了精确测量像差，有必要通过试验法和误差法改变刻板的测量图形的图形间距、线宽(立体频率)等等，从而使得抗蚀层的固有性质可以进行测量(获得线性度)。

基于同样的原因，根据上述的原则确定一个投射光学系统规格的方法已经达到了其极限。这是因为一个满足由显而易见的方式确定的规格的投射光学系统不可能实现当前或者将来所需的曝光精度。

在这种情况下，人们采用了调节方法。在该方法中，当根据已经确定的规格制造投射光学系统时，在对制造过程中的投射光学系统进行组装之后，根据利用印刷法测量投射光学系统导致的像差的结果来调节透镜装置的位置等等，从而使得塞德尔的五种像差(低阶像差)满足确定的规格；之后，通过一个光束跟踪法监测剩余的高阶像差并调节投射光学系统中的透镜装置的位置等(必要时，另外进行再处理例如非球形表面处理)(参考日本专利公开第10-154657)。

但是，上述的制造投射光学系统的方法需要修正低阶像差和高阶像差两个步骤，并且需要计算光束跟踪法，这甚至需要使用超级计算机用几天的时间来完成。

而且，当一个像差(非线性像差)发生时，此时抗蚀层图像与对应的一个图形的立体图像之间的线性度消失，需要根据阶数调节投射光学系统，其中需要调节像差。例如，当慧形像差很大时，无法分辨一个图形的图像，因此，不能获得扭曲、散光和球形像差的精确数据。因此，有必要使用一个用于精确测量慧形像差的图形测量慧形像差，并调节投射光学系统从而使得慧形像差足够小，然后测量扭曲、散光和球形像差；然后根据测量的结果，调节投射光学系统。指定测量要调节的像差的阶数这一事实意味着所使用透镜的选择受到了的限制。

此外，不管曝光设备的使用者是谁，现有技术的方法均使用为了确定投射光学系统的规格而适合测量各个像差和调节光学性质的测量图形，该测量图形与各个像差显著对应。

同时，投射光学系统导致的像差对不同图形的成像性质产生的影响是不同的。例如，相对比其它的像差来说，接触孔特征更容易受到散光的影响；而相对比其它的像差来说，线形立体图形更容易受到慧形像差的影响。而且，一个独立的线形图形和线形立体图形之间的最佳焦点位置是不同的。

因此，投射光学系统的光学性质(像差等等)和一个曝光设备的其它性能实际上随着用户的不同而不同。

发明概述

本发明就是在这种情况下完成的，本发明的第一个目的就是提供一种规格确定方法，利用该方法能够简化根据确定的规格制造一个投射光学系统的过程，并且保证实现具有该投射光学系统的光学设备需要实现的目的。

而且，本发明的第二个目的是提供一个投射光学系统制造方法，利用该方法，能够简化制造投射光学系统的过程并且实现一个光学设备需要实现的目的。

本发明的第三个目的是提供一个调节方法，该方法可以精确和容易地调节投射光学系统的光学性质。

本发明的第四个目的是提供一个曝光设备以及该曝光设备的制造方法，该曝光设备可以通过投射光学系统将掩模上的一个图形精确地传送到一个基片上。

而且，本发明的第五个目的是提供一个计算机系统，通过该计算机系统，能够简化根据所确定的规格制造投射光学系统的过程，并且保证实现具有该投射光学系统的光学设备需要实现的目的。

本发明的第六个目的是提供一个计算机系统，该计算机系统可以自动地完成对曝光设备所需的曝光条件的设定。

根据本发明的第一方面，提供一种规格确定方法，利用该方法可以确定在一个光学设备内使用的投射光学系统的规格；所述的规格确定方法包括：获取所述的光学设备所需实现的目标信息；以及根据所述的目标信息，利用将所述的投射光学系统所需满足的波前像差量和对应于波前像差的数值中的一个作为标准来确定所述的投射光学系统的规格。

这里，对应于波前像差的数值包括波前像差的指数例如泽尔尼克[Zernike]系数等，而目标信息是指入射到投射光学系统中的照射光线的分辨率、最小线宽、波长(中心波长、波长宽度等等)；受到投射的图形的信息；关于确定光学设备性能的投射光学系统的其它信息，这些信息可以是投射光学系统的目标。

根据该方法，投射光学系统的规格是利用将所述的投射光学系统所需满足的波前像差量和对应于波前像差的数值中的一个作为标准，根据光学设备所需实现的目标信息来确定。这就是说，利用作为标准的综合信息来确定投射光学系统的规格，这些信息是投射光学系统的光瞳平面上的波前的信息，并且与上述的穿过光瞳平面的光线的有限信息不同。因此，在根据所确定的规格制造投射光学系统时，通过根据测量波前像差的结果调节投射光学系统，可以在修正低阶像差的同时修正高阶像差，从而简化制造方法。而且，可以保证实现具有该投射光学系统的光学设备所需实现的目的。

在这种情况下，提供了多种利用将波前像差量作为标准来确定投射光学系统的规格的方法。

例如，在确定所述的规格过程中，通过将从用于展开所述的投射光学系统中的波前的泽尔尼克多项式的各项系数中根据所述的目标信息选择出来的一个具体的项的系数作为标准来确定所述的投射光学系统的规格。

作为另外一种方式，在确定所述的规格过程中，通过将用于展开所述的投射光学系统中的波前的泽尔尼克多项式的各项的系数的RMS值(根-平均数-平方值)作为标准从而使得在所述的投射光学系统中的全部区域内的所述的RMS值不超过一个给定极限值来确定所述的投射光学系统的规格。

作为另外一种方式，在确定所述的规格过程中，通过将用于展开所述的投射光学系统中的波前的泽尔尼克多项式的各项的系数作为标准从而使得所述的各个系数均不超过各个给定极限值来确定所述的投射光学系统的规格。

作为另外一种方式，在确定所述的规格过程中，通过将用于展开所述的投射光学系统中的波前的泽尔尼克多项式中与在所述的投射光学系统区域内部观测到的具体像差对应的n阶、mθ项的系数的RMS值作为标准从而使得所述的RMS值不超过一个给定极限值来确定所述的投射光学系统的规格。

作为另外一种方式，在确定所述的规格过程中，通过将用于展开所述的投射光学系统中的波前的泽尔尼克多项式中与在所述的投射光学系统区域内部观测到的具体像差对应的具有相同的mθ值的每组mθ项的系数的RMS值作为标准从而使得所述的RMS值不超过各自的给定极限值来确定所述的投射光学系统的规格。

作为另外一种方式，在确定所述的规格过程中，通过将用于展开所述的投射光学系统中的波前的泽尔尼克多项式的各项根据所述的目标信息加权后给出的系数的RMS值作为标准从而使得所述的已加权系数的RMS值不超过一个给定极限值来确定所述的投射光学系统的规格。

在根据本发明所述的规格确定方法中，所述的目标信息包括受到所述的投射光学系统投射的图形的信息。

在根据本发明所述的规格确定方法中，所述的光学设备是一个借助于所述的投射光学系统而将给定的图形传递到一个基片上的曝光设备。

在根据本发明所述的规格确定方中，在确定所述的规格过程中，根据受到所述的投射光学系统投射的图形的信息，执行一个模拟操作，该模拟操作在所述的投射光学系统用所述的图形投射时获得在成像平面上形成的一个立体图像；并且分析所述的模拟结果以确定作为标准的波前像差的极限，从而使得所述的图形被精确传递。

在这种情况下，所述的模拟操作根据用于展开所述的投射光学系统中的波前的泽尔尼克多项式的各项系数相对作为受到投射的图形的所述图形的一个具体的像差的灵敏度(泽尔尼克灵敏度)与用于展开所述的投射光学系统的泽尔尼克多项式的各项系数之间的线性结合关系来获取所述的立体图像；所述的灵敏度取决于所述的图形。这里，“泽尔尼克多项式的各项系数的灵敏度(泽尔尼克灵敏度)”是指在给定的曝光条件下投射光学系统的成像性能，例如与各种像差(或者其指数)对应的泽尔尼克多项式各项系数每1λ的变化量。这里，项(泽尔尼克灵敏度)用于代表此含义。

根据本发明的第二方面，提供一种第一投射光学系统制造方法，通过该方法可以制造一个在一个光学设备中应用的投射光学系统；所述的方法包括：根据本发明的规格确定方法确定所述的投射光学系统的规格；以及调节所述的投射光学系统以满足所述的规格。

根据该方法，投射光学系统的规格是利用将所述的投射光学系统所需满足的波前像差量作为标准，由根据光学设备所需实现的目标信息的规格确定方法来确定。并且调节投射光学系统以满足该规格。因此，调节投射光学系统以满足利用作为标准的综合信息而确定的规格，这些信息是投射光学系统的光瞳平面上的波前的信息，与上述的穿过光瞳平面的光线的有限信息不同。在此，可以在修正低阶像差的同时修正高阶像差，从而不必使用现有技术中的两步调节法和用于调节高阶像差的光束跟踪法。因此简化了投射光学系统的制造方法。而且，可以保证实现具有该投射光学系统的光学设备所需实现的目的。

在根据本发明的该第一投射光学系统制造方法中，任何利用波前像差量作为标准来确定投射光学系统规格的方法都可以使用。而且，在确定所述的规格过程中，执行一个模拟操作，该模拟操作在所述的投射光学系统用所述的图形投射时获得在成像平面上形成的一个立体图像；并且分析所述的模拟结果以确定作为标准的波前像差的极限，从而使得所述的图形被精确传递。在这种情况下，所述的模拟操作根据用于展开所述的投射光学系统中的波前的泽尔尼克多项式的各项系数相对作为受到投射的图形的所述图形的一个具体的像差的灵敏度与用于展开所述的投射光学系统的泽尔尼克多项式的各项系数之间的线性结合关系来获取所述的立体图像；所述的灵敏度取决于所述的图形。

在根据本发明所述的第一投射光学系统制造方法中，所述的目标信息包括受到所述的投射光学系统投射的图形的信息。

在根据本发明所述的第一投射光学系统制造方法中，在调节所述的投射光学系统的过程中，所述的投射光学系统根据测量所述的投射光学系统中的波前像差的结果来进行调节以满足所述的规格。

这里，“调节投射光学系统”是指改变投射光学系统中至少一个光学装置的位置(或者互相之间的距离)、倾角等等；而且，当光学装置是一个透镜时，“调节投射光学系统”是指改变光学装置的偏心率或者使得该光学装置围绕光轴旋转和单个替换投射光学系统的光学装置；以及，当投射光学系统具有多个透镜筒时，“调节投射光学系统”是按照单元替换透镜筒；并且进一步再处理所述的投射光学系统中的至少一个光学装置，特别是当光学装置是一个透镜时，可以在必要时将其表面处理成非球形。这里，短语“调节投射光学系统”是指该含义。

在这种情况下，在将所述的投射光学系统安装到所述的光学设备的主体上之前执行测量波前像差的操作；或者在将所述的投射光学系统安装到所述的光学设备的主体上之后执行测量波前像差的操作。

在根据本发明的该第一投射光学系统制造方法中，所述的光学设备是借助于所述的投射光学系统而将一个给定的图形传递到所述的基片上的一个曝光设备。

根据本发明第三个方面，提供一种第三投射光学系统制造方法，通过该方法可以制造一个在一个曝光设备中应用的投射光学系统；所述的方法包括：根据所需使用的曝光条件调节所述的投射光学系统，从而使得在所述的投射光学系统的区域内的一个曝光区域中的至少一点的最佳焦点位置移动一个给定量；所述的曝光区域用曝光照射光线进行照射。

据此，与所需使用的曝光条件对应，调节投射光学系统从而使得在投射光学系统中的区域内的一个曝光区域中的至少一点上的最佳焦点位置移动一个给定量，该曝光区域由曝光照射光线照射。这就是说，在某些曝光条件下，投射光学系统的像差(例如散光、球形像差等等)导致曝光区域内的最佳焦点位置偏移，因此焦距的深度变小。根据本发明，在制造投射光学系统时，制造曝光区域内的至少一点上的最佳焦点位置根据曝光条件进行修正。因此，具有安装在其内部的投射光学系统的一个曝光设备可以在一定的曝光条件下进行曝光；其中，最佳焦点位置的偏移大大降低，而焦点深度也比以前大。

在这种情况下，所述的曝光条件包括相干系数小于0.5的照射条件。

在根据本发明的第二投射光学系统的制造方法中，所述的曝光条件包括使用移相掩模。

根据本发明的第四个方面，提供一种第一曝光设备，它可以借助于一个曝光光学系统而将一个在掩模上形成的一个图形传递到一个基片上，所述的曝光设备包括作为所述的曝光光学系统的一个投射光学系统，该投射光学系统根据本发明的第一或第二制造方法制造。

据此，当第一曝光设备包括一个根据第一制造方法制造的作为曝光光学系统的投射光学系统时，因为在该投射光学系统中高阶像差已经在修正低阶像差的同时进行了修正，因此该投射光学系统可以将一个掩模的图形精确地传递到一个基片上。当第一曝光设备包括一个根据第二制造方法制造的作为曝光光学系统的投射光学系统时，该投射光学系统可以在一定的曝光条件下进行曝光；其中，最佳焦点位置的偏移大大降低并且焦点的深度比以前大。因此，该第一曝光设备可以以较高精度完成曝光。

根据本发明的第五个方面，一种制造曝光设备的方法，所述的方法包括：利用本发明的第一和第二制造方法制造投射光学系统；以及将所述的投射光学系统安装到所述的曝光设备主体上。

根据本发明的第六方面，提供一种第一投射光学系统调节方法，利用该方法可以调节在一个光学设备中使用的一个投射光学系统；所述的调节方法包括：测量所述的投射光学系统中的波前；以及根据所述的波前的测量来调节所述的投射光学系统。

据此，投射光学系统根据测量该投射光学系统的波前的结果进行调节。因此，根据测量综合信息的结果来调节该投射光学系统，这些信息是投射光学系统的光瞳平面上的波前的信息，并且与上述的穿过光瞳平面的光线的有限信息不同。在此，可以在调节低阶像差的同时调节高阶像差而无须象在现有技术中那样需要考虑像差的阶数。因此，投射光学系统的光学性质可以较容易地进行精确调整。

在这种情况下，在所述的调节中，通过使从用于展开所述的投射光学系统中的波前的泽尔尼克多项式的各项系数中根据目标信息选择出来的一个具体的项的系数不超过给定极限来调节所述的投射光学系统。

作为另外一种方式，在所述的调节过程中，通过使用于展开所述的投射光学系统整个区域内的所述波前的泽尔尼克多项式的各项的系数的RMS值不超过一个给定极限值来调节所述的投射光学系统。

作为另外一种方式，在所述的调节过程中，通过使用于展开所述的投射光学系统中的波前的泽尔尼克多项式的各项的系数均不超过各个给定极限值来调节所述的投射光学系统。

作为另外一种方式，在所述的调节过程中，通过使用于展开所述的投射光学系统中的波前的泽尔尼克多项式中与在所述的投射光学系统区域内部观测到的具体像差对应的n阶、mθ项的系数的RMS值不超过一个给定极限值来调节所述的投射光学系统。

作为另外一种方式，在所述的调节过程中，通过使用于展开所述的投射光学系统中的波前的泽尔尼克多项式中与在所述的投射光学系统区域内部观测到的具体像差对应的具有相同mθ值的每组mθ项的系数的RMS值不超过一个给定极限值来调节所述的投射光学系统。

当根据本发明的第一投射光学系统调节方法还包括获取在所述的投射光学系统内受到投射的图形的信息的步骤时，在所述的调节过程中，根据所述的图形的一个立体图像调节上述投射光学系统；其中，根据用于展开所述的投射光学系统中的波前的泽尔尼克多项式的各项系数相对一个观测到的像差的灵敏度(泽尔尼克灵敏度)与用于展开所述的投射光学系统中的波前的泽尔尼克多项式的各项系数之间的线性结合关系来计算出所述的立体图像，使得所述观测到的像差不超过极限值；所述的灵敏度取决于所述的图形。

当根据本发明的第一投射光学系统调节方法还包括获取所述的光学设备需要实现的目标信息时，在所述的调节过程中，调节所述的投射光学系统，从而使得用于展开所述的投射光学系统中的波前的泽尔尼克多项式的各项系数根据所述的目标信息加权后给出的系数的RMS值不超过一个给定极限值。

在这种情况下，所述的目标信息包括受到所述的投射光学系统投射的图形的信息。

在根据本发明的第一投射光学系统调节方法中，各种方法可以用于测量波前；例如，在测量波前时，根据利用一个针孔和所述的投射光学系统而将一个给定的图形投射到晶片上的结果来测量所述的投射光学系统中的波前；或者，根据利用一个针孔和所述的投射光学系统形成的一个立体图像来测量所述的投射光学系统中的波前。

根据本发明的第七个方面，提供一种第二投射光学系统调节方法，利用该方法可以调节在一个曝光设备中使用的一个投射光学系统；所述的调节方法包括：当将移相掩模的相干系数小于0.5的曝光条件设定为照射条件时，执行先前的焦点修正，该修正使得在所述的投射光学系统区域内部的曝光区域的至少一个点的最佳焦点位置移动一个给定量，所述的曝光区域用曝光照射光线照射。

据此，当将移相掩模的相干系数小于0.5的曝光条件设定为照射条件时，执行先前的焦点修正，该修正使得在投射光学系统区域内部的曝光区域的至少一个点的最佳焦点位置移动一个给定量，所述的曝光区域用曝光照射光线照射。因此，投射光学系统可以在一定曝光条件下进行曝光，其中最佳焦点位置的偏移大大降低而焦点深度比以前大。

在这种情况下，尽管移相掩模可以是点染型或者其它类型，所述的移相掩模最好是一种立体频率调制式移相掩模。

在根据本发明的第二投射光学系统调节方法，所述的先前的焦点修正是通过调节所述的投射光学系统中的像差来实现的。

根据本发明的第八个方面，提供一种第二曝光设备，用于借助于一个投射光学系统而将一个给定的图形传递到一个基片上，所述的曝光设备包括：一个测量所述的投射光学系统中的波前的波前测量单元；一个调节由所述的投射光学系统形成的所述的图形的图像的状态的调节单元；以及一个应用所述的测量波前的波前测量单元的结果控制所述的调节单元的控制器。

据此，一个波前测量单元测量投射光学系统中的波前，而控制器利用测量波前像差的结果控制一个调节单元，所述的结果可以提供关于穿过投射光学系统的光瞳平面的光线的综合信息。因此，因为由投射光学系统形成的图形的图像的状态根据测量波前的结果进行了自动调节，投射光学系统可以精确地将图形传递到一个基片上。

在这种情况下，调节单元的结构不是问题，只要该调节单元可以调节投射光学系统形成的图形的图像即可。例如，所述的调节单元可以包括一个用于调节所述的投射光学系统的成像性质的成像性质调节机构。

在根据本发明的第二曝光设备中，所述的控制器根据所述图形的立体图像来控制所述的成像性质调节机构；所述的立体图像根据用于展开所述的投射光学系统中的波前的泽尔尼克多项式的各项系数相对一个观测到的像差的灵敏度(泽尔尼克灵敏度)与用于展开所述的投射光学系统中的波前的泽尔尼克多项式的各项系数之间的线性结合关系进行计算，从而使得所述的观测到的像差不超过极限值；所述的灵敏度取决于所述的图形。

根据本发明的第九个方面，提供了第一计算机系统，包括：一个第一计算机，一个光学设备需要实现的目标信息被输入到该计算机中；一个第二计算机，该计算机借助于一个通讯线路连接到所述的第一计算机上，并利用将所述的投射光学系统所需满足的波前像差量和对应于波前像差的数值中的一个作为标准，根据借助于所述的通讯线路从所述的第一计算机接收的所述的目标信息作为标准来确定在所述的光学设备中使用的投射光学系统的规格。

据此，一个光学设备需要实现的的目标信息被输入到一个第一计算机中；根据借助于通讯线路接收来自第一计算机的目标信息，利用投射光学系统需要满足的波前像差量和对应于波前像差的数值中的一个作为标准，来确定投射光学系统的规格。这就是说，根据作为标准的综合信息来确定投射光学系统的规格，这些信息是投射光学系统的光瞳平面上的波前的信息，与上述的穿过光瞳平面的光线的有限信息不同。因此，在根据所确定的投射光学系统的规格制造投射光学系统时，通过根据测量波前像差的结果调节投射光学系统，可以在修正低阶像差的同时修正高阶像差，从而使得制造方法简化。而且，可以保证实现具有该投射光学系统的光学设备所需实现的目的。

在这种情况下，当目标信息包括受到所述的投射光学系统投射的图形的信息时，所述的第二计算机根据所述的图形的信息，执行一个模拟操作，该模拟操作在所述的投射光学系统用所述的图形投射时获得在成像平面上形成的一个立体图像；并且分析所述的模拟结果以确定在所述的投射光学系统中作为标准的波前像差的极限值，从而使得所述的图形被精确传递。

在这种情况下，所述的第二计算机根据用于展开所述的投射光学系统中的波前的泽尔尼克多项式的各项系数相对作为受到投射的图形的该图形的具体的像差的灵敏度与用于展开所述的投射光学系统的泽尔尼克多项式的各项系数之间的线性结合关系而获取所述的立体图像；所述的灵敏度取决于所述的图形。

在根据本发明的第一计算机系统中，所述的光学设备是在各种设备中一个可以借助于所述的投射光学系统将给定的图形传递到基片上的曝光设备。

根据本发明的第十个方面，提供一个第二计算机系统，包括：一个第一计算机，该第一计算机被连接到一个曝光设备主体上，所述的曝光设备主体可以借助于一个投射光学系统将给定的图形传递到一个基片上；一个第二计算机，该计算机借助于一个通讯线路连接到所述的第一计算机；该第二计算机执行一个模拟操作，根据借助于所述的通讯线路从所述的第一计算机接收的所述的图形的信息和所述的投射光学系统的已知的像差信息，该模拟操作用于获取当所述的投射光学系统用所述的图形进行投射时而在成像平面上形成的一个立体图像；并且分析所述的模拟结果以确定最佳曝光条件。

据此，一个第二计算机执行一个模拟操作；该模拟操作用于在所述的投射光学系统用该图形投射时，根据借助于通讯线路从第一计算机接收来的图形的信息和已知的投射光学系统的已知像差的信息，获取在成像平面上形成一个立体图像；并且分析所述的模拟结果以确定最佳曝光条件；因此，优化曝光条件可以自动设置。

在这种情况下，所述的图形信息是输入到第一计算机中的曝光条件的一部分；或者，当所述的计算机系统还包括一个读取单元时，所述的图形信息借助于所述的读取单元而输入到所述的第一计算机中；该读取单元可以读取记录在一个路径上的掩模上的图形信息；所述的掩模沿着该路径输送到所述的曝光设备主体。

在根据本发明的第二计算机系统中，所述的第二计算机借助于所述的通讯线路而将所确定的最佳曝光条件发送给所述的第一计算机。

在这种情况下，所述的第一计算机将所述的曝光设备主体的曝光条件设置为所述的最佳曝光条件。

在根据本发明的第二计算机系统中，所述的第二计算机根据用于展开所述的投射光学系统中的波前的泽尔尼克多项式的各项系数相对作为受到投射的图形的所述图形的一个具体的像差的灵敏度(泽尔尼克灵敏度)与用于展开所述的投射光学系统中的波前的泽尔尼克多项式的各项系数之间的线性结合关系来获得所述的立体图像；所述的波前是根据所述的投射光学系统中的波前的测量结果获得的，并且借助于所述的通讯线路由所述的第二计算机发送；所述的灵敏度取决于所述的图形。

在这种情况下，所述的测量波前的结果被输入到所述的第一计算机中；或者当所述的计算机系统还包括一个用于测量在所述的投射光学系统内的波前的波前测量单元时，所述的第一计算机本身从所述的波前测量单元中获取所述的测量波前的结果。

在根据本发明的第二计算机中，所述的最佳曝光条件在各种不同的调节中可以包括适合于由所述的曝光设备主体曝光的图形的信息，或者所述的最佳曝光条件可以包括传递给定图形的照射条件和所述的投射光学系统的数值孔径中的至少一个条件。

而且，所述的最佳曝光条件可以包括已经传递了所述的给定的图形后所述的投射光学系统导致的像差的规格。在这种情况下，当该计算机系统还包括一个成像性质调节机构时，所述的第二计算机根据所确定的最佳曝光条件控制所述的成像性质调节机构，以调节所述的投射光学系统的成像性质；该机构调节设置在所述的曝光设备主体内的所述的投射光学系统的成像性质；该主体借助于所述的通讯线路连接到所述的第二计算机上。

根据本发明的第十一方面，提供一个第三计算机系统，包括：一个第一计算机，该计算机连接到一个具有一个投射光学系统的曝光设备主体上，所述的投射光学系统可以将给定图形的图像投射到一个基片上；一个调节单元，该调节单元调节由所述的投射光学系统形成的所述图形的图像的状态；以及一个第二计算机，该计算机借助于一个通讯线路连接到所述的第一计算机上；其中，所述的第二计算机使用测量所述的投射光学系统中的波前的结果来计算控制信息，并用该信息控制所述的调节单元；所述的结果已经借助于所述的通讯线路从所述的第一计算机接收；以及其中，所述第一计算机和第二计算机中的一个计算机根据所述的控制信息控制所述的调节单元。

据此，一个第一计算机将测量投射光学系统中的波前的结果通过一个通讯线路发送到一个第二计算机上。然后，第二计算机利用测量投射光学系统中的波前的结果计算用于控制调节单元的控制信息，该结果借助于通讯线路从所述的第一计算机中接收；然后根据控制信息，第一和第二计算机中的一个计算机控制所述的调节单元。因此，利用投射光学系统的光瞳平面上的波前的信息，亦即穿过光瞳平面的光线的综合信息，可以精确地调节由所述的投射光学系统形成的所述的图形的图像的状态。在这种情况下，第二计算机可以远离曝光设备主体以及与之连接的第一计算机进行放置，在这种情况下，遥控系统可以计算用于控制调节单元的控制信息，并且可以根据该控制信息精确调节由所述的投射光学系统形成的图形的图像的状态。

在根据本发明的该第三计算机系统中，所述的测量波前的结果被输入到所述的第一计算机中；或者当所述的计算机系统还包括一个测量所述的投射光学系统内的波前的波前测量单元时，所述的第一计算机本身从所述的波前测量单元获取所述的测量波前的结果。在后者的情况下，连接到曝光设备主体上的第一计算机利用一个波前测量单元以一个所谓的自测量方式测量投射光学系统中的波前，然后可以自动地精确调节由所述的投射光学系统形成的所述图形的图像的状态。

在根据本发明的第三计算机系统中，调节单元的结构不是问题，只要该调节单元可以调节由投射光学系统形成的图形的图像即可。例如，所述的调节单元可以包括一个用于调节所述的投射光学系统的成像性质的成像性质调节机构。

在这种情况下，所述的第一计算机借助于所述的通讯线路将在所述的曝光设备主体内使用的所述的图形的信息发送给所述的第二计算机；所述的第二计算机通过模拟，根据所述的图形信息和所述的测量波前的结果，来获取当所述的投射光学系统用所述的图形投射时在成像平面上形成的立体图像；然后该第二计算机计算所述的投射光学系统导致的观测到的极限值，在该极限值，精确形成了所述的立体图像；最后该第二计算机计算控制信息，利用该控制信息控制所述的成像性质调节机构，从而使得所述的投射光学系统导致的所述的观测到的像差不超过所述的极限值。

在这种情况下，所述的第二计算机根据用于展开所述的投射光学系统中的波前的泽尔尼克多项式的各项系数相对一个观测到的像差的灵敏度(泽尔尼克灵敏度)与用于展开所述的投射光学系统中的波前的泽尔尼克多项式的各项系数之间的线性结合关系来计算出所述图形的立体图像；所述的灵敏度取决于所述的图形。

在根据本发明的第三计算机系统中，可以提供一个曝光设备和一个与之相连的第一计算机，或者提供多组所述的曝光设备主体和所述的第一计算机，所述的每一个曝光设备主体均具有所述的调节单元；所述的第二计算机借助于所述的通讯线路连接到所述的第一计算机组和所述的调节单元组中的至少一个上。

在根据本发明的第一、第二和第三计算机系统中，多种东西都可以作为通讯线路。这就是说，通讯线路可以是一个局域网；或者所述的通讯线路包括公共电话线；所述的通讯线路包括无线电线路。

此外，在光刻法中，利用根据本发明的执行曝光的第一和第二曝光设备中的一个，可以在基片上精确地形成图形；并且可以大批量地制造高集成度的微型装置。因此，根据本发明的另外一个方面，提供一种使用第一曝光设备和第二曝光设备中的一个曝光设备的装置制造方法(亦即一种包括通过使用第一曝光设备和第二曝光设备中的一个曝光设备将一个图形传递到一个感光物体上的步骤的装置制造方法)。

附图描述

在附图中：

图1是一个示意图，表示根据本发明的一个实施例的计算机系统的结构；

图2是一个示意图，表示图1中的第一曝光设备122₁的结构；

图3是一个波前像差测量单元的剖面图；

图4A是一个视图，表示当光学系统中没有像差时从一个微型透镜组发射的光束；

图4B是一个视图，表示当光学系统中有像差时从一个微型透镜组发射的光束；

图5是一个流程图，表示当设定一个曝光设备的最佳曝光条件时由第二通讯服务器内的CPU执行的一个处理算法；

图6是一个测量刻板的斜视示意图；

图7是一个示意图，表示沿着一个投射光学系统安装在一个刻板台上的测量刻板靠近光轴AX处的X-Z截面；

图8是一个示意图，表示沿着该投射光学系统安装在一个刻板台上的测量刻板沿着-Y轴方向一端的X-Z截面；

图9A是一个视图，表示在该实施例的测量刻板上形成的一个测量图形；

图9B是一个视图，表示在该实施例的测量刻板上形成的一个参考图形；

图10A是一个视图，表示在一个晶片上的抗蚀层上互相分开一定距离的测量图形的多个缩小图像(潜像)之一的图像；

图10B是一个视图，表示在图10A中测量图形的潜像与参考图形的潜像之间的位置关系；

图11是一个流程图，示意地表示制造投射光学系统的过程；以及

图12是一个示意图，表示一个改进的计算机系统的结构。

优选实施例详述

下面将参照附图1-11对本发明的一个实施例进行描述。

附图1表示根据本发明的一个实施例的计算机系统的结构示意图。

图1中的一个计算机系统10包括一个位于一个装置制造者(后面称为“A制造者”)的半导体制造工厂中的光刻系统112和一个曝光设备制造者(后面称为B制造者)的一个计算机系统114；该光刻系统是一个装置制造设备例如象曝光设备的一个使用者，而计算机系统114通过一个通讯电线包括公共电话线116连接到光刻系统112的一部分上。

光刻系统112包括一个作为第一计算机的通讯服务器120、一个作为光学设备的第一曝光设备122₁、一个作为光学设备的第二曝光设备122₂和一个作为光学设备的第三曝光设备122₃以及一个用于验证的第一代理服务器124；所有的设备通过一个局域网(LAN)118互相连接在一起。

通讯服务器120和第一到第三曝光设备122₁、122₂、122₃分别被赋予地址AD1到AD4以区分它们。

第一代理服务器124设置在局域网118和公共电话线116之间，作为一个防火墙使用。这就是说，该第一代理服务器124防止局域网118上流动的通讯数据泄漏到外面，只允许来自外面的具有地址AD1到AD4之一地址的信息通过该第一代理服务器124并阻挡其它信息的通过，因此保护局域网118不受到外面的非法入侵。

计算机系统114包括一个用于验证的第二代理服务器128，一个作为第二计算机的第二通讯服务器130等，所有的设备通过一个局域网(LAN)126互相连接在一起。第二通讯服务器130被赋予一个地址AD5，以识别该第二通讯服务器130。

与第一代理服务器124的方式相同，第二代理服务器128防止局域网126上流动的通讯数据泄漏到外面，并作为一种防火墙保护局域网126不会受到外面的非法入侵。

在该实施例中，来自第一到第三曝光设备122₁、122₂、122₃的数据通过第一通讯服务器120和第一代理服务器124传递到外面，而传递给第一到第三曝光设备122₁、122₂、122₃的数据从外面通过第一代理服务器124者通过第一代理服务器124和第一通讯服务器120进行传递。

图2表示第一曝光设备122₁的结构的示意图，该曝光设备是一个步骤重复式缩小投射曝光设备亦即一个步进式光刻机，该曝光设备使用脉冲激光光源作为曝光光源(后面称为“光源”)。

第一曝光设备122₁包括一个由一个光源16和照明光学系统12组成的照明系统；一个作为掩模台支撑一个刻板R的刻板台RST，该刻板作为用作为所述照明系统一个能量束的曝光照明光线EL照射的掩模使用；一个作为一个曝光光学系统的投射光学系统PL，其可以将来自刻板R的曝光照射光线EL投射到位于成像平面上作为基片使用的一个晶片W上；一个其上安装有一个用于支撑晶片W的Z轴倾角台58的晶片台WST和一个用于对这些设备进行控制的控制系统。

光源16是一个脉冲紫外线光源，它可以发射波长在真空紫外线范围内的脉冲光线，例如象F₂激光(波长为157nm)或者ArF激光(波长为193nm)。另外，光源16可以是一个发射远紫外线或者紫外线范围内波长的脉冲光线，例如象KrF激态原子激光(波长为248nm)的光源。

在实践中，光源16设置在一个具有较低清洁度的服务室内，该服务室与一个清洁室互相隔离开来；在清洁室内设置了1容纳曝光设备主体的一个箱体11，该曝光设备主体包括照明光学系统12、刻板台RST、投射光学系统PL、晶片台WST等等各个部件。光源16通过一个光线传递光学系统(未示出)连接到箱体11；该光线传递光学系统包括被称为光束匹配单元的至少部分光轴调节光学系统。光源16由它的一个内部控制器根据来自主控制器50的控制信息TS，按照开关激光光束LB的输出、单位脉冲的激光光束的能量、输出频率(脉冲频率)、频谱的中心波长和半带宽(波长范围的宽度)等等来进行控制。

照明光学系统12包括一个圆柱透镜、一个光束分散器(均未示出)、一个内部包括一个光学积分器22(均化器)的光束成形照明均匀化光学系统20、一个照明系统孔径光阑板24、一个第一中继透镜28A、一个第二中继透镜28B、一个刻板挡板30、一个用于偏转光路的镜子M和一个聚光透镜32。光学积分器22是一个蝇眼式透镜、一个杆式积分器(内侧反射式积分器)或者一个衍射光学装置。在该实施例中，使用一个蝇眼式透镜作为光学积分器22，该积分器22也称为蝇眼式透镜22。

光束成形照明均匀化光学系统20通过设置在箱体11上的一个光线传递窗口17连接到光线传递光学系统(未示出)上，例如，使得光束LB的横截面受到圆柱透镜或者光束分散器的成形处理，该光束LB是来自光源16穿过光线传递窗口17的入射光线。在光束成形照明均匀化光学系统20的出口一侧的蝇眼式透镜22从具有成形的横截面激光光束形成一个位于出口一侧焦点平面上的由大量点光源(光源图像)组成的表面光源(次级光源)，为了使用均匀化光源照射刻板R，该平面基本上与照明光学系统12的光瞳平面重合。后面将从次级光源发出的激光光束被称为“照射光线EL”。

由一个盘形件构成的照明系统孔径光阑板24设置在蝇眼式透镜22的出口一侧靠近焦点平面上。沿着照明系统孔径光阑板24上的一个圆按照大致一定的间距设置的是例如一个由一个环形开口构成的常规孔径光阑(常规挡块)、一个用于使得相干系数σ足够小并且由小的圆形开口构成的孔径光阑(小σ挡块)、一个用于形成环形照射光线的环形孔径光阑和用于变形照射法的变形孔径光阑；该变形孔径光阑由多个偏心设置的开口构成，其中两种类型的孔径光阑如图1所示。

将照明系统孔径光阑板24构造和设置成可以由一个驱动单元40例如一个由主控制器50控制的马达进行旋转，而其中的一个孔径光阑选择性地设置为位于照射光线EL的光路上，因此后面所述的Koehler照射中的光源平面的形状是一个环形、一个小圆、一个大圆、四个眼等等。

如果不使用孔径光阑板24或者与其结合体，在光源16和光学积分器22之间最好设置例如布置在照明光学系统中的多个衍射光学装置、沿着照明光学系统光轴的一个可移动棱镜(锥形棱镜或者多面体棱镜)和包括至少一个放大光学系统的光学单元；当光学积分器22是一个蝇眼式透镜时，通过使得该蝇眼式透镜的入射表面上的照射光线的强度分布可变，或者当光学积分器22是一个内面反射式积分器时，使得照射光线相对于入射表面的入射角的范围可变，最好对照明光学系统的光瞳平面上的照射光线的光线数量分布(次级光源的尺寸和形状)进行调节；这就是说，由于照射刻板R的条件变化导致的光线损失最好被抑制。需要注意的是，在该实施例中，由内面反射式积分器形成的多个光源图像(虚像)也称为次级光源。

设置在照明系统孔径光阑板24的照射光线EL的光路上的是一个中继光学系统，该光学系统由第一和第二中继透镜28A、28B组成，而在该两个透镜之间设置有一个刻板挡板30。在该刻板挡板30内制成有用于在刻板R上形成矩形照射区IAR的矩形孔口；该刻板挡板30设置在一个与刻板的图形表面共轭的一个平面上，并且是一个其开口形状可变的挡板，其开口根据挡板设置信息，又称为掩模信息，由主控制器50进行设定。

设置在构成中继光学系统的一部分的第二中继透镜28B后面的照射光线EL光路上的是偏光镜子M，用于使得穿过第二中继透镜28B的照射光线EL向着刻板R照射；而聚光透镜32则设置在镜子M后面的照射光线EL的光路上。

在上述的结构中，蝇眼式透镜22的入射表面、设置有刻板挡板30的平面和刻板R的图形表面相互在光学上共轭；而在蝇眼式透镜22出口一侧的焦点平面上形成的光源表面(照明光学系统的光瞳平面)和投射光学系统PL的傅里叶变换平面(出口光瞳平面)互相在光学上共轭，这就形成了一个Koehler照明系统。

下面将简要描述具有上述结构的照明光学系统的操作。从光源16以脉冲发射的激光光束LB入射在光束成形照明均匀化光学系统20上，该光学系统20形成了该激光光束LB的横截面，然后该激光光束LB入射在蝇眼式透镜22上。通过这样，在蝇眼式透镜22出口一侧的焦点平面上形成了次级光源。

次级光源发射的照射光线EL按照顺序穿过在照明系统孔径光阑板24上的一个孔径光阑、第一中继透镜28A、刻板挡板30的矩形孔口和第二中继透镜28B，然后被镜子M偏转而垂直向下，在穿过聚光器透镜32后，照射到支撑在刻板台RST上的刻板R上的矩形照射区IAR。

一个刻板R被装载到刻板台RST上并且由一个静电夹盘、真空夹盘或者类似物(未示出)支撑。将刻板台RST做成能够由一个驱动系统(未示出)在水平面(X-Y平面)上进行精细驱动(包括旋转)。需要注意的是，刻板台RST的位置由一个位置探测器例如象分辨率为0.5-1nm的一个刻板激光干涉仪来进行测量，以将该测量结果提供给主控制器50。

需要注意的是，刻板R的材料取决于所使用的光源。这就是说，当使用ArF激态原子激光或者KrF激态原子激光作为光源时，可以使用合成石英、氟化物晶体例如象氟石、掺氟石英〖fluorine-doped quartz〗或者类似物；而当使用F₂激光作为光源时，需要使用氟化物晶体例如象氟石、掺氟石英或者类似物。

投射光学系统PL例如是一个双向远心的缩小系统，投射光学系统PL的投射放大率例如是1/4、1/5或者1/6。因此，当刻板R上的照射区IAR按照如上所述用照射光线EL进行照射时，刻板R上的图形的图像被缩小为投射放大率乘以其原始尺寸的大小；并且由投射光学系统PL将该图形的图像投射和传递到镀涂有一个抗蚀层(感光材料)的一个晶片W的一个矩形区域IA上，该区域IA通常与一个照射区重合。

投射光学系统PL是一个折射系统，由多个例如10-20个折射光学装置13(透镜装置)构成，如图2所示。位于投射光学系统PL的物体平面一侧(刻板R一侧)的多个透镜装置13₁、13₂、13₃、13₄(为方便描述起见，只考虑4个)是可移动的透镜，这些透镜可以由一个成像性质修正控制器48进行驱动。透镜装置13₁到13₄分别通过双结构透镜支撑器(未示出)支撑在透镜筒上。其中的透镜装置13₁、13₂、13₄由内透镜支撑器支撑，每一个内透镜支撑器支撑在三个点上，并通过驱动装置例如象压电装置(未示出)抵靠在各自的外透镜支撑器上。通过独立调整施加到驱动装置上的电压，透镜装置13₁、13₂、13₄可以沿着Z轴方向，亦即投射光学系统PL的光轴方向进行移动和相对于X-Y平面进行倾斜，亦即围绕X轴和Y轴进行旋转。透镜装置13₃由一个内透镜支撑器(未示出)支撑，在该内透镜支撑器的外圆侧面和外透镜支撑器的内圆侧面之间，按照一定间距设置了多个驱动装置例如象压电装置；每一个驱动装置覆盖例如90度的角度。然后调节施加到两个相对的驱动装置上的电压，透镜装置13₃可以在X-Y平面内进行二维移动。

其它的透镜装置13由常规透镜支撑器支撑在透镜筒内。需要注意的是，所述的透镜装置不限于透镜装置13₁到13₄；在投射光学系统PL的光瞳平面附近的透镜、在投射光学系统PL的成像平面一侧的透镜或者用于根据像差，特别是根据投射光学系统顺时针的非对称分量修正投射光学系统PL的一个像差修正板(光学板)也可以制成能够进行驱动。而且，这些透镜装置的自由度(可以移动的方向的数量)可以是一个或者大于三个，而不限于2个或者3个。

而且，在投射光学系统PL的光瞳平面附近设置有一个孔径光阑15，该孔径光阑15的数值孔径N.A在预定的范围内可以连续变化；例如，该孔径光阑15被称作隔膜孔径光阑，并且由主控制器50进行控制。

需要注意的是，当使用ArF激态原子激光或者KrF激态原子激光作为照射光线EL时，投射光学系统PL的透镜装置的材料是氟化物晶体例如象氟石、掺氟石英、合成石英或者类似物；而当F₂激光作为照射光线EL时，投射光学系统PL的透镜装置的材料是氟化物晶体例如象氟石或者掺氟石英。

将晶片台WST构造成可以由包括一个线性马达的晶片台驱动部56沿着X-Y二维平面进行自由驱动；一个晶片W通过静电夹盘、真空夹盘等利用一个晶片支撑器(未示出)支撑在一个安装到晶片台WST上的Z轴倾角台58上。

而且Z轴倾角台58被构造成为能够定位到晶片台WST上的X-Y平面内，并且能够相对于X-Y平面倾斜以及沿着Z轴方向移动，因此支撑在Z轴倾角台58上的晶片W的表面可以被设置在一个指定位置上(沿着Z轴并且相对于X-Y平面倾斜)。

而且，一个可移动镜子52W固定到Z轴倾角台58上，通过该镜子52W，一个外置的晶片激光干涉仪54W可以测量Z轴倾角台58在X轴方向、Y轴方向和θz方向(绕Z轴的逆时针方向)的位置；而由该晶片激光干涉仪54W测量的位置信息被提供给主控制器50，该主控制器50根据该位置信息利用晶片台驱动部56控制晶片台WST(和Z轴倾角台58)；该驱动部56包括晶片台WST和Z轴倾角台58的驱动系统。

一个具有参考标记的参考标记板FM设置在Z轴倾角台58上，从而使得Z轴倾角台的表面高度基本上与晶片W的表面相同，该参考标记包括一个基线测量参考标记。

一个可拆装的便携式波前像差测量单元80设置在Z轴倾角台58的+X轴方向(图2的右侧)的侧面上。

如图3所示，该波前像差测量单元80，包括一个壳体82、一个由按照预定位置关系设置在壳体82内的多个光学装置构成的的光线接收光学系统84和一个设置在壳体82的+Y轴方向的端部的光线接收部86。

将内部具有空间的壳体82沿Y-Z平面的横截面的形状做成类似为“L”形，而从壳体82的顶部看，在俯视图上为圆形的一个开82a被做成可以允许来自壳体82上方的光线入射。而且，提供一个盖玻璃88以从壳体82的内部覆盖开口82a。一个其中央具有圆形开口的屏蔽膜通过金属例如象铬的沉淀而形成在盖玻璃88的上表面上，在测量投射光学系统PL导致的波前像差时，该屏蔽膜阻止不必要的光线进入光线接收光学系统84。

该光线接收光学系统84包括一个物镜84a、一个中继透镜84b、一个偏光镜子84c(上述三个部件按顺序从壳体82内的盖玻璃88进行设置)、一个准直透镜84d和一个微型透镜组84e(上述两个部件沿着偏光镜子84c的+Y轴一侧按顺序进行设置)。将偏光镜子84c固定从而相对于与Z轴方向和Y轴方向形成一个45度角，因此使从上面垂直入射到物镜84a上的光线向着准直透镜84d偏转。需要注意的是，光线接收光学系统84的光学部件通过支撑件(未示出)固定到壳体82的内壁上。微型透镜组84e具有多个小型的凸透镜(透镜装置)，在垂直于光路的一个平面上设置成一个组。

光线接收部86包括一个光线接收装置例如象二维CCD和一个电路例如象电荷转移控制电路。该光线接收装置的尺寸足以接收穿过物镜84a后来自微型透镜组84e的全部光束。光线接收部86测量的数据通过一个信号线(未示出)或无线电发送给主控制器50。

该波前像差测量单元80可以在投射光学系统PL固定在曝光设备主体内时测量投射光学系统导致的波前像差。用该波前像差测量单元80测量投射光学系统PL导致的波前像差的方法将在后面进行描述。

参考附图2，曝光设备122₁还包括一个倾斜入射式多焦距位置探测系统，该系统包括一个由主控制器50开关的光源、一个用于发射成像光束的照明系统60a和一个用于接收晶片W的表面反射的成像光束的光线接收系统60b；所述的照明系统60a沿着倾斜于光轴AX的方向向着投射光学系统PL的成像平面形成大量的针孔图像或者条形图像；该多焦距位置探测系统在后面简称为“焦距探测系统”。焦距探测系统(60a、60b)具有与例如日本专利公开第6-283403和与其对应的美国专利第5,448,332中公开的结构相同的结构。在本国际申请所适用的指定国或者选定国的法律允许的范围内，上述美国专利所公开的内容作为本申请的参考。

主控制器50在曝光等操作后，根据焦点偏移信号(散焦信号)例如象来自光线接收系统60b的S-曲线信号而通过晶片台驱动部56控制沿着Z轴的位置和相对于晶片W的X-Y平面的倾斜，从而使得焦点偏移变为零；通过使得焦点偏移变为零，可以进行自动调节焦距和自动平衡。而且，主控制器50测量波前像差测量单元80的Z轴位置并在按照如下所述测量波前像差时利用焦距探测系统(60a、60b)定位该波前像差测量单元80。必要时也可以测量波前像差测量单元80的倾斜度。

曝光设备122₁还包括一个离轴式对齐系统ALG，用于测量例如支撑在晶片台WST上的晶片W上的对齐标记的位置和形成在参考标记板FM上的参考标记的位置。该对齐系统ALG是一个图像处理式FIA(场像对齐)传感器，该传感器导引其频率宽度对于晶片上的抗蚀层来说较宽而无法感应一个目标标记的探测光束，并且该传感器利用一个能够输出传感器拾取信号的拾取装置(CCD等等)拾取通过从目标标记和一个指针(未示出)反射的光束而在接收平面上形成的目标标记的图像。不限于FIA系统，还可以使用可以将相干探测光束引导到一个目标标记并探测从该目标标记散射或者衍射的光束的一个对齐传感器或者一个可以探测从目标标记衍射的二阶(例如同阶的)子光束的干涉的对齐传感器，不用说，还包括上述两个传感器的组合。

另外，在该实施例的曝光设备122₁的刻板R的上方提供一对刻板对齐显微镜(未示出)，每一个对齐显微镜由一个TTR(利用刻板)对齐光学系统构成，用于通过投射光学系统PL利用具有与曝光光线波长相同的光线同时观测刻板R上的刻板标记和参考标记板上对应的参考标记。刻板对齐显微镜具有与例如日本专利公开第7-176468和与该专利对应的美国专利第5646413中公开的结构相同的结构。在本国际申请所适用的指定国或者选定国的法律允许的范围内，上述美国专利所公开的内容作为本申请的参考。

控制系统包括图2中的主控制器50，该主控制器50由包括一个CPU(中央处理器)、ROM(只读存储器)、RAM(随机存储器)等等构成的工作站(或者微型计算机)；该主控制器50在控制上述操作的同时还控制整个设备的操作。该主控制器50控制晶片台的两次照射之间的间距、曝光定时等全部操作。

而且一个由硬盘构成的存储单元42、包括一个点击装置例如象鼠标的输入单元45、一个例如象CRT显示器或者液晶显示器的显示单元44和一个用于信息记录介质例如象CD-ROM、DVD-ROM、MO、FD等等的驱动单元从外部连接到该主控制器50上。而该主控制器50还与局域网118连接。

设置在驱动单元46内的信息记录介质(为方便起见后面称为CD-ROM)存储一个变换程序(为方便起见后面称为第一程序)，用于将波前像差测量单元80测量的位置偏移按照如下所述的方式变换为泽尔尼克多项式的系数。

第二和第三曝光设备122₂、122₃具有与曝光设备122₁相同的结构。

下面，对已经进行维护后的测量曝光设备122₁到122₃中的波前像差的方法进行描述，为简化起见，假定由于波前像差测量单元80的光线接收光学系统84导致的波前像差可以忽略。

作为前提，假定驱动单元46内CD-ROM的第一程序已经安装在了存储单元42内。

在进行常规的曝光操作后，因为波前像差测量单元80已经从Z轴倾角台58上取下，一个服务工程师、操作者或者类似工作人员(后面根据需要均称为“服务工程师等”)首先将该波前像差测量单元80连接到Z轴倾角台58的侧面上。这里，该波前像差测量单元80通过螺栓、磁铁或者类似物固定到一个预定的参考平面上(这里是沿着+X轴方向的侧面)，因此在测量波前像差时，该波前像差测量单元80可以被放置到在晶片台WST(Z轴倾角台58)的行程距离内的位置上。

在完成了连接之后，根据服务工程师等输入的测量启动命令，主控制器50通过晶片台驱动部56移动晶片台WST以将波前像差测量单元80放置在对齐系统ALG的下面，然后通过该对齐系统ALG探测设置在波前像差测量单元80上的对齐标记(未示出)，并且根据探测结果以及同时由激光干涉仪54W测量的数值计算对齐标记的位置坐标，以获得波前像差测量单元80的精确位置。在测量了波前像差测量单元80的位置后，主控制器按照如下所述的方式测量波前像差。

主控制器50通过一个刻板装载器(未示出)将一个测量刻板装载到刻板台RST上；在所述的测量刻板上形成有针孔(未示出，该刻板在后面称为“针孔刻板”)。该针孔刻板是一个在其图形表面上位于与照射区IAR相同的一个区域内的多个点上形成有针孔的刻板；每一个针孔是一个理想点光源并且能够产生球面波。

需要注意的是，例如，一个散射板设置在针孔刻板的上表面上，因此穿过投射光学系统PL的光束的波前和波前像差可以对投射光学系统PL的所有N.A.进行测量。

在装载了针孔刻板后，主控制器50利用刻板对齐显微镜探测针孔刻板的对齐标记，并且根据探测结果将针孔刻板定位到一个预定位置上，从而使得针孔刻板的中心几乎与投射光学系统PL的光轴重合。

之后，主控制器50将控制信息TS提供给光源16，使得该光源16产生激光光束LB。通过这样，用来自照明光学系统12的照射光线EL照射针孔刻板。然后，来自针孔刻板的上的每一个针孔的光线通过投射光学系统PL在成像平面上聚焦以形成一个针孔图像。

然后，主控制器50借助于晶片台驱动部56移动晶片台WST，同时监测激光干涉仪54W的测量值，从而使得波前像差测量单元80的开口82a的中心几乎与成像点重合，在该成像点上形成针孔刻板上一个给定针孔的图像。同时主控制器50根据焦距探测系统(60a、60b)的测量结果借助于晶片台驱动部56沿着Z轴方向精确地移动Z轴倾角台58，从而使得波前像差测量单元80的盖玻璃88的上表面与形成针孔图像的成像平面重合，同时还根据需要调节晶片台WST的倾角。通过这样，来自给定针孔的光束通过盖玻璃88的中央开口入射到光线接收光学系统84上并由光线接收部86的光线接收装置接收。

该操作将在下面进行详细描述。一个球面波从针孔刻板上的给定的针孔产生。该球面波入射到投射光学系统PL上，并穿过波前像差测量单元80的光线接收光学系统84，亦即物镜84a、中继透镜84b、镜子84c和准直透镜84d；而准直透镜84d产生平行光线来照射微型透镜组84e。通过这样，投射光学系统PL的光瞳平面被传递到微型透镜组84e上并被该微型透镜组84e分解。微型透镜组84e的每一个透镜装置将各自的光线聚焦到光线接收装置的接收表面上，以在该接收表面上形成一个针孔图像。

如果该投射光学系统是一个不会产生波前像差的理想光学系统，波前在投射光学系统PL的光瞳平面上呈现理想的形状(这里是一个平面)，因此入射到微型透镜组84e上的平行光线形成一个具有理想波前的平面波；在这种情况下，如图4所示，各个点像(后面又称为“点”)形成在微型透镜组84e的每一个透镜装置的光轴上。

但是，由于投射光学系统PL通常导致波前像差，入射到微型透镜组84e上的平行光线所形成波前会偏离理想波前，根据该偏移，也就是该波前相对于理想波前的倾角，每一个点的成像点均偏离形成微型透镜组84e的一部分的各个透镜装置的光轴，如图4B所示。这里，每一个点相对于各个参考点的偏移对应着波前的倾角。

构成光线接收部86的一部分的光线接收装置将入射到其上并聚焦在其上每个焦点上的光线(形成点像的光束)转化为电信号，这些电信号通过一个电路传送给主控制器50。主控制器50根据这些电信号计算每一个点的成像位置；然后根据计算结果和已知的各个参考点的位置数据计算出位置偏移(Δξ，Δη)，并将该位置偏移(Δξ，Δη)存储到RAM中；在这个过程中，主控制器50还接收激光干涉仪54W相应的测量值(X_i，Y_i)。

在波前像差测量单元80已经测量了给定针孔成像点的点像的位置偏移后，主控制器50移动晶片台WST从而使得波前像差测量单元80开口82a的中央与下一个针孔的成像点重合。之后，按照与如上所述同样的方式，主控制器50使得光源16产生激光束LB并计算每一个点的成像位置。对于其它针孔的成像点，重复同样的测量步骤。需要注意的是，在上述的测量中，刻板上照射区的位置、尺寸等等可以利用刻板挡板30对每一个给定的针孔进行改变，从而使得只有给定的针孔或者包括给定的针孔的某些针孔受到照射光线EL的照射。

在完成了所有必要的测量后，主控制器50的RAM存储了每一个针孔成像点的点像的位置偏移(Δξ，Δη)和成像点的坐标数据(对针孔的成像点测量后由激光干涉仪54W测量的对应测量值(X_i，Y_i))。

接着，主控制器50将第一程序装载到主内存中，并依据下面所述的原理，根据RAM中每一个针孔的成像点的点像的位置偏移(Δξ，Δη)和成像点的坐标数据，利用所述的第一程序计算针孔的成像点，亦即在投射光学系统PL的区域内的第1到第n测量点的波前(波前像差)；具体地说，这些波前(波前像差)是由如下所述的等式(4)给出的泽尔尼克多项式的系数，例如第2项的系数Z₂到第37项的系数Z₃₇。

在该实施例中，已经穿过投射光学系统PL的光线的波前是使用所述的第一程序根据位置偏移(Δξ，Δη)而获得的。这些位置偏移(Δξ，Δη)直接反应了波前相对于理想波前的倾角，以及根据位置偏移(Δξ，Δη)应调节的波前的程度。需要注意的是，正如位置偏移(Δξ，Δη)与波前的物理关系显而易见一样，该实施例中计算波前的原理就是公知的Shack-Hartann原理。

下面将简要描述根据上述的位置偏移计算波前的方法。

如上所述，求与波前倾角对应的位置偏移(Δξ，Δη)的积分可以给出波前的形状(严格地说是相对于参考平面(理想波前)的偏移)。用W(x，y)表示波前(相对于参考平面的偏移)，而K是比例系数，那么存在下列等式(2)和(3)：

$\mathrm{\Δ\ξ}=k\frac{\∂W}{\∂x}\·\·\·\left(2\right)$

$\mathrm{\Δ\η}=k\frac{\∂W}{\∂y}\·\·\·\left(3\right)$

因为无法对只在点像位置上获得的波前倾角直接进行积分，波前的形状按照级数进行拟合和展开，该级数的项是互相正交的。泽尔尼克多项式是一个适合展开围绕一个轴对称的表面的级数，其中，与圆相切的的分量按照三角级数进行展开。这就是说，波前W使用一个极坐标系(ρ，θ)在等式(4)中展开：

$W=(\mathrm{\ρ},\mathrm{\θ})=\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{Z}_i\·f_i(\mathrm{\ρ},\mathrm{\θ})\·\·\·\left(4\right)$

由于级数的各项是正交的，因此各项的系数Z_i可以独立进行确定。根据某种过滤效果，“i”可以中止于某个数。作为例子，第1到第37项(Z_i×fi)如表1所示。在实践中，尽管表1中的第37项是泽尔尼克多项式的第49项，在该实施例中，它被看作是第37项。这就是说，在该实施例中，对泽尔尼克多项式的项的数量没有限制。

《表1》

Z_i     f_i                       Z_i      f_i

Z₁     1                        Z₁₉     (5ρ⁵-4ρ³)cos3θ

Z₂     ρcosθ                  Z₂₀     (5ρ⁵-4ρ³)sin3θ

Z₃     ρsinθ                  Z₂₁     (15ρ⁶-20ρ⁴+6ρ²)cos2θ

Z₄     2ρ²-1                   Z₂₂     (15ρ⁶-20ρ⁴+6ρ²)sin2θ

Z₅     ρ²cos2θ                Z₂₃     (35ρ⁷-60ρ⁵+30ρ³-4ρ)cosθ

Z₆     ρ²sin 2θ               Z₂₄     (35ρ⁷-60ρ⁵+30ρ³-4ρ)sinθ

Z₇     (3ρ³-2ρ)cosθ          Z₂₅     70ρ⁸-140ρ⁶+90ρ⁴-20ρ²+1

Z₈     (3ρ³-2ρ)sinθ          Z₂₆     ρ⁵cos5θ

Z₉     6ρ⁴-6ρ²+1              Z₂₇     ρ⁵sin5θ

Z₁₀    ρ³cos3θ                Z₂₈     (6ρ⁶-5ρ⁴)cos4θ

Z₁₁    ρ³sin3θ                Z₂₉     (6ρ⁶-5ρ⁴)sin4θ

Z₁₂    (4ρ⁴-3ρ²)cos 2θ       Z₃₀     (21ρ⁷-30ρ⁵+10ρ³)cos3θ

Z₁₃    (4ρ⁴-3ρ²)sin2θ        Z₃₁     (21ρ⁷-30ρ⁵+10ρ³)sin3θ

Z₁₄    (10ρ⁵-12ρ³+3ρ)cosθ   Z₃₂     (56ρ⁸-105ρ⁶+60ρ⁴-10ρ²)cos2θ

Z₁₅    (10ρ⁵-12ρ³+3ρ)sinθ   Z₃₃     (56ρ⁸-105ρ⁶+60ρ⁴-10ρ²)sin2θ

Z₁₆     20ρ⁶-30ρ⁴+12ρ²-1     Z₃₄     (126ρ⁹-280ρ⁷+210ρ⁵-60ρ³+5ρ)cosθ

Z₁₇    ρ⁴cos4θ                Z₃₅     (126ρ⁹-280ρ⁷+210ρ⁵-60ρ³+5ρ)sinθ

Z₁₈    ρ⁴sin4θ                Z₃₆     252ρ¹⁰-630ρ⁸+560ρ⁶-210ρ⁴+30ρ²-1

                                Z₃₇     924ρ¹²-2772ρ¹⁰+3150ρ⁸-1680ρ⁶+420ρ⁴-42ρ²+1

由于探测到的位置偏移就是波前的微分，在实际过程中需要将各个项的微分系数拟合成位置偏移。当用极坐标系(x＝ρcosθ，y＝ρsinθ)表示时，有等式(5)和(6)：

$\frac{\∂W}{\∂x}=\frac{\∂W}{\∂\mathrm{\ρ}}\cos \mathrm{\θ}-\frac{1}{\mathrm{\ρ}}\frac{\∂W}{\∂\mathrm{\θ}}\sin \mathrm{\θ}\·\·\·\left(5\right)$

$\frac{\∂W}{\∂y}=\frac{\∂W}{\∂\mathrm{\ρ}}\sin \mathrm{\θ}+\frac{1}{\mathrm{\ρ}}\frac{\∂W}{\∂\mathrm{\θ}}\cos \mathrm{\θ}\·\·\·\left(6\right)$

由于泽尔尼克多项式的各个项的微分不是正交的，在拟合时使用最小二乘法。因此每一个点像的信息(位置偏移)都由两个坐标X和Y表示，用n表示针孔的数量(例如n＝81-400)，然后等式(2)到等式(6)构成的等式的组的数量为2n(等于162-800)。

泽尔尼克多项式的每一项对应着一个光学像差。低阶项(i的值较小)几乎与塞德尔的像差对应。因此，投射光学系统PL导致的波前像差可以用泽尔尼克多项式来表示。

第一程序的计算步骤根据上述的原理进行确定，而执行该第一程序将给出投射光学系统PL区域内的第1到第n测量点的波前信息(波前像差)；具体地说，执行该第一程序将给出泽尔尼克多项式的各项的系数，例如第2项的系数Z₂到第37项的系数Z₃₇。

在下面的描述中，投射光学系统PL的区域内的第1到第n测量点的波前数据(波前像差)用由等式(7)给出的一个列矩阵来表示。

$Q=\left[\begin{array}{c}{P}_1\\ P_2\\ \·\\ \·\\ \·\\ \\ \·\\ \·\\ \·\\ P_n\end{array}\right]\·\·\·\left(7\right)$

在公式(7)中，矩阵Q的元素P1到元素Pn的每一项表示一个列矩阵(向量)，每一个列矩阵均由泽尔尼克多项式的第2到第37项的系数(Z₂到Z₃₇)构成。

主控制器50按照上述方式将获得的波前数据(例如泽尔尼克多项式的第2到第37项的系数)存储到存储单元42内。

而且根据来自第一通讯服务器120的查询，主控制器50从存储单元42内读出波前数据并将该波前数据通过局域网118发送给第一通讯服务器120。

返回到附图1，存储在第一通讯服务器120的硬盘等内的是关于需要在第一到第三曝光设备122₁到122₃内实现的目标的信息，例如分辨率、有效最低线宽(装置标准)、照射光线EL的波长(频谱内的中心波长和波长宽度)、关于被传递的图形的信息和关于决定曝光设备122₁到122₃的性能的投射光学系统的其它信息，该其它信息包括目标值以及由计划采用的曝光设备实现的目标的信息，例如关于被传递的图形的信息。

同时，第二通讯服务器130的硬盘等存储下列内容：一个调节量计算程序(为方便起见后面又称为“第二程序”)，用于根据泽尔尼克多项式的项的系数计算成像性质的调节量；一个优化曝光条件设置程序(为方便起见后面称为“第三程序”)，用于设置优化曝光条件；一个与该第二程序有关的数据库。

下面对数据库进行描述。数据库包括用于计算可移动透镜装置13₁、13₂、13₄(后面称为“可移动透镜”)的目标驱动量(目标调节量)的参考数据；该目标驱动量用于根据波前像差的测量结果和，更具体地说，成像性质的变化量来调节投射光学系统的成像性质；所述的变化量是通过使用一个与投射光学系统PL基本等价的模型模拟获得的，该模型是关于在沿着每一个可以移动的方向独立移动可移动透镜13₁、13₂、13₄一个单位量时，投射光学系统PL的区域内的每一个测量点的成像性质，例如象泽尔尼克多项式的第2到第37项的系数如何变化的模型；所述的变化量根据给定的标准设置在数据库中。

下面，将简要描述产生数据库的步骤。曝光条件、照射条件(相干系数σ、照射光线的波长λ、次级光源的形状等等)以及在投射光学系统PL区域内的第一测量点的数据被输入到一个用于模拟的计算机中，在该计算机中安装有用于计算光学特性的具体程序；所述的曝光条件是指投射光学系统PL的设计值(数值孔径N.A..和透镜数据等等)。

然后，输入可移动透镜沿着每一个可移动方向移动的单位量。例如，根据围绕Y轴逆时针方向倾斜可移动透镜13₁一个单位量的命令，用于模拟的计算机计算第一测量点的第一波前相对于一个理想波前的偏移，例如泽尔尼克多项式的第2到第37项的系数的变化量，并且在计算机的屏幕上显示偏移或者变化量，同时将它们作为参数PARA1P1存储到内存中。

然后，根据围绕X轴逆时针方向倾斜可移动透镜13₁一个单位量的命令，用于模拟的计算机计算第一测量点的第二波前相对于一个理想波前的偏移，例如泽尔尼克多项式的每一项的系数的变化量，并且在计算机的屏幕上显示偏移或者变化量，同时将它们作为参数PARA2P1存储到内存中。

然后，根据沿+Z轴方向移动可移动透镜13₁一个单位量的命令，用于模拟的计算机计算第一测量点的第三波前相对于一个理想波前的偏移，例如泽尔尼克多项式的每一项的系数的变化量，并且在计算机的屏幕上显示偏移或者变化量，同时将它们偏移作为参数PARA3P1存储到内存中。

按照与如上所述同样的步骤，对于第2到第n测量点中的每一个测量点，根据分别围绕X轴倾斜、围绕Y轴倾斜和沿着+Z轴移动可移动透镜13₁的命令，用于模拟的计算机在输入了测量点的数据后计算第一波前、第二波前和第三波前的数据，例如象泽尔尼克多项式的各项系数的变化量，并且在计算机的屏幕上显示偏移或者变化量，同时将它们作为参数PARA1P2、PARA2P2、PARA3P2到PARA1Pn、PARA2Pn、PARA3Pn存储到内存中。

并且对其它可移动透镜13₂、13₃、13₄按照如上所述同样的步骤，对于第1到第n测量点中的每一个测量点，根据沿着可移动透镜13₂、13₃、13₄各自可以移动的方向移动可移动透镜13₂、13₃、13₄一个单位量的命令，在输入测量点数据后，用于模拟的计算机计算各个波前相对于各个理想波前的偏移，例如象泽尔尼克多项式的各项系数的变化量，并且将这些偏移和变化量作为参数(PARA4P1、PARA5P1、PARA6P1到PARAmP1)、(PARA4P2、PARA5P2、PARA6P2到PARAmP2)到(PARA4Pn、PARA5Pn、PARA6Pn到PARAmPn)存储到内存中。由下列表达式(8)给出并由列矩阵(向量)PARA1P1到PARAmPn构成的一个矩阵O作为数据库被存储到第二通讯服务器130的硬盘等内；其中每一个列矩阵都由按照如上所述的方式存储在内存中的泽尔尼克多项式的项的系数的变化量构成。在该实施例中，因为有3个3自由度可移动透镜和一个2自由度可移动透镜，m＝3×3+2×1＝11。对于每一个曝光设备也就是投射光学系统可以计算矩阵O；或者一个矩阵可以用于同类(相同设计值)的投射光学系统。

$O=\left[\begin{array}{cccccccccc}\mathrm{PARA}1P1& \mathrm{PARA}2P1& \·& \·& \·& & \·& \·& \·& \mathrm{PARAmP}1\\ \mathrm{PARA}1P2& \mathrm{PARA}2P2& \·& \·& \·& & \·& \·& \·& \mathrm{PARAmP}2\\ \·& \·& & & & & & & & \·\\ \·& \·& & & & & & & & \·\\ \·& \·& & & & & & & & \·\\ & & & & & & & & & \\ \·& \·& & & & & & & & \·\\ \·& \·& & & & & & & & \·\\ \·& \·& & & & & & & & \·\\ \mathrm{PARA}1\mathrm{Pn}& \mathrm{PARA}2\mathrm{Pn}& \·& \·& \·& & \·& \·& \·& \mathrm{PARAmPn}\end{array}\right]\·\·\·\left(8\right)$

下面将描述在本实施例中调节曝光设备122₁到122₃的投射光学系统PL的方法。在下文中，曝光设备122是指曝光设备122₁到122₃中的任意一个，除非需要区分它们。

作为前提，在定期维护曝光设备122等工作后，根据一个服务工程师测量的命令，曝光设备122的主控制器50已经利用波前像差测量单元80测量了投射光学系统PL导致的波前，并将测量的波前数据存储到存储单元42内。

首先，第一通讯服务器120按照一定间隔查询曝光设备122的存储单元42内是否有新的波前的测量数据(例如对于第1到第n测量点的泽尔尼克多项式的第2项Z₂到第37项的系数Z₃₇)。此时，假定一个新的波前的测量数据已经存储在曝光设备122(实际上是指122₁到122₃中的任何一个曝光设备)的存储单元42内。曝光设备122的主控制器50将新的波前的测量数据通过局域网118发送给第一通讯服务器120。

第一通讯服务器120将波前的测量数据连同自动调节投射光学系统PL(或者计算一个调节量)的命令发送给第二通讯服务器130。数据穿过局域网118、第一代理服务器124和公共电话线116而到达第二代理服务器128；该第二代理服务器128识别附加到数据上的目标地址，因此该第二代理服务器128可以识别发送到第二通讯服务器130的数据，并且通过局域网126将数据发送给第二通讯服务器130。

第二通讯服务器130接收数据并在将波前的测量数据存储到硬盘等内时在屏幕上显示其通知以及数据源的识别码，并且按照如下所述的方式计算投射光学系统PL的调节量，亦即可移动透镜13₁到13₄沿着可移动方向的调节量。

第二通讯服务器130将第二程序从硬盘等装载到主内存中，并且计算可移动透镜13₁到13₄沿着可移动方向的调节量，该计算按照如下所述的方式进行。

在第1到第n测量点的波前(波前像差)数据Q、包含在数据库中的矩阵O和可移动透镜13₁到13₄沿着可移动方向的调节量向量P之间存在等式(9)：

Q＝O×P    …………………………(9)

在等式9中，P是指具有由等式(10)给出的m个元素的列矩阵(向量)。

$P=\left[\begin{array}{c}\mathrm{ADJ}1\\ \mathrm{ADJ}2\\ \·\\ \·\\ \·\\ \\ \·\\ \·\\ \·\\ \mathrm{ADJm}\end{array}\right]\·\·\·\left(10\right)$

因此用最小二乘法计算从等式(9)获得的下列的等式(11)可以给出列矩阵P的元素ADJ1到ADJm，亦即可移动透镜13₁到13₄沿着可移动方向的调节量(目标调节量)：

P＝(O^T×O)^-1×O^T×Q    (11)

等式(11)中，O^T和(O^T×O)^-1分别表示矩阵O的转置矩阵和矩阵(O^T×O)的逆矩阵。

这就是说，第二程序利用数据库对等式(11)给出的最小二乘法进行计算。因此，第二通讯服务器130在将数据库从硬盘读入到RAM中的同时根据该第二程序计算调节量ADJ1到ADJm。

然后，第二通讯服务器130将调节量ADJ1到ADJm发送给曝光设备122的主控制器50。通过这样，含有调节量ADJ1到ADJm的数据穿过局域网LAN126、第二代理服务器128和公共电话线116而到达第一代理服务器124；该第一代理服务器124识别附加到数据上的目标地址，因此该第一代理服务器124可以识别出发送给曝光设备122的数据，并且该第一代理服务器124将这些数据通过局域网LAN118发送给曝光设备122。在实践过程中，当附加到含有调节量ADJ1到ADJm的数据上的地址是AD2、AD3或者AD4时，数据就分别发送给曝光设备122₁、122₂或者122₃。

第二通讯服务器130可以向第一通讯服务器120发送含有已经计算出来的调节量ADJ1到ADJm，在这种情况下，第一通讯服务器120将数据转发给以前曾经发送了对应的波前数据的曝光设备122的主控制器50。

在上述的两种情况下，接收含有计算出来的调节量ADJ1到ADJm数据的曝光设备122的主控制器50给成像性质修正控制器48提供用于指定可移动透镜13₁到13₄沿着可移动方向的驱动量的与调节量ADJ1到ADJm对应的数值。该成像性质修正控制器48控制施加到沿着可移动方向驱动可移动透镜13₁到13₄的装置上的电压，因此，至少可移动透镜13₁到13₄中的每一个可移动透镜的位置或者偏转量被调节，而投射光学系统PL的成像性质亦即像差例如象扭曲、场曲率、慧形像差、球形像差和散光被修正。需要注意的是，对于慧形像差、球形像差和散光，在对低阶像差分量进行修正的同时可以对高阶像差进行修正。

如上所述可以看出，可移动透镜13₁到13₄、用于驱动这些可移动透镜的装置、成像性质修正控制器48和主控制器50构成了一个成像性质调节机构，该机构在本实施例中作为一个调节单元工作。

需要注意的是，借助于前面已经发送过波前像差的曝光设备122的主控制器50，第一通讯服务器120可以将含有调节量ADJ1到ADJm的数据发送给成像性质修正控制器48，以调节每一个可移动透镜13₁到13₄的位置和偏转量中的一个。

在如上所述的该实施例中，在一个服务工程师或者类似工作人员将波前像差测量单元80连接到Z轴倾角台58上后，根据测量已经通过输入单元45输入的波前像差的命令，投射光学系统PL的成像性质几乎以自动方式和遥控方式被精确调节。

尽管在上的描述中，投射光学系统PL是自动调节的，像差可能包括很难自动调节的像差。在这种情况下，在第二通讯服务器130一侧的一个熟练的工程师可以将第二通讯服务器130的硬盘上的对应波前像差测量数据显示在屏幕上，并且分析这些测量数据以发现问题；然后，如果包括了一个很难自动修正的像差，该工程师通过第二通讯服务器130的键盘等输入合适的数值〖measure〗，然后遥控地使得该数值显示在曝光设备122的显示单元44的屏幕上。在A制造者一侧的服务工程师或者类似工作人员可以在短时间内根据合适的数值通过精细调节透镜的位置等来调节投射光学系统。

然后，设置曝光设备122(122₁到122₃)的优化曝光条件的步骤将参照附图5的流程图进行描述。附图5表示由第二通讯服务器130的CPU执行的一个处理算法的主要部分。作为前提，在对曝光设备122₁进行定期维护等后，根据服务工程师等进行测量的命令，曝光设备122₁的主控制器50已经利用波前像差测量单元80测量由投射光学系统PL导致的波前像差，并且已经将测量的波前数据按照如上所述的方式相同的方式存储到第一通讯服务器120的硬盘等上。需要注意的是，尽管在设置优化曝光条件时，第一通讯服务器120或者曝光设备122₁和第二通讯服务器130之间的数据通讯可以按照类似方式进行，为简化起见略去关于通讯和通讯线路的叙述。

当根据一个A制造者一侧的一个操作者的命令，第一通讯服务器120指定要确定优化曝光条件的曝光设备并已经命令第二通讯服务器130确定优化曝光条件而第二通讯服务器130对此作出反应，将一个第三程序装载到主内存内时，图5中的流程图中的方法开始。该方法通过执行第三程序而从图5中步骤202开始。

首先，该方法在步骤202内查询了第一通讯服务器120的条件后，第二通讯服务器130在步骤204内等待输入条件。

在这个过程中，根据操作者的确定优化曝光条件的命令，第一通讯服务器120查询例如一个管理曝光设备122₁到122₃的主机(未示出)的此时由曝光设备122₁使用的一个刻板的信息，然后根据该刻板的信息，从数据库中搜索和获得该刻板的图形信息。而且，第一通讯服务器120已经查询了曝光设备122₁的主控制器50的当前设置信息例如象照射条件，并将其存储到内存中。

作为另外一种方式，操作者可以借助于一个输入单元手动将图形信息和例如象照射条件的信息输入到第一通讯服务器120内。

在两种情况下，第一通讯服务器120输入用于模拟的图形信息(例如，在使用线形立体图形时，是指线宽、间距、占空因数等等，或者一个实际图形的设计值)以及指定的目标成像性质的信息(或者成像性质的一个指数；后文将目标成像性质称为“目标像差”)和一个线宽异常值的信息等等。

当第一通讯服务器120已经完成了条件的输入后，该方法进行到图5中的步骤206；该步骤206设定用于相对于泽尔尼克多项式系数而创建所述的目标像差的泽尔尼克变化量表的条件，而该目标像差是在在步骤204指定的。需要注意的是，在步骤204束缚的目标像差的信息可以将投射光学系统PL内的多种像差同时指定为目标像差(成像性质)，而不限于一种像差。

之后，在步骤208内命令第一通讯服务器120输入关于曝光设备122₁的信息之后，在步骤210第二通讯服务器130等待输入。当关于投射光学系统PL的信息(具体是指数值孔径N.A.、一个照射条件例如象照明系统孔径光阑的设置或者相干系数σ、波长等等)已经输入后，在步骤212第二通讯服务器130将输入的信息存储到RAM中并设定所指定的像差值信息，在该步骤中，对泽尔尼克多项式的第2项的系数Z₂到第37项的系数Z₃₇进行设置从而使得每一项取值例如为0.05λ。

根据图形信息和关于投射光学系统PL的信息，步骤214创建一个曲线(例如，一个线宽异常值相对于泽尔尼克多项式系数的变化量表)；该曲线的坐标就是目标像差(设定的像差值信息)或者其指数(例如，为慧形像差的一个指数的线宽异常值)，并且该曲线的横坐标就是泽尔尼克多项式的对应的各项的系数；然后该方法进行到步骤216。

这里，相对于泽尔尼克系数的变化量的表是一个用于展开投射光学系统PL的波前的泽尔尼克多项式的各项系数对于一个具体的像差亦即目标像差(或者其指数)的灵敏度(泽尔尼克灵敏度)的表；相对于作为目标图形给出的图形对该像差进行测量并且该投射光学系统PL的波前根据图形信息、关于投射光学系统PL的信息和设定的像差值信息进行单独的定义；并且对于同类的投射光学系统，该投射光学系统PL的波前根据含有构成投射光学系统PL的透镜装置的种类和结构的设计信息进行单独的定义。因此，通过在B制造者的室内数据库中检索和确定所指定的曝光设备的投射光学系统的种类，例如通过产品名字，作为要确定其优化曝光条件的目标可以创建泽尔尼克变化量表。

下一个步骤216检查是否所有在步骤204中指定的目标像差的泽尔尼克变化量表均已经创建。如果回答是没有，该方法返回到步骤214，继续创建下一个目标像差的泽尔尼克变化量表。

在所有的目标像差的泽尔尼克变化量表均已经创建后，步骤216的答案变为YES，该方法进行到下一个步骤218。在步骤218内该方法命令第一通讯服务器120输入波前的测量数据后，在步骤220中第二通讯服务器130等待测量数据的输入。当第一通讯服务器120已经从其硬盘输入波前的测量数据(例如第1到第n测量点的波前的泽尔尼克多项式的第2项的系数Z₂到第37项的系数Z₃₇)后，为了获得在步骤204中指定的一个目标像差和将其存储在RAM中，在下一个步骤222中第二通讯服务器130利用创建的泽尔尼克变化量表对于每一个测量点进行由下列公式(12)给出的计算。

A＝K×{Z₂×(变化量表的值)+Z₃×(变化量表的值)+……+Z₃₇×(变化量表的值)}………………(12)

这里，A表示投射光学系统PL的一个目标像差例如象散光或者场曲率，或者指目标像差的一个指数例如为慧形像差的一个指数的一个线宽异常值；而K是正比常数，取决于抗蚀层的灵敏度等等。

当A表示线宽异常值，并且图形是一个具有5条线的线形立体图形时，线宽异常值由上述的等式(1)给出。从等式(1)可以看出，等式(12)的计算是将图形转化为立体图像(投射图像)的计算。

下一个步骤224检查是否所述的目标像差(为其设置条件的像差(成像性质))已经被计算。如果答案是否，该方法返回到步骤222，并计算下一个目标像差并将其存储在RAM中。

当所述的全部目标像差已经被计算后，在步骤226中RAM中的所有目标像差的计算结果被存储在硬盘等中，该方法进行到步骤228。

在步骤228中，在投射光学系统PL的信息(具体是指数值孔径N.A.、照射条件例如象照明系统孔径光阑的设置、相干系数σ、波长等等)与步骤210中给出的信息进行对比而已部分改变后，在步骤230中第二通讯服务器130检查是否信息已经被改变了给定的次数。此时，因为关于投射光学系统PL的信息只被改变过一次，因此回答是否，然后该方法返回到步骤214，重复步骤214到230；在其中的步骤214中，泽尔尼克变化量表根据已经在步骤228中改变了的投射光学系统PL的信息进行创建。在这种方式中，每次从步骤214到230重复时都具有部分不同的照射条件、数值孔径、波长等等。在该方法重复了给定的次数后，步骤230的回答变为是，该方法进行到下面232。此时，给定数量的条件设置的目标像差的计算结果存储到硬盘等上。

在步骤232中，第二通讯服务器130将与投射光学系统PL有关的条件(照射条件、数值孔径、波长等等)确定为优化曝光条件。在所述的条件下，存储在硬盘等内的目标像差取最优值(例如零或最小值)。

在下一个步骤234中，含有优化曝光条件的数据被发送给第一通讯服务器120，该进程结束。

已经接收包含优化曝光条件的数据的第一通讯服务器120根据需要命令曝光设备122₁的主控制器50将其曝光条件设置为最佳曝光条件。具体地，主控制器50可以通过改变照明系统孔径光阑板24的孔径光阑来改变和设置照射条件，可以通过调节如图2所述的投射光学系统PL的孔径光阑15而调节投射光学系统PL的数值孔径，并且可以通过给光源16发送控制信息TS以改变照射光线EL的波长来设定曝光光线的波长。

需要注意的是，第二通讯服务器130可以直接命令曝光设备122₁将曝光条件设置为优化曝光条件。

而且，通过对如图5的流程图表示其方法的第三程序进行稍许修改就可以提供一种方法，在该方法中根据波前测量数据，在按照如上所述相同的方式一点一点改变图形信息而保持其它设置信息固定不变的同时，重复创建泽尔尼克变化量表和计算目标像差(或立体图像)的步骤，以将优化图形信息设置为优化曝光条件。

类似地，通过对如图5的流程图表示其方法的第三程序进行稍许修改就可以提供一种方法，在该方法中根据波前测量数据，在按照如上所述相同的方式一点一点改变指定像差值信息而保持其它设置信息固定不变的同时，重复创建泽尔尼克变化量表和计算目标像差(或立体图像)的步骤，以在传递了给定的图形后将投射光学系统的优化像差值信息确定为优化曝光条件。在这种情况下，第二通讯服务器130借助于曝光设备122₁的主控制器50控制成像性质修正控制器48而调节成像性质，从而使得投射光学系统PL导致的像差(例如象泽尔尼克多项式的第2项的系数Z₂到第37项的系数Z₃₇)取优化的像差值。作为另外一种方式，第二通讯服务器130可以借助于第一通讯服务器120和主控制器50控制成像性质修正控制器48而调节成像性质，从而使得投射光学系统PL导致的像差取优化像差值。

曝光设备122₂、122₃的优化曝光条件的设置按照如上所述相同的方式进行。

在该实施例中，在对曝光设备122进行定期的维护后，当一个服务工程师通过第一通讯服务器120输入条件设置、关于投射光学系统的信息等时，第二通讯服务器130使用另外一个与第三程序部分不同的一个程序，按照与模拟设置优化曝光条件相同的方式创建泽尔尼克变化量表。根据服务工程师的命令，曝光设备122的主控制器50测量波前像差并借助于第一通讯服务器120将从所述的测量中获得的位置偏移数据发送到第二通讯服务器130；该第二通讯服务器130按照与如上所述方式相同的方式，使用另外一个程序和最小二乘法来计算目标像差和可移动透镜13₁到13₄沿着可移动方向的驱动量，该驱动量使得目标像差优化(例如零或者最小值)。然后第二通讯服务器130借助于主控制器50将驱动量提供给成像性质修正控制器48；根据该驱动量，成像性质修正控制器48控制施加到用于沿着可移动方向驱动可移动透镜13₁到13₄的装置上的电压，因此每一个可移动透镜13₁到13₄的位置和偏转角中的至少一个被调节，并且投射光学系统PL的目标像差例如象扭曲、场曲率、慧形像差、球形像差、散光等等被修正。需要注意的是，对于慧形像差、球形像差和散光，高阶像差分量可以在低阶像差分量修正的同时进行修正。在这种情况下，没有必要使用第二程序。

而且在该实施例中，当另外一个与第三程序部分不同的程序从驱动单元46安装到存储单元42内时，在对曝光设备122的投射光学系统PL调节(例如定期维护)后，利用曝光设备122本身就可以很容易实现对投射光学系统PL的成像性质的自动调节。在这种情况下，根据一个操作者的命令(已经输入了条件设置、关于投射光学系统的信息等等)，主控制器50的CPU按照与上述的模拟方式相同的方式进行同样的过程，以创建同样的泽尔尼克变化量表。在输入了通过测量波前像差获得的位置偏移数据后，主控制器50的CPU按照如上所述相同的方式，使用另外一个程序和最小二乘法来计算目标像差和可移动透镜13₁到13₄沿着可移动方向的驱动量，该驱动量使得目标像差优化(例如零或者最小)。然后主控制器50的CPU将驱动量提供给成像性质修正控制器48；根据该驱动量，成像性质修正控制器48控制施加到用于沿着可移动方向驱动可移动透镜13₁到13₄的装置上电压，因此每一个可移动透镜13₁到13₄的位置和偏转角中的至少一个被调节，并且投射光学系统PL的目标像差例如象扭曲、场曲率、慧形像差、球形像差、散光等等被修正。需要注意的是，对于慧形像差、球形像差和散光，高阶像差分量可以在低阶像差分量修正的同时进行修正。

如上所述可以看出，可移动透镜13₁到13₄、用于驱动这些可移动透镜的装置、成像性质修正控制器48构成了一个成像性质修正调节机构，该机构在本实施例中作为一个调节单元工作，并受到主控制器50的控制。

需要注意的是，尽管如上所述波前像差测量单元80测量投射光学系统PL的波前像差，但是不限于此，波前像差可以使用一个测量刻板R_T(根据需要后面称为“刻板R_T”)按照如下所述的方式进行测量。

图6表示测量刻板R_T的倾斜的示意图，图7表示测量刻板R_T在靠近光轴AX处的X-Z平面的剖面图和一个投射光学系统PL图，而图8表示测量刻板R_T在靠近-Y轴一侧末端的X-Z平面的剖面图和一个投射光学系统PL图。

如图6所示，测量刻板R_T的形状与具有一个薄膜的常规刻板几乎相同，该测量刻板R_T包括一个玻璃基片60、一个透镜连接件62、一个隔离件64和一个孔径板66；其中，所述的透镜连接件具有62具有一个矩形盘形状，它被固定到图6中的玻璃基片60的上表面上，从而使得该透镜连接件62的中心与玻璃基片60的中心重合；所述的隔离件64由固定到图6中的玻璃基片60的底表面上的一个框架件构成，并具有与通常的薄膜框架相同的形状；所述的孔径板66固定到隔离件64的底表面上。

在透镜连接件62上形成了具有n个圆形孔口63_i，j(i＝1-P，j＝1-q，p×q＝n)的矩阵排列，该透镜连接件62覆盖玻璃基片60表面除了沿着Y轴方向的两端之外的所有部分。在圆形孔口63_i，j的内部设置了聚光透镜65_i，j，每一个聚光透镜65_i，j由一个凸透镜构成，该凸透镜的光轴平行于Z轴(参考附图7)。

在由玻璃基片60、隔离件64和孔径板66包围的空间内部设置有互相分开给定间距的支持件69，如图7所示。

而且，在玻璃基片60上与聚光透镜65_i，j相对的另外一侧形成有测量图形67_i，j，如图7所示。在如图7所示的孔径板66上与所述的测量图形67_i，j相对的另外一侧设置有针孔状开口70_i，j，这些针孔开口70_i，j的直径例如为100到150um。

参考附图6，开口72₁、72₂分别位于透镜连接件62的Y轴方向的两个端部上的带区的中心。一个参考图形74₁与开口72₁背对，形成在玻璃基片60的底表面(图形平面)上，如图8所示。尽管未示出，一个与参考图形74₁类似的参考图形74₂与另外一个开口72₂背对，形成在玻璃基片60的底表面(图形平面)上。

而且，如图6所示，在平行于玻璃基片60的X轴的中心线上并且在透镜连接件62的外侧形成两个相对于刻板的中心对称的对齐标记RM1、RM2。

这里，在该实施例中，测量图形67_i，j是一个筛式(街道式)图形，如图9A所示。与此对应，参考图形74₁、74₂是具有正方形特征的二维图形，该参考图形74₁、74₂上的正方形之间的间距与测量图形67_i，j上间距相同，如图9B所示。需要注意的是，参考图形74₁、74₂可以是如图9A所示的图形，而测量图形可以是如图9B所示的图形。而且，测量图形67_i，j可以是具有不同形状的图形，在这种情况下，相应的参考图形必须是一个与测量图形具有给定位置关系的图形。这就是说，参考图形必须是一个能够为测量图形的位置偏移提供参考的图形。不管测量图形的形状如何，为了测量投射光学系统PL的成像性质，测量图形最好覆盖投射光学系统PL的全部图像区域或者曝光区域。

下面对使用该测量刻板R_T测量曝光设备122(曝光设备122₁到122₃)的投射光学系统PL导致的波前像差进行描述。

首先，按照如下方式，使用测量刻板R_T对投射光学系统PL区域内的多个(n个)测量点的波前像差进行测量。

当操作者(或者服务工程师)已经通过输入单元45输入了用于测量波前像差的一个命令时，主控制器50借助于刻板装载器(未示出)将测量刻板R_T装载到刻板台RST上；并且借助于一个晶片台驱动部56移动晶片台WST并监测激光干涉仪54W的输出，从而使得参考标记板FM上的一对刻板对齐参考标记定位到一个给定的一个参考位置，例如，使得这对参考标记的中心与由激光干涉仪54W定义的工作台坐标系的原点重合。

然后，在利用刻板对齐显微镜同时观测测量刻板R_T上的一对刻板对齐标记RM1、RM2以及与这两个标记对应的刻板对齐参考标记时，主控制器50借助于一个驱动系统(未示出)沿着X-Y二维平面精细驱动刻板台RST，从而使得刻板对齐标记RM1、RM2投射到参考标记板FM上的图像与刻板对齐参考标记之间的位置偏移最小。通过这样，完成刻板的对齐，而刻板的中心几乎与投射光学系统PL的光轴重合。

然后，主控制器50借助于一个晶片装载器(未示出)将一个表面镀涂有抗蚀层(光敏材料)的晶片W装载到Z轴倾角台58上。

然后，为了形成一个可以覆盖测量刻板R_T的所有聚光透镜65_i，j但是不覆盖开口72₁、72₂的矩形照射区，主控制器50设定刻板挡板30的孔径的尺寸；所述的矩形照射区沿着X轴方向的长度不大于透镜连接件62沿着X轴方向的最大宽度。同时，主控制器50借助于驱动单元40旋转照明系统孔径光阑板24从而在照射光线EL的光路上设置一个指定的孔径光阑，例如小σ孔径光阑。

在进行上述准备后，主控制器50将控制信息TS提供给光源16使得光源16产生激光光束LB，然后用照射光线EL照射和曝光测量刻板R_T。通过这样，如图7所示，所有测量图形67_i，j同时被传递穿过针孔开口70_i，j和投射光学系统PL。结果，在晶片W的抗蚀层上形成测量图形67_i，j的缩小图像(潜像)67’_i，j，这些缩小图像(潜像)67’_i，j互相之间在二维上以给定的距离分开，如图10A所示。

然后，主控制器50根据刻板激光干涉仪的测量值和在设计时设定的刻板的中心和参考图形74₁之间的位置关系，利用一个驱动系统(未示出)沿着Y轴方向以给定距离移动刻板台RST，从而使得参考图形74₁的中心定位到光轴AX上。接着，主控制器50借助于一个驱动系统(未示出)设置刻板挡板30的孔径，从而使得照射光线EL只照射透镜连接件62上具有给定尺寸的一个矩形区域，该矩形区域包括开口72₁(但是不包括任何其它的聚光透镜)。

然后主控制器50移动晶片台WST同时监测激光干涉仪54W的测量值，从而使得第1测量图形67_1，1在晶片W上的潜像67’_1，1的中心被设置到光轴AX上。

然后，主控制器50将控制信息TS提供给光源16使得该光源16产生激光光束LB并用照射光线EL照射和曝光刻板R_T。通过这样，参考图形741被传递和叠置到一个区域上，而测量图形67_1，1已经在晶片W的抗蚀层上的该区域上形成了潜像，该区域被称为S_1，1。结果，第1测量图形67_1，1和参考图74₁的潜像67’_1，1和74’_1，1均形成在区域S_1，1上，其位置关系如附图10B所示。

接着，主控制器50根据测量图形67_i，j在测量刻板R_T上的排列间距以及投射光学系统PL的投射放大率来计算测量图形67_i，j在晶片W上的排列间距P(该间距在设计中设定)，该主控制器50同时沿着X轴方向移动晶片台WST一个间距P，从而使得一个区域S_1，2的中心几乎设置在光轴AX上，第2测量图形67_1，2已经在该区域S_1，2上形成了潜像。

然后主控制器50将控制信息TS提供给光源16使得该光源16产生激光光束LB并用照射光线EL照射和曝光刻板R_T。通过这样，参考图形74₁被传递和叠置到晶片W的区域S_1，2上。

之后，这些区域和曝光之间类似的步骤重复进行，因此在晶片W的区域S_i，j上形成测量图形和参考图形的潜像，如图10B所示。

在完成了曝光后，主控制器50借助于一个晶片装载器(未示出)将晶片W从Z轴倾角台58上卸载并将该晶片输送到一个镀涂显影器(未示出，后面简称为“C/D”)，该镀涂显影器与箱体11在线连接；该C/D显影该晶片，从而使得测量图形和参考图形的抗蚀层图像形成在排列在晶片W的一个矩阵内的多个区域S_i，j内，如图10B所示。

之后，已经显影后的晶片W从C/D取出，一个外置重叠测量单元(配准测量单元)测量在区域S_i，j内的重叠误差。根据该测量结果，计算测量图形67_i，j的抗蚀层图像相对于对应的参考图形74₁的抗蚀层图像的位置误差(位置偏移)。需要注意的是，尽管有各种方法计算位置偏移，就提高精度来说，基于测量的原始数据最好采用统计计算方法。

在这个方式中，对于区域S_i，j，可以得到测量图形相对于对应的参考图形的X-Y二维位置偏移(Δξ′，Δη′)，这些位置偏移由服务工程师或者类似工作人员通过输入单元45输入到主控制器50内。需要注意的是，外置重叠测量单元也可以通过网络将区域S_i，j的位置偏移(Δξ′，Δη′)输入到主控制器50内。

在两种情况下，依据所述的输入，主控制器50的CPU装载类似于与第一程序的一个计算程序，然后，根据位置偏移(Δξ′，Δη′)由所述的计算程序计算区域S_i，j的波前(波前像差)，也就是投射光学系统PL区域内的第1到第n测量点，具体地是指泽尔尼克多项式的第2项的系数Z₂到第37项的系数Z₃₇。

在这里，位置偏移(Δξ′，Δη′)与波前之间的物理关系将参考附图7到8进行描述，对于根据位置偏移(Δξ′，Δη′)进行计算来说，该物理关系是一个前提；而主控制器50的CPU执行该计算以获得投射光学系统PL的波前。

正如附图7中的测量图形67_k，l所代表的那样，由一个测量图形67_i，j衍射的子光束之一穿过一个对应的针孔开口70_i，j，然后再穿过投射光学系统PL的位于(取决于测量图形67_i，j的位置的)不同位置上的一个光瞳平面。这就是说，光瞳平面上的每一个位置上的波前的一部分主要反射来自对应的测量图形67_i，j的子光束的波前。如果投射光学系统PL不导致像差，投射光学系统PL光瞳平面上波前会变为由数字基准F1表示的一个理想波前(这里是一个平面)。但是，因为不导致像差的投射光学系统不存在，光瞳平面上的波前变为一个例如由虚曲线表示的曲表面F2。因此，测量图形67_i，j成像在晶片W的一个位置上，该位置根据曲表面F2与理想波前形成的角度而偏移。

同时，如图8所示，参考图形74₁(或者74₂)衍射的光线不受到针孔孔径的限制，直接入射到投射光学系统PL上，并且穿过投射光学系统PL而在晶片W上成像。而且，由于参考图形74₁的曝光是在参考图形74₁的中心定位到投射光学系统PL光轴上的情况下进行的，几乎不存在由投射光学系统PL导致的成像光束相对于参考图形的像差，因此在光轴穿过的一个小面积上形成一个没有位置偏移的图像。

因此，位置偏移(Δξ′，Δη′)直接反应了波前相对于理想波前的倾角，根据该位置偏移(Δξ′，Δη′)可以得到波前。需要注意的是，正如位置偏移(Δξ′，Δη′)与波前之间的物理关系所指示的那样，该实施例中用于计算波前的原理是公知的Shack-Hartnann波前计算原理。

美国专利US5,978,085中公开的发明涉及一种技术。其中，掩模上具有与测量刻板R_T相同结构的多个测量图形穿过各个针孔和投射光学系统而按照顺序成像在一个基片上；该掩模上的一个参考图形穿过投射光学系统但是不穿过聚光透镜和针孔而成像在该基片上；并且需要测量多个测量图形相对于对应的参考图形的各个抗蚀层图像的位置偏移，以由一个给定的计算程序计算波前像差。

偶尔，当使用该实施例中的曝光设备122₁到122₃制造半导体装置时，准备工作例如象刻板对齐、所述的基线测量和EGA在用于制造该半导体装置的刻板R装载到刻板台RST上之后进行。

所述的准备工作例如象刻板对齐和基线测量详细地公开在日本专利公开4-324923和与该专利对应的美国专利US5,243,195中。另外，EGA详细地公开在日本专利公开61-44429和与该专利对应的美国专利US4,780,617中。在本国际申请所适用的指定国或者选定国的法律允许的范围内，上述美国专利所公开的内容作为本申请的参考。

之后，象波前像差的测量一样，使用测量刻板R_T进行步骤重复式曝光，其中根据晶片对齐的结果重复各个步骤。因此曝光操作与常规的步进式光刻机相同，详细描述略去。

下面，将描述在制造曝光设备122(122₁到122₃)中制造投射光学系统PL的方法。

a.确定投射光学系统PL的规格.

A制造者的一个服务工程师或者类似工作人员借助于第一通讯服务器120的输入单元(未示出)向该服务器输入曝光设备的目标信息例如象曝光波长、最小线宽(分辨率)和与所需曝光图形有关的信息；借助于其输入单元，该工程师命令第一通讯服务器120发送目标信息。

第一通讯服务器120查询第二通讯服务器130是否该第二通讯服务器130可以接收数据；然后，当第二通讯服务器130回答它可以接收数据时，该第一通讯服务器120将目标信息发送给该第二通讯服务器130。

第二通讯服务器130接收和分析该目标信息，根据分析的结果从7种下面所述的用于确定规格的方法中选择一种方法，然后确定规格并将该规格存储在RAM中。

这里，在解释确定规格的方法之前，将对与用于展开波前的泽尔尼克多项式(边缘〖fringe〗泽尔尼克多项式)的各项有关的像差进行简要描述。每一项包括如表1所示的函数f_i(ρ，θ)并且是n阶和mθ中的一项，其中，n指示ρ的最大值，而m是θ的系数。

0阶、0θ项(系数Z₁)表示波前的位置，不与任何像差有关。

1阶、1θ项(系数Z₂、Z₃)表示扭曲分量。

2阶、0θ项(系数Z₄)表示场曲率。

3阶及其以上阶、0θ项(系数Z₉、Z₁₆、Z₂₅、Z₃₆、Z₃₇)表示球形像差分量。

2θ项(系数Z₅、Z₆、Z₁₂、Z₁₃、Z₂₁、Z₂₂、Z₃₂、Z₃₃)和4θ项(系数Z₁₇、Z₁₈、Z₃₇、Z₂₉)表示散光分量。

3阶及其以上阶、1θ项(系数Z₇、Z₈、Z₁₄、Z₁₅、Z₂₃、Z₂₄、Z₃₄、Z₃₅)、3阶及其以上阶、3θ项(系数Z₁₀、Z₁₁、Z₁₉、Z₂₀、Z₃₀、Z₃₁)以及5θ项(系数Z₂₆、Z₂₇)表示慧形像差分量。

下面将描述7种确定规格的方法，该规格是投射光学系统PL需要满足的波前像差的标准。

<第一方法>

在该方法中，由目标信息所指定的用于展开投射光学系统中的波前的泽尔尼克多项式中的某些项的系数被选定作为标准。在该第一方法中，例如当目标信息中含有某个分辨率时使用与扭曲分量对应的系数Z₂、Z₃作为标准，通过使得在该区域内的系数分别等于或者小于给定值来确定投射光学系统的规格。

<第二方法>

在该方法中，使用泽尔尼克多项式系数的RMS值(根-平均数-平方值)作为标准，投射光学系统的波前在该泽尔尼克多项式中展开；通过使得在该区域内的RMS值不大于给定的极限而确定投射光学系统PL的规格。利用第二方法，例如可以抑制场曲率。第二方法适合于应用到任何目标信息。作为另外一种方式，在该区域内的系数的每一个RMS值均可以作为标准使用。

<第三方法>

在该方法中，选定用于展开投射光学系统波前的泽尔尼克多项式的系数作为标准，通过使得在该区域内的系数分别等于或者小于给定的极限来确定投射光学系统PL的规格。在该第三方法中，各个极限可以是相同的或者互相不同，或者其中的某些极限的值相同。

<第四方法>

在该方法中，在区域内，利用用于展开投射光学系统的波前的泽尔尼克多项式中的某些与给定的像差对应的项(n阶、mθ项)的系数的RMS值作为标准；通过使得该RMS值不大于给定的极限来确定投射光学系统PL的规格。在第四方法中，根据假设当目标信息含有从图形信息获得的图形信息时，该图形信息的像差必须进行特别限制，以在成像平面上形成一个良好的图形的投射图像；则n阶、mθ项的系数的RMS值按照例如如下方式进行确定。

让该区域内的系数Z₂、Z₃的RMS值A₁作为标准，则标准A₁≤极限B₁。

让该区域内的系数Z₄的RMS值A₂作为标准，则标准A₂≤极限B₂。

让该区域内的系数Z₅、Z₆的RMS值A₃作为标准，则标准A₃≤极限B₃。

让该区域内的系数Z₇、Z₈的RMS值A₄作为标准，则标准A₄≤极限B₄。

让该区域内的系数Z₉的RMS值A₅作为标准，则标准A₅≤极限B₅。

让该区域内的系数Z₁₀、Z₁₁的RMS值A₆作为标准，则标准A₆≤极限B₆。

让该区域内的系数Z₁₂、Z₁₃的RMS值A₇作为标准，则标准A₇≤极限B₇。

让该区域内的系数Z₁₄、Z₁₅的RMS值A₈作为标准，则标准A₈≤极限B₈。

让该区域内的系数Z₁₆的RMS值A₉作为标准，则标准A₉≤极限B₉。

让该区域内的系数Z₁₇、Z₁₈的RMS值A₁₀作为标准，则标准A₁₀≤极限B₁₀。

让该区域内的系数Z₁₉、Z₂₀的RMS值A₁₁作为标准，则标准A₁₁≤极限B₁₁。

让该区域内的系数Z₂₁、Z₂₂的RMS值A₁₂作为标准，则标准A₁₂≤极限B₁₂。

让该区域内的系数Z₂₃、Z₂₄的RMS值A₁₃作为标准，则标准A₁₃≤极限B₁₃。

让该区域内的系数Z₂₅的RMS值A₁₄作为标准，则标准A₁₄≤极限B₁₄。

让该区域内的系数Z₂₆、Z₂₇的RMS值A₁₅作为标准，则标准A₁₅≤极限B₁₅。

让该区域内的系数Z₂₈、Z₂₉的RMS值A₁₆作为标准，则标准A₁₆≤极限B₁₆。

让该区域内的系数Z₃₀、Z₃₁的RMS值A₁₇作为标准，则标准A₁₇≤极限B₁₇。

让该区域内的系数Z₃₂、Z₃₃的RMS值A₁₈作为标准，则标准A₁₈≤极限B₁₈。

让该区域内的系数Z₃₄、Z₃₅的RMS值A₁₉作为标准，则标准A₁₉≤极限B₁₉。

让该区域内的系数Z₃₆、Z₃₇的RMS值A₂₀作为标准，则标准A₂₀≤极限B₂₀。

<第五方法>

在该第五方法中，在区域内，使用用于展开投射光学系统的波前的泽尔尼克多项式中的某些与给定的像差对应的具有同样mθ值的项构成的每一组的系数的RMS值作为标准；通过使得每组的该RMS值不大于各自给定的极限来确定投射光学系统PL的规格。

例如，让该区域内的三阶及三阶以上、0θ项的系数Z₉、Z₁₆、Z₂₅、Z₃₆、Z₃₇的RMS值C₁作为标准，则标准C₁≤极限D₁。

让该区域内的三阶及三阶以上、1θ项的系数Z₇、Z₈、Z₁₄、Z₁₅、Z₂₃、Z₂₄、Z₃₄、Z₃₅的RMS值C₂作为标准，则标准C₂≤极限D₂。

让该区域内的2θ项的系数Z₅、Z₆、Z₁₂、Z₁₃、Z₂₁、Z₂₂、Z₃₂、Z₃₃的RMS值C₃作为标准，则标准C₃≤极限D₃。

让该区域内的3θ项的系数Z₁₀、Z₁₁、Z₁₉、Z₂₀、Z₃₀、Z₃₁的RMS值C₄作为标准，则标准C₄≤极限D₄。

让该区域内的4θ项的系数Z₁₇、Z₁₈、Z₂₈、Z₂₉的RMS值C₅作为标准，则标准C₅≤极限D₅。

让该区域内的5θ项的系数Z₂₆、Z₂₇的RMS值C₆作为标准，则标准C₆≤极限D₆。

并且在该方法中，从系数的意义可以看出，当目标信息含有从图形信息获得的图形信息(根据假设)时，该图形信息的像差必须进行特别限制，以在成像平面上形成一个良好的图形的投射图像；此时选择一个标准。

<第六方法>

在该第六方法中，在区域内，根据目标信息而对用于展开投射光学系统的波前的泽尔尼克多项式中的项的系数进行加权后得到的系数的RMS值作为标准；通过使得该RMS值不大于给定的极限来确定投射光学系统的规格。并且在该方法中，当目标信息含有从图形信息获得的图形信息(根据假设)时，该图形信息的像差必须进行特别限制，以在成像平面上形成一个良好的图形的投射图像；此时确定权。

<第七方法>

只有当目标信息中含有投射光学系统投射的图形的信息时才使用第七方法；当投射光学系统投射图形时，根据该图形信息，通过分析在成像平面上形成的立体图像的模拟的结果，将投射光学系统允许的波前像差量作为一个标准而确定该投射光学系统的规格，以精细传递图形。在该模拟中，根据在其中展开投射光学系统波前的泽尔尼克多项式的各项系数对图形(目标图形)的给定像差(或指数)的灵敏度(泽尔尼克灵敏度)与泽尔尼克多项式的各项系数之间的线性结合关系而获得立体图像，其灵敏度由泽尔尼克变化量表给出，而该变化量表是按照如上所述的方式提前创建的；所述的灵敏度取决于所述的图形。

下面将详细描述。n行m列的一个矩阵f与n行36列的一个矩阵Wa以及泽尔尼克变化量表，即，例如36行m列的一个矩阵ZS之间存在下列等式(13)给出的关系；其中，矩阵f包括在投射光学系统的区域内的n个测量点的各个像差(或者其指数)的数据，例如m种像差；矩阵Wa包括n个测量点的波前像差的数据，例如，泽尔尼克多项式的项的系数(例如第2项的系数Z₂到第37项的系数Z₃₇)，波前像差在该泽尔尼克多项式中展开；而矩阵ZS包括在泽尔尼克多项式的每一项系数(例如Z₂-Z₃₇)中每1λ的变化量(泽尔尼克灵敏度)，这些项对应着给定曝光条件下的m种像差。

f＝Wa×ZS(13)

这里，f，Wa和ZS分别由等式(14)、(15)和(16)表示。

如等式13所示，任何像差值均可以用泽尔尼克变化量表和波前像差数据(例如，用于展开波前像差的泽尔尼克多项式的项的系数(例如第2项的系数Z₂到第37项的系数Z₃₇))。换句话说，通过按照f(等式(14))形式给定所需的像差值，并且利用已知的(前面已经创建的)泽尔尼克变化量表处理等式(13)，可以确定投射光学系统的区域内的每一个测量点的泽尔尼克多项式的项的系数(例如第2项的系数Z₂到第37项的系数Z₃₇)的值，它构成了某个给定值的具体像差的数量。

这就是说，在第七方法中，通过使用一个图形的立体图像的波前像差(用于展开波前的泽尔尼克多项式的各项的系数)作为标准而确定投射光学系统的规格；其中，某个具体的像差量例如线宽异常值(慧形像差的一个指数)等于一个给定值。

在上述确定规格的任何一种方法中，投射光学系统的规格的确定均是依据曝光设备必须实现的目标的信息，使用投射光学系统的光瞳平面上的波前信息(亦即穿过光瞳平面的光线的所有信息)作为标准；因此通过制造满足这些规格的投射光学系统，可以保证实现曝光设备的目标。

b.制造投射光学系统的方法

下面，参照附图11的流程图描述制造投射光学系统的过程。

[步骤1]

首先，在步骤1根据在设计时给定的透镜数据制造透镜装置、用于支撑透镜装置的透镜支撑器和用于盛装各个光学单元的透镜筒(每一个光学单元均包括透镜装置和透镜支撑器)；该透镜筒是一个构成投射光学系统的一个光学元件。这就是说，一个公知的透镜处理设备将给定的光学材料加工成透镜装置，从而使得这些透镜装置具有在设计时给定的曲率半径和沿轴线的厚度。一个公知的金属处理设备将给定的材料(不锈钢、黄铜或者陶瓷等等)加工成用于盛装光学单元的透镜筒，该光学单元包括透镜装置和透镜支撑器，并且该透镜筒具有给定的设计尺寸。

[步骤2]

在步骤2，例如用Fizeau型干涉仪测量在步骤1中制造的投射光学系统PL的透镜装置的表面形状；所述的Fizeau型干涉仪使用一个波长为633nm发光的He-Ne气的激光、一个波长为363nm的发光Ar激光或者一个将Ar激光转化为波长为248nm的高级谐波。Fizeau型干涉仪通过一个拾取单元例如象CCD测量位于光路上的聚光透镜的表面上的一个参考表面反射的光线和被测量的透镜装置的表面反射的光线导致的干涉条纹，因此该干涉仪可以精确地获得被测量表面的形状。通过使用Fizeau型的干涉仪获取一个光学装置例如透镜的表面(透镜表面)的形状的方法公开在日本专利公开第62-126305和日本专利公开6-185997中，因此该方法的详细描述略去。

对于形成部分投射光学系统PL的所有的透镜装置的透镜表面，均使用Fizeau型的干涉仪测量光学装置的表面的形状，并通过一个输入单元(未示出)例如象控制台而将测量结果存储在内存例如象RAM或者一个存储单元例如象第二通讯服务器130的硬盘上。

[步骤3]

在步骤2中完成了对形成部分投射光学系统PL的所有透镜装置的透镜表面形状的测量后，分别单独组装多个光学单元，每个光学单元均包括根据设计加工的透镜装置和用于支撑透镜的透镜支撑器。多个光学单元例如4个光学单元中，每一个均具有可移动透镜13₁到13₄和一个如上所述的双结构透镜支撑器；该双结构透镜支撑器具有一个用于支撑可移动透镜13₁到13₄的一个内透镜支撑器和一个用于支撑内透镜支撑器的外透镜支撑器；在内透镜支撑器和外透镜支撑器之间的位置关系可以通过一个机械调节机构来进行调节。双结构透镜支撑器还包括上述的设置在各个给定位置上的驱动装置。

然后，按照一定顺序通过透镜筒的上部开口将这些透镜装置投入到透镜筒内，每次在透镜装置之间还投入一个隔离件，通过这种方式对多个光学单元分别进行组装。第一个投入到透镜筒内的光学单元借助于一个隔离件而由在透镜筒下端的一个凸起支撑；当所述的光学单元已经放置到透镜筒内后，组装过程结束。在该组装过程中，各个透镜装置的光学表面(透镜表面)之间的距离通过一个工具(例如测微计)进行测量，同时需要考虑到要放置到透镜筒内的隔离件的厚度。在步骤3中组装完成后，不断重复组装和测量步骤以获得投射光学系统PL中的各个透镜装置的光学表面(透镜表面)之间的最终距离。

偶尔，在包括组装的制造过程中，可移动透镜13₁到13₄被固定到它们的中间位置上。尽管忽略了其解释，但在组装时将光瞳孔径光阑15安装到了投射光学系统PL内。

在组装过程中以及完成组装后，测量投射光学系统PL内的透镜装置光学表面(透镜表面)之间的距离的结果存储在内存例如象RAM中或者通过一个输入单元(未示出)例如象控制台存储到存储单元例如象第二通讯服务器130的硬盘上。需要注意的是，在组装过程中，根据需要可以对光学装置进行调节。

此时，借助于例如一个机械调节机构调节各个光学装置互相之间沿着光轴的距离，或者光学装置相对垂直于光轴的一个方向倾斜。而且，透镜筒可以具有一个在其内部做出的螺丝孔和一个可以旋入到该螺丝孔内并触到透镜支撑器的丝锥，因此通过利用一个工具例如象一个改锥旋转丝锥，可以沿着垂直于光轴的方向移动透镜支撑器，以进行光学装置的偏心调节等等。

[步骤4]

下面，步骤4测量在步骤3中组装的投射光学系统PL导致的波前像差。

具体地，投射光学系统PL连接到一个大型波前测量设备(未示出)的主体上从而测量波前像差。波前测量设备测量波前的原理与波前像差测量单元80的测量原理相同，因此详细描述略去。

作为测量波前的结果，可以获得用于展开投射光学系统波前的泽尔尼克多项式(边缘泽尔尼克多项式)的各项的系数Z_i(i＝1，2，到81)。因此当第二通讯服务器130与波前测量设备连接时，泽尔尼克多项式的各项的系数Z_i自动存储到内存例如象第二通讯服务器130的RAM(或者存储单元例如象一个硬盘)中。尽管在上述的描述中，为了计算投射光学系统PL导致的像差的高阶分量，波前测量设备输出泽尔尼克多项式的系数直到第81项，也可以象在波前像差测量单元那样输出泽尔尼克多项式的系数直到37项或者超过81项。

[步骤5]

在步骤5中，根据步骤4中测量的波前像差调节投射光学系统PL，从而使得该波前像差满足根据确定规格的第一到第七方法所确定的规格。

在对投射光学系统PL进行调节前，第二通讯服务器130根据内存中的信息复制投射光学系统PL制造过程中的光学数据，亦即在步骤2获得的光学装置的表面形状信息、步骤3的组装过程中获得的透镜装置的光学表面之间的距离的信息和以前存储的光学基本数据；所复制的数据用于计算光学装置的调节量。

这就是说，一个用于调节的基本数据库已经存储到第二通讯服务器130的硬盘上；对于投射光学系统PL的所有透镜装置来说，该数据库包括泽尔尼克多项式的每一项的系数Z_i相对于沿着透镜装置可以移动的6个方向中的每一个方向的单位驱动量的变化量；该变化量根据投射光学系统PL的设计值进行计算；而所述的数据库是通过展开矩阵O给出的矩阵，以在包括可移动透镜的同时还包括不可移动透镜。第二通讯服务器130根据用于投射光学系统PL的制造过程中的光学数据进行给定的计算，以修正用于调节的基本数据库。

然后，当选择第一到第六方法中的一个方法时，根据修正的基本数据库、波前的目标值亦即由选定的确定规格的方法给出的泽尔尼克多项式的各项的系数Z_i的极限和泽尔尼克多项式的各项系数Z_i的测量值(这些测量值是波前测量设备的测量结果)，第二通讯服务器130利用一个给定的计算程序和最小二乘法计算每一个透镜装置沿着6个可移动方向中的每一个方向的驱动量。

然后，第二通讯服务器130在屏幕上显示透镜装置沿着6个可移动方向中的每一个方向的驱动量(可能为零)的信息。

根据该显示，一个工程师(或者操作者)调节透镜装置，因此对投射光学系统PL进行调节，以满足根据选定的规格确定方法确定的规格。

具体地，当选择第一方法作为确定规格的方法时，调节投射光学系统PL从而使得从用于展开投射光学系统的波前的泽尔尼克多项式中根据目标信息选定的某些具体的项的系数不大于极限值。当选择第二方法时，调节投射光学系统PL从而使得用于在本区域内展开投射光学系统波前的泽尔尼克多项式中的各项系数的RMS值不超过给定的极限值。当选择第三方法时，调节投射光学系统从而使得用于展开投射光学系统波前的泽尔尼克多项式的各项系数均不超过各自的极限值。当选择第四方法时，调节投射光学系统PL从而使得用于在本区域内展开投射光学系统的波前的泽尔尼克多项式的各项中与给定的像差对应的那些项(n阶、mθ项)的系数的RMS值不超过极限值。当选择第五方法时，调节投射光学系统PL从而使得用于在区域内展开投射光学系统波前的泽尔尼克多项式中与给定的像差对应并且具有相同mθ值的每组mθ项的系数的RMS值不超过极限值。当选择第六方法时，调节投射光学系统PL从而使得用于在本区域内展开投射光学系统的泽尔尼克多项式的各项系数根据目标信息进行加权后给出的系数的RMS值不超过极限值。

当选择第七方法时，第二通讯服务器130根据包含在目标信息中的图形信息，在图形被投射光学系统PL投射时进行获取成像平面上的立体图像的模拟操作；并分析该模拟结果以调节投射光学系统PL从而使得投射光学系统PL满足精确传递图形所允许的波前像差量。在该模拟中，根据用于展开投射光学系统的波前的泽尔尼克多项式的各项系数相对观测到的图形(目标图形)的像差(或者指数)的灵敏度(泽尔尼克灵敏度)与泽尔尼克多项式的各项系数之间的线形组合关系，第二通讯服务器130获取立体图像，该图像的灵敏度由前面按照与如上所述相同的方式创建的泽尔尼克变化量表给出；并且该第二通讯服务器130根据该立体图像并使用最小二乘法计算每一个透镜装置的驱动量，该驱动量使得观测到的像差量等于或者低于极限值。

然后，第二通讯服务器130在屏幕上显示各个可移动透镜沿着6可移动方向中的每一个方向的驱动量(可以为0)的信息。根据该显示，一个工程师(或者操作者)调节透镜装置，因此调节投射光学系统PL以满足根据第七确定规格方法确定的规格。

在上面的任何一种方法中，因为是根据测量投射光学系统中的波前的结果调节投射光学系统PL，因此在调节波前像差低阶分量的同时可以调节高阶分量，而无须象现有技术中的那样需要考虑像差的阶数。因此，能够非常精确和容易地调节投射光学系统的光学特性，所制造的投射光学系统满足所确定的规格。

在该实施例中，尽管在步骤4在测量波前像差和将未调节投射光学系统安装到曝光设备上之后调节投射光学系统，但是可以在调节了投射光学系统(光学装置的再处理、替换等等)后将已调节的投射光学系统安装到曝光设备上。这里，例如，一个操作者可以通过调节光学装置的位置来调节投射光学系统而不使用成像性质调节机构。另外，在将投射光学系统安装到曝光设备上以后，根据波前像差测量单元80或者测量刻板R_T测量波前像差的结果，最好对投射光学系统进行再调节。

尽管上述在投射光学系统调节之后对波前的测量中，波前像差测量单元利用了穿过针孔和投射光学系统PL形成的一个立体图像，但是不限于此，波前像差测量单元可以使用在晶片W上形成的图形，例如，通过将测量刻板R_T的一个给定测量图形的图像投射穿过针孔和投射光学系统PL。

需要注意的是，为了比较容易地对投射光学系统中的光学装置进行再处理，在根据波前像差测量单元测量波前像差的结果确定了需要进行再处理的光学装置后，再处理光学装置和再调节其它光学装置可以同时进行。而且，如果有必要再处理或者替换投射光学系统的光学装置，再处理或者替换最好在将投射光学系统安装到曝光设备上之前进行。

下面，将描述制造曝光设备的方法。

首先，在曝光设备122的制造过程中，在按照如上所述方式将投射光学系统PL作为一个单元进行组装的同时，将包括多个透镜装置和镜子的照明光学系统12也作为一个单元进行组装。各包括大量机械部件的刻板台和晶片台分别作为单独的单元进行组装，并进行光学调节、机械调节、电子调节等等，从而实现所需的功能。在调节过程中，投射光学系统PL也按照上述方式进行调节。

接着，照明光学系统12和投射光学系统PL被安装到一个曝光设备主体上，而刻板台和晶片台被连接到曝光设备主体上，这些设备通过电线和管路互相连接在一起。

然后，在照明光学系统12和投射光学系统PL上进行光学调节，因为在将投射光学系统安装到曝光设备主体上之前和之后，投射光学系统PL的光学性质特别是成像性质是不同的。在该实施例中，在对已经安装到曝光设备主体上之后的投射光学系统PL进行了光学调节之后，在已经将波前像差测量单元80连接到Z轴倾角台58上之后按照与如上所述相同的方式测量波前像差。作为测量波前像差结果的测量点的波前信息通过网络从曝光设备的主控制器50发送到第二通讯服务器130，该第二通讯服务器130利用最小二乘法，按照作为一个单独单元制造投射光学系统PL时进行调节中相同的方式，计算和显示透镜装置沿着6个可移动方向中的每一个方向的驱动量。

然后根据该显示，一个工程师(或者操作者)调节透镜装置，因此制造的投射光学系统保证满足所确定的规格。

尽管主控制器50能够在制造过程中根据第二通讯服务器130的命令而借助于成像性质修正控制器48自动完成对投射光学系统PL的最终调节，在完成了曝光设备的制造之后，可移动透镜最好被保持在其中间位置上，以保证在进入到一个半导体制造工厂后，驱动装置具有足够的行程。而且，由于波前像差的高阶分量被认为很难进行自动调节，透镜的位置等等最好进行再调节。

需要注意的是，例如，当上述的调节没有获得满意的结果，某些透镜需要再处理或者替换。为了比较容易地对投射光学系统PL的光学装置进行再处理，按照如上所述，需要再处理的光学装置可以根据在将投射光学系统PL安装到曝光设备主体上之前波前像差测量单元测量投射光学系统PL的波前像差的结果而进行确定；或者，再处理其它光学装置与再调节其它光学装置可以同时进行。

而且，投射光学系统PL的光学装置可以单独替换，或者当投射光学系统具有多个透镜筒时，透镜筒作为单元也可以进行替换。而且，在再处理光学装置个过程中，如果必要，光学装置的表面可以进行处理，以变为非球形。但是另外一方面，在调节投射光学系统的过程中，只有投射光学系统的光学装置的位置(或者互相之间的距离)、倾角单独可以进行调节；或者，如果光学装置是一个透镜，其偏心度也可以进行调节；或者，该透镜可以围绕光轴AX旋转。

之后，进行综合调节(电子调节、操作验证等等)。通过这样，就制造了该实施例的曝光设备122，通过利用其光学性质已经被非常精确地调节了的投射光学系统，该曝光设备122可以精确地将刻板R上的一个图形传送到一个晶片W上。需要注意的是，曝光设备122的制造最好在一个其温度和清洁度可以控制的干净房间内进行。

如上所述，根据本实施例的计算机系统10和确定投射光学系统的规格的方法，投射光学系统的规格根据曝光设备122应该实现的目标信息和投射光学系统PL导致的波前像差的给定标准进行确定。这就是说，投射光学系统的规格是使用投射光学系统的光瞳平面上波前的信息的给定的标准进行确定。因此，投射光学系统PL的调节是根据依照确定的规格制造投射光学系统PL过程中测量波前像差的结果，因此在调节波前像差低阶分量的同时调节了高阶分量。因此，与现有技术相比，在对投射光学系统进行修正低阶分量的调节后，修正该投射光学系统的高阶分量的调节是根据跟踪光束探测高阶分量的结果进行的；而制造投射光学系统的过程显而易见是非常简单的。此外，因为规格是根据目标信息确定的，包括该投射光学系统的曝光设备122保证能够实现其目标。

此外，在该实施例中，在制造投射光学系统和曝光设备过程中调节投射光学系统时，在确定了规格和测量了投射光学系统PL导致的波前像差之后，投射光学系统PL的调节是根据测量结果进行的，以满足所述的规格。因此，投射光学系统PL比较容易制造并且满足所述的规格。因此不需要象在现有技术中那样按照顺序对低阶分量和高阶分量进行调节和跟踪用于调节的光束，从而制造投射光学系统PL的过程变得较为简单，而包括该投射光学系统的曝光设备122保证能够实现其目标。

在该实施例中，在将投射光学系统PL安装到曝光设备主体之前和之后，都对波前像差进行测量。对于前者，波前像差测量设备非常精确地测量了投射光学系统中的波前像差；而对于后者，投射光学系统PL的光学性质可以被精确地调节，而与将投射光学系统PL安装到曝光设备主体上之前和之后的环境是否不同无关。作为另外一种方式，或者在将投射光学系统PL安装到曝光设备主体上之前测量波前像差，或者在将投射光学系统PL安装到曝光设备主体上之后测量波前像差。

在上述任何情况下，因为投射光学系统PL是根据测量投射光学系统的波前像差的结果进行调节，因此在调节波前像差低阶分量的同时可以调节其高阶分量，而无须象现有技术中那样需要考虑要调节的像差的阶数。因此能够非常精确和容易地调节投射光学系统的光学性质；并且制造的投射光学系统PL基本上满足确定规格。

根据该实施例的曝光设备122，如前所述，主控制器50借助于波前像差测量单元80(或者测量刻板R_T)测量投射光学系统中的波前像差，并利用测量波前的结果控制成像性质调节机构(48、13₁到13₄)等等，该结果能够提供关于穿过投射光学系统的光瞳平面的光线的综合信息。因此，使用测量波前的结果可以自动调节投射光学系统PL的成像性质，因此由投射光学系统PL形成的图形的图像被调整到最佳。

此外，因为该实施例中曝光设备122包括根据所述的制造方法制造并且已经在后面的调节过程中以及在制造过程中就其波前像差的高阶分量以及低阶分量进行了调节的投射光学系统PL，通过该投射光学系统PL，刻板R的图形可以被精确地传递到晶片W上。

此外，根据该实施例的计算机系统10，曝光设备122的波前像差测量单元80测量投射光学系统PL的波前像差。第一通讯服务器120将测量投射光学系统PL的波前的波前像差测量单元80的测量结果发送给第二通讯服务器130，该第二通讯服务器130利用测量波前的结果控制成像性质调节机构(48、13₁到13₄)。因此，使用投射光学系统的光瞳平面上波前的信息，亦即关于穿过光瞳平面的光线的综合信息，可以精确调节投射光学系统PL的成像性质，因此由投射光学系统PL形成的图像被调整到最优。第二通讯服务器130可以设置到远离曝光设备122和连接其上的第一通讯服务器120的一个位置上，在这种情况下，对投射光学系统PL的成像性质以及由该投射光学系统PL形成的图形的图像都可以进行精确的遥控调节。

根据该实施例的计算机系统10和确定优化曝光条件的方法，当一个管理曝光设备122的主机或者一个操作者已经将包括图形信息的曝光条件有关的信息输入到了第一通讯服务器120时，根据包括在通过网络从第一通讯服务器120接收到的曝光条件的信息内的图形信息以及已知的投射光学系统PL的像差信息，第二通讯服务器130重复在成像平面上形成图形的立体图像的模拟操作，并通过分析模拟的结果而确定优化曝光条件。因此曝光条件可以自动设置到最优。

根据该实施例的计算机系统10，当在对曝光设备122进行维护后调节投射光学系统PL时，一个服务工程师等将波前像差测量单元80连接Z轴倾角台58，并且命令借助输入单元45测量波前像差，因此，第二通讯服务器130以遥控方式非常精确地调节投射光学系统PL的成像性质。作为另外一种方式，一个服务工程师等利用测量刻板R_T可以在上述步骤中测量曝光设备122的投射光学系统PL导致的波前像差，并将通过该测量获得的位置偏移数据输入到曝光设备122的主控制器50内，在这种情况下，第二通讯服务器130也可以以遥控方式非常精确地调节投射光学系统PL的成像性质。

而且，其曝光条件已经在曝光之前被设置到最优的曝光设备122，借助于其成像性质已经精确调整过的投射光学系统PL，能够以较高的叠置精度将刻板R上的一个精细图形传递到一个晶片W上。

尽管在上述的实施例描述的例子中，用于调节投射光学系统PL形成的图形的图像的调节设备由一个用于调节投射光学系统PL的成像性质的成像性质调节机构构成，但是本发明不限于此。该调节设备可以包括或者另外包括一个沿着平行于光轴AX的方向移动刻板R和晶片W中的至少一个的机构或者一个改变照射光线EL的波长的机构。例如，当与成像性质调节机构一起使用所述的可以改变照射光线EL波长的机构时，在使用可移动透镜的情况下，利用投射光学系统PL的区域内的多个测量点的成像性质的变化量具体地说是波前数据可以调节成像性质；例如，所述的变化量是指泽尔尼克多项式的第2项到第37项的系数相对于照射光线EL的一个单位移动量的变化量，并且该变化量可以通过上述的模拟等等来获得，并且已经事先包括在数据库中。这就是说，就获取投射光学系统形成的图形的优化图像来讲，利用该数据库而根据所述的第二程序执行最小二乘法可以给出照射光线EL波长的优化移动量；并且，根据该计算结果，可以自动调节该波长。

尽管所述的实施例描述了将曝光设备作为光学设备的例子，但是不限于此，光学设备只需包括一个投射光学系统。

尽管在上述的实施例描述的计算机系统中，作为第一计算机的第一通讯服务器120和作为第二计算机的第二通讯服务器130借助于包括公共电话线的通讯线路而互相连接，本发明不限于此。例如，如图12所示，在该计算机系统中，其第一通讯服务器120和第二通讯服务器130可以通过通讯线路局域网LAN 126′而互相连接，例如象一个安装在一个曝光设备制造者的研发部门的一个室内局域网系统。

在这样的一个室内局域网系统的建设中，第一通讯服务器120被安装到研发部门的一个清洁房间内，例如象一个组装和调节曝光设备的一个位置〔后面称为“地点”〕，而第二通讯服务器130被安装到远离该地点的一个办公室中。在该地点的一个工程师借助于第一通讯服务器120而将试验中的曝光设备的波前像差测量数据和曝光条件的信息(包括图形信息)发送给办公室内的第二通讯服务器130。办公室内的工程师指示第二通讯服务器130根据接收到的信息执行对曝光设备122的投射光学系统PL的成像性质的自动调节；其中，在该第二通讯服务器130中已经安装了一个他们开发的一个程序，在进行了成像性质的调节后，该程序接收测量投射光学系统PL导致的波前像差的结果，以验证成像性质调节的结果。该结果也可以用于开发该程序。

作为另外一种方式，在地点的一个工程师可以从第一通讯服务器120将图形信息发送给第二通讯服务器130并将该图形信息确定为图形的投射光学系统的优化规格。

此外，第一通讯服务器120和第二通讯服务器130可以通过无线电而互相连接。

尽管在上述的实施例和改进的实施例的例子中，设置的多个曝光设备122₁到122₃借助于通讯线路互相连接，本发明不限于此；也可以只有一个曝光设备。

尽管上述的实施例描述了使用计算机系统10确定投射光学系统的规格的例子，但是可以使用将波前作为标准来确定投射光学系统规格的技术思想而无须该计算机系统10。这就是说，在A制造者和B制造者之间的商业中，B制造者可以将波前作为标准来确定用于由A制造者提供的图形信息等等的投射光学系统的优化规格。并且，当根据使用波前作为标准而确定的规格制造投射光学系统时，这种情况的优点是；投射光学系统PL的制造过程简化了。

此外，在所述的实施例中，第二通讯服务器130使用第二程序和根据测量曝光设备122的投射光学系统的波前像差的结果来计算可移动透镜13₁到13₄的调节量ADJ1到ADJm，并将调节量数据发送给曝光设备122的主控制器50；该主控制器50根据调节量ADJ1到ADJm而发送给成像性质修正控制器48命令值以沿着可移动方向移动可移动透镜13₁到13₄，因此投射光学系统PL的成像性质的调节可以遥控。但是，不限于此，曝光设备122可以构造为能够根据根据测量波前像差的结果和利用与第二程序相同的程序自动调节投射光学系统的成像性质。

注意到在微处理器的制造中，例如在形成门时，作为移相掩模的移相刻板，特别是立体频率模块式(Levenson式)移相刻板与小σ照射一起使用。具体地，在相干系数(σ值)小于0.5，优选是低于0.45的照射条件下，照射移相刻板。这里，由于投射光学系统的像差(例如散光、球形像差等等)而导致投射光学系统区域中的曝光区域内的焦点位置偏移，因此焦点的深度较小；该曝光区域相对于投射光学系统与照射区共轭，并且是一个投射区域，由曝光照射光线在该投射区域上形成了一个刻板上的图形的图像。

因此，在根据使用移相刻板而导致投射光学系统PL的曝光区域内的最佳焦点位置(图像表面)的偏移而通过调节投射光学系统的像差(例如场曲率、散光、球形像差等等)来制造投射光学系统时，曝光区域内的最佳焦点位置最好部分和有意移动。在这种情况下，可以进行修正像差的焦点修正，以使得所述的综合焦点误差最小。通过这样，在使用移相刻板时，最佳焦点位置的偏移大大降低，因此移相刻板的图形以比以前更大的焦点深度传递到一个晶片上。

而且，当一个移相刻板在装置制造工厂中使用时也会发生同样的问题。因此，最好通过使用调节投射光学系统的成像性质的一个机构例如象一个借助于一个激励器(压电装置等等)驱动投射光学系统的至少一个光学装置的机构来调节像差从而部分和有意地移动最佳焦点位置。这里，调节了投射光学系统中的场曲率和散光中的一个或者也调节球形像差。并且在这种情况下，可以进行修正像差的焦点修正，以使得综合焦点误差最小。

在调节投射光学系统的成像性质之前，该系统的成像性质主要是成像平面(代表曝光区域内的最佳焦点位置)可以通过从投射光学系统的设计值或者通过实际测量成像性质计算获得。

在前一情况下，可以使用利用如上所述的泽尔尼克变化量表进行计算的方法。在后一情况下，成像性质可以从测量的波前像差、从通过在晶片台上具有一个光线接收表面的立体图像测量单元而探测刻板的图形的图像结果或者从探测已经被投射到一个晶片上的刻板图形的图像(潜像或者抗蚀层图像)的结果中获得。

这里，作为优选的方式，通过使用在与制造装置中的曝光条件几乎相同的曝光条件下，例如，小σ照射形成的图形，可以获得投射光学系统的成像性质。

此外，在使用移相刻板后，减小了最佳焦点位置偏移的投射光学系统的成像性质在组装和调节后再次进行测量。

此时，最佳焦点位置的线宽的偏移可能是投射光学系统中的残余像差导致的。如果偏移超过极限值，至少部分投射光学系统需要被替换或者再调节，以使得投射光学系统中的像差更小。

这里，投射光学系统中的光学装置可以被单独替换；或者，当投射光学系统具有多个透镜筒时，透镜筒作为单元可以被替换。而且，至少一个光学装置可以被再处理，特别是如果必要，当光学装置是一个透镜时，其表面可以被处理以使得该透镜为非球形。所述的光学装置是折射光学装置例如象透镜或者是反射光学装置例如象凹面镜子或者是用于修正投射光学系统导致的像差(扭曲、球形像差等等)特别是非旋转对称分量的像差修正板。而且，在调节投射光学系统时，只有该系统的一个光学装置的位置(或者互相之间的距离)、倾角等等可以被调节；或者当光学装置是透镜时，其偏心度也可以进行调节或者可以围绕光轴AX旋转。这些调节(替换、再处理等等)也可以在上述的实施例中进行。

尽管所述的实施例描述测量刻板R_T除了具有测量图形外还具有参考图形，但是光学性质测量掩模(在上述的实施例中就是测量刻板R_T)上不一定设置有参考图形。这就是说，参考图形可以设置到另外一个掩模或者基片(晶片)侧面上，而不是掩模侧面上。这就是说，在用一个抗蚀层镀涂一个晶片后，其中该晶片上形成的参考图形的图像已经通过投射放大率乘以其原始尺寸而缩小，将测量图形传递到抗蚀层上并显影该晶片可以制备参考晶片；然后，通过测量测量图形的抗蚀层图像相对于参考晶片上的参考图形的位置偏移可以进行如上所述的实施例中相同的测量。

尽管在该实施例中投射光学系统导致的波前像差的计算是基于测量抗蚀层图像的结果，其中该抗蚀层图像是将测量图形和参考图形传递到晶片W上并处理该晶片后获得的，但是不限于此，也可以使用由立体图像测量单元测量投射到晶片上的测量图形的图像(立体图像)的结果，或者测量在抗蚀层上形成的测量图形和参考图形潜像的结果，或者测量由蚀刻晶片而形成的图像的结果。并且在该例子中，根据测量图形相对于一个参考位置(例如设计时设定的测量图形的投射位置)的位置偏移的结果，也可以按照与如上所述实施例相同的步骤获得波前像差。不是将测量图形传递到晶片上，在将参考图形传递到其上形成有测量图形的参考晶片的抗蚀层上后，使用具有多个与测量图形对应的开孔的立体图像测量单元可以测量测量图形相对于参考图形的位置偏移。而且，尽管在上述的实施例中，使用叠置测量单元测量位置偏移，也可以使用设置在曝光设备上的一个对齐传感器。

尽管在上述的实施例中，使用了泽尔尼克多项式中直到第37项的系数，超过37项的系数例如直到81项的系数也可以用于计算投射光学系统PL导致的像差的高阶分量。这就是说，本发明与所使用的泽尔尼克多项式的项的序号和项的数量无关。此外，根据照射条件，可以有意地在投射光学系统PL中形成像差，因此在上述的实施例中，投射光学系统PL的光学装置可以调节为目标像差，以采用给定的值并且不是零或者最小。

在上述的实施例中，第一通讯服务120查询此时需要使用的来自管理曝光设备122₁至122₃的主机(未示出)的曝光设备122₁中的刻板的信息；然后，根据该刻板信息，搜索指定的数据库以获得图形信息；或者作为另外一种方式，一个操作者可以借助于一个输入单元将图形信息输入到第一通讯服务器120中。但是，不限于此，曝光设备还可以另外包括一个读取器BR例如象由图2中虚线所示的条形码读取器，利用该条形码读取器第一通讯服务器120借助于主控制器50读取设置在被传送到刻板台RST上的刻板R上的条形码、二维数码等等，以获得图形信息。

此外，在使用测量刻板测量波前像差的例子中，对齐系统ALG可以探测测量图形的潜像相对于参考图形的潜像之间的位置偏移，这两个潜像形成在晶片的抗蚀层上。而且，在使用波前像差测量单元测量波前像差的例子中，该波前像差测量单元可以具有一个能够替换晶片支撑器的形状。在这种情况下，波前像差测量单元可以由一个用于替换晶片或者晶片支撑器的运送系统(包括一个晶片装载器)自动运送。通过实现上述的各个方法，计算机系统10可以自动调节投射光学系统PL的成像性质并设置优化曝光条件而无须操作者或者服务工程师的帮助。尽管在该实施例描述的例子中，波前像差测量单元80可以连接到晶片台或者从其上取下，波前像差测量单元80可以固定到晶片台上。在这种情况下，波前像差测量单元80的一部分可以设置在晶片台上，而其余部分与晶片台分开放置。尽管在该实施例中波前像差测量单元80的光线接收光学系统导致的波前像差被忽略，可以根据光线接收光学系统导致的波前像差来确定投射光学系统中的波前像差。

此外，通过使用在上面的实施例中描述的第一到第三程序和与这些程序有关的数据库，曝光设备122本身也可以自动调节投射光学系统PL的成像性质和设置最佳曝光条件，这些程序和数据库存储在曝光设备122的信息存储介质或者驱动单元46的存储单元42内。而且，第一到第三程序可以存储在一个额外的服务器(等价于第二通讯服务器130)内，该服务器放置在A制造者的工厂内并通过局域网LAN连接到曝光设备上。关键是，本发明不限于附图1所述的结构，存储第一到第三程序的计算机放置到哪里都没关系。

尽管所述的实施例中描述的曝光设备是一个步进式光刻机，但是不限于此，该曝光设备可以是一个扫描式曝光设备，它公开在美国专利第5,473,410中，该曝光设备可以在同步移动掩模和基片时传递掩模的图形。

本发明不但可以应用于制造半导体装置的曝光设备上，而且可以应用于将液晶显示装置的图形传递到一个矩形玻璃板上的曝光设备，和用于生产薄膜磁头、微型机器、DNA芯片等等的曝光设备上。而且，本发明可以应用于将一个电路图形传递到玻璃板或者硅晶片上以制造掩模或者刻板的曝光设备；所述的掩模或者刻板由光线曝光设备、EUV曝光设备、X射线曝光设备、使用电子或者离子束的带电粒子束曝光设备所使用。

另外，光源可以是紫外线脉冲光源例如象F₂激光、ArF激态原子激光或者KrF激态原子激光，或者连续光源例如象辐射射线如g-线(波长436nm)或者i-线(波长365nm)的超高压水银灯。

而且，可以使用高次谐波，该高次谐波是在放大从一个DFB半导体激光装置发出的一个单一波长的红外或者可见激光或者放大从一个具有浸渍铒(或者铒和镱)的光纤放大器发出的光纤激光之后通过利用非线性光学晶体将波长转化为紫外线波长而获得的。而且，投射光学系统在放大率上不限于一个缩小系统，还可以是一个等比或者放大系统。但是另外一方面，投射光学系统不限于折射系统，还可以是具有反射光学元件和折射光学元件的兼反射和折射系统或者只具有反射光学元件的反射系统。需要注意的是，当兼反射和折射系统作为投射光学系统时，投射光学系统的成像性质可以通过改变作为上述的可移动光学装置的反射光学元件(凹面镜子、反射镜子等等)的位置而进行调节。当F₂激光光束、Ar₂激光光束、EUV光线等作为照射光线EL使用时，投射光学系统PL可以是一个只具有反射光学元件的反射系统；而当Ar₂激光光束、EUV光线等使用时，刻板R需要是反射型的。

需要注意的是，制造半导体装置的过程包括下列步骤：设计装置的功能/性能；根据在设计步骤中设定的功能/性能制造刻板；用硅材料制造晶片；通过如上所述的曝光设备将刻板的图形传递到晶片上；组装所述的装置(包括切割、粘结和包装)；检查。根据这种装置制造方法，因为在光刻步骤中，所述的实施例的曝光设备执行曝光，因此刻板R的图形通过投射光学系统PL(其成像性质已经根据所需传递的图形或者根据波前像差的测量结果而进行了精确的调节)被传递到晶片W上；从而能够将精细图形以较高叠置精度传递到晶片W上；因此改善了作为最终产品的装置的效率和生产率。

尽管根据本发明的实施例是优选的实施例，光刻系统领域内的普通技术人员可以很容易地想出对上述的实施例的各种增加、改进和替换，而不偏离本发明的范围和精神。应该认为所述的任何增加、改进和替换均落入到本发明的范围内，本发明的范围由所附的权利要求书限定。

Claims (15)

1.一种曝光方法，通过投射光学系统将图形传递到物体上，包括步骤：

根据与所述投射光学系统的波前像差相关的信息、与所述图形及其曝光条件相对应的泽尔尼克灵敏度表、调节所述物体上的所述图形的成像状态的设备的所述投射光学系统的光学元件的调节量和泽尔尼克多项式的所定项的系数之间的关系相关的数据，以上述图形及曝光条件为基础确定使所述的投射光学系统的成像性质最佳的所述光学元件的调节量，

使用上述确定的调节量，进行通过所述光学元件的移动进行的所述图形的成像状态的调节。

2.根据权利要求1所述的曝光方法，其特征在于：

在所述调节量的确定中，进行使用了最小平方法的计算。

3.根据权利要求2所述的曝光方法，其特征在于：

确定所述调节量，以使在所述投射光学系统的视野内，投射了所述图形的规定区域内的多个点中，所述投射光学系统的像差最佳。

4.根据权利要求3所述的曝光方法，其特征在于：

确定所述调节量，以使所述投射光学系统的像差的高次成分和低次成分两者都达到最佳。

5.根据权利要求3所述的曝光方法，其特征在于：

确定所述调节量，使得所述投射光学系统的不同像差以及各像差的不同次数成分最佳化。

6.根据权利要求1所述的曝光方法，其特征在于：

在所述调节量的确定中，使用由和所述波前像差相关的信息所确定的泽尔尼克多项式的多项系数。

7.根据权利要求6所述的曝光方法，其特征在于：

所述曝光条件至少包括所述图形的照明条件。

8.一种器件制造方法，包括使用权利要求1-7任意一项所述的曝光方法，在感应物体上形成器件图形的步骤。

9.一种曝光设备，通过投射光学系统将图形传递到物体上，包括：

调节设备，包括移动所述投射光学系统的光学元件的致动器，通过所述光学元件的移动调节所述物体上的所述图形的成像状态；

运算设备，根据与所述投射光学系统的波前像差相关的信息、对应于所述图形以及其曝光条件的泽尔尼克灵敏度表、所述的调节设备进行的所述光学元件的调节量和泽尔尼克多项式的所定项的系数之间的关系相关的数据，以上述图形及曝光条件为基础确定使所述的投射光学系统的成像性质最佳的所述的光学元件的调节量，

在使用上述调节设备对上述图形的成像状态进行的调节中，使用上述所确定的调节量。

10.根据权利要求9所述的曝光设备，其特征在于：

所述运算设备使用最小平方法，以确定所述调节量。

11.根据权利要求10所述的曝光设备，其特征在于：

所述运算设备确定所述调节量，以使在所述投射光学系统的视野内，投射了所述图形的规定区域内的多个点中，所述投射光学系统的像差最佳。

12.根据权利要求11所述的曝光设备，其特征在于：

所述运算装置确定所述调节量，以使所述投射光学系统的像差的高次成分和低次成分两者都达到最佳。

13.根据权利要求11所述的曝光设备，其特征在于：

所述运算设备确定所述调节量，使得所述投射光学系统的不同像差以及各像差的不同次数成分最佳化。

14.根据权利要求9-13的任意一项所述的曝光设备，其特征在于：

进一步具有测量所述投射光学系统的波前像差的测量设备，所述运算设备使用由所述测量的波前像差所确定的泽尔尼克多项式的多项系数。

15.根据权利要求14所述的曝光设备，其特征在于：

所述曝光条件至少包括所述图形的照明条件。

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