JP2003028609A - 干渉計、露光装置、マイクロデバイスの製造方法、計測装置及び露光装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 漏れ光に起因する非線形誤差を低減した干渉
計を提供することである。 【解決手段】 光源１０からの光を移動部材１３に向か
う測定光と、参照部材１６に向かう参照光とに分割する
光分割手段１１と、前記移動部材１３により反射された
測定光及び前記参照部材１６により反射された参照光が
入射する受光手段１４と、前記光分割手段１１と前記移
動部材１３との間の光路中に配置された第１の波長板１
２と、前記光分割手段１１と前記参照部材１６との間の
光路中に配置された第２の波長板１５とを有し、前記第
１の波長板１２及び前記第２の波長板１５の少なくとも
一方は調整可能に設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、レーザ干渉計等
の干渉計、この干渉計を用いた露光装置、この露光装置
を用いたマイクロデバイスの製造方法、レーザ光を用い
た計測装置及び露光装置の製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子等を製造する際に使用される
一括露光型（ステッパー型）、又は走査露光型（ステッ
プ・アンド・スキャン方式等）の露光装置には高い露光
精度が要求されている。そのため、従来より露光装置に
おいては、マスクとしてのレチクルを載置して位置決め
するレチクルステージ、又は基板としてのウエハを載置
して２次元移動するウエハステージには、それぞれその
側面に移動鏡が固定されており、レーザ干渉計等の干渉
計からその移動鏡に計測ビームを照射することによっ
て、当該ステージの移動量が常時連続的に測定され、こ
の測定値に基づいて高精度にステージの位置決めが行え
るようになっている。

【０００３】図１２は、従来のレーザ干渉計を備えたス
テージ装置の構成図である。この図に示すように、レー
ザ光源１００から射出されたレーザビームＬは、偏光ビ
ームスプリッタ１０２に入射する。レーザビームＬに
は、偏光方向が直交する２つの偏光成分が混じってお
り、入射面に垂直な方向に偏光した成分、即ちＳ偏光成
分が偏光ビームスプリッタ１０２により反射されて、参
照ビームＬＲとして１／４波長板１０４を介して参照鏡
１０６に向かう。なお、干渉法には、２つの偏光成分の
間に僅かな周波数差を付与するヘテロダイン干渉法と、
周波数差を付与しないホモダイン法が存在する。参照ビ
ームＬＲは、参照鏡１０６において反射された後、１／
４波長板１０４を介してＰ偏光として偏光ビームスプリ
ッタ１０２を透過し、検光子及び光電変換素子を含むレ
シーバ１０８に入射する。

【０００４】一方、レーザビームＬの内で、入射面に平
行な方向に偏光したＰ偏光成分は、偏光ビームスプリッ
タ１０２を透過して、測定ビームＬＭとして１／４波長
板１１０を介して移動鏡１１２に向かう。移動鏡１１２
は、測定ビームＬＭの光軸に平行なＹ軸に沿って移動自
在に構成されたステージ１１４の一端に固定されてい
る。移動鏡１１２において反射された測定ビームＬＭ
は、１／４波長板１１０を介してＳ偏光として偏光ビー
ムスプリッタ１０２により反射された後、参照ビームＬ
Ｒとほぼ同軸にレシーバ１０８に入射する。レシーバ１
０８では、参照ビームＬＲと測定ビームＬＭとの干渉光
を光電変換することにより、例えば移動鏡１１２のＹ方
向への移動量に応じた計数パルスを生成し、この計数パ
ルスを積算することにより、移動鏡１１２のＹ軸に沿っ
た移動量が計測される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の干渉
計においては、干渉計の光学系に起因して測定誤差が生
じる要因として、偏光ビームスプリッタの消光比η（Ｔ
ｐ：Ｒｐ＝透過した光量：反射した光量）及び１／４波
長板の設置誤差を考慮する必要がある。即ち、偏光ビー
ムスプリッタの消光比がηのとき、振幅では１／√ηの
漏れ成分が発生する。また、１／４波長板は、偏光ビー
ムスプリッタに対して４５度の向きに光学軸を合わせて
設定する必要があるが、設置された１／４波長板には設
置誤差（回転誤差）が存在する。

【０００６】従って、偏光ビームスプリッタにおいて、
消光比分漏れた光が１／４波長板の設置誤差(回転誤差)
により回転してレシーバに入射する光に混入する。即
ち、１／４波長板に設置誤差が存在すると、偏光方向の
変化（Ｓ偏光からＰ偏光又はＰ偏光からＳ偏光への変
化）が完全でなくなることから、漏れ光がレシーバに入
射する光に混入することになり、非線形誤差としての測
定誤差を生じさせる要因となる。

【０００７】この発明の課題は、漏れ光に起因する非線
形誤差を低減した干渉計、この干渉計を用いた露光装置
及びこの露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法
を提供することである。また、計測光の光量を調整可能
な計測装置及び計測光の光量を調整可能な位置計測装置
を有する露光装置の製造方法を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の干渉計
は、光源からの光を移動部材に向かう測定光と参照部材
に向かう参照光とに分割する光分割手段と、前記移動部
材により反射された測定光及び前記参照部材により反射
された参照光が入射する受光手段と、前記光分割手段と
前記移動部材との間の光路中に配置された第１の波長板
と、前記光分割手段と前記参照部材との間の光路中に配
置された第２の波長板とを有し、前記第１の波長板及び
前記第２の波長板の少なくとも一方は調整可能に設けら
れていることを特徴とする。

【０００９】この請求項１記載の干渉計によれば、第１
の波長板及び第２の波長板の少なくとも一方が調整可能
に設けられているため、第１の波長板及び第２の波長板
の少なくとも一方を調整することにより、第１の波長板
及び第２の波長板の少なくとも一方からの漏れ光に起因
する非線形の測定誤差を低減することができる。

【００１０】また、請求項２記載の干渉計は、前記第１
の波長板及び前記第２の波長板が設置されるときの回転
角度誤差をθｃ、前記測定光が前記第１の波長板に入射
するとき又は前記参照光が前記第２の波長板に入射する
ときの入射光に関する前記光分割手段の消光比をη_c、
係数をＫ、測定許容誤差をｘ、前記光の波長をλとする
とき、前記第１の波長板及び前記第２の波長板は、 θｃ＜（１／２）Ｓｉｎ^-1〔（√η_c・Ｋ／２）・Ｔａ
ｎ（２πｘ／λ）〕１≧Ｋ＞０．１ の条件を満足する範囲で回転調整可能であることを特徴
とする。

【００１１】この請求項２記載の干渉計によれば、第１
の波長板及び第２の波長板が設置されるときの回転角度
誤差をθｃよりも小さく回転調整することにより、漏れ
光に起因する測定誤差を測定許容誤差ｘよりも小さくす
ることができる。

【００１２】また、請求項３記載の干渉計は、光源から
の光を移動部材に向かう測定光と参照部材に向かう参照
光とに分割する光分割手段と、前記移動部材により反射
された測定光及び前記参照部材により反射された参照光
が入射する受光手段と、前記光分割手段と前記移動部材
との間の光路中に配置された第１の波長板と、前記光分
割手段と前記参照部材との間の光路中に配置された第２
の波長板とを有し、前記第１の波長板及び前記第２の波
長板が設置されるときの回転角度誤差をそれぞれθ
ｃ₁，θｃ₂、前記測定光が前記第１の波長板に入射する
ときの入射光に関する前記光分割手段の消光比をη_c1、
前記参照光が前記第２の波長板に入射するときの入射光
に関する前記光分割手段の消光比をη_c2、係数をそれぞ
れＫ₁，Ｋ₂、測定許容誤差をｘ、前記光の波長をλとす
るとき、前記第１の波長板及び前記第２の波長板は、 θｃ₁＜（１／２）Ｓｉｎ^-1〔（√η_c1・Ｋ₁／２）・Ｔ
ａｎ（２πｘ／λ）〕１≧Ｋ₁＞０．１ θｃ₂＜（１／２）Ｓｉｎ^-1〔（√η_c2・Ｋ₂／２）・Ｔ
ａｎ（２πｘ／λ）〕１≧Ｋ₂＞０．１ の条件を満足するように設定されたことを特徴とする。

【００１３】この請求項３記載の干渉計によれば、第１
の波長板が設置されるときの回転角度誤差をθｃ₁、第
２の波長板が設置されるときの回転角度誤差をθｃ₂よ
りも小さくなるように設定することにより、漏れ光に起
因する測定誤差を測定許容誤差ｘよりも小さくすること
ができる。

【００１４】また、請求項４記載の干渉計は、被計測物
体に向けて第１の測定光路を形成する第１干渉計ユニッ
トと、前記被計測物体に向けて前記第１の測定光路に近
接した第２の測定光路を形成する第２の干渉計ユニット
と、前記被計測物体と前記第１干渉計ユニットとの間に
形成される前記第１の測定光路に配置された矩形形状を
有する第１の波長板と、前記被計測物体と前記第２干渉
計ユニットとの間に形成される前記第２の測定光路に配
置された矩形形状を有する第２の波長板とを有すること
を特徴とする。

【００１５】この請求項４記載の干渉計によれば、被計
測物体と第１干渉計ユニットとの間に形成される第１の
測定光路に配置された第１の波長板及び被計測物体と第
２干渉計ユニットとの間に形成される第２の測定光路に
配置された第２の波長板の形状が矩形形状であるため、
狭いスペースに第１干渉計ユニットと第２干渉計ユニッ
トを設置することができる。

【００１６】また、請求項５記載の露光装置は、レチク
ルに形成された転写パターンを感光性基板に転写する露
光装置において、前記レチクルを載置するレチクルステ
ージと、前記感光性基板を載置する基板ステージと、前
記レチクルステージ及び前記基板ステージの少なくとも
一方の位置を計測する請求項１〜請求項４の何れか一項
に記載の干渉計を有することを特徴とする。

【００１７】この請求項５記載の露光装置によれば、レ
チクルステージ及び基板ステージの位置の計測を極めて
正確に行うことができるため、レチクルに形成された転
写パターンの像を感光性基板に極めて正確に重ね合わせ
露光することができる。

【００１８】また、請求項６記載の露光装置は、レチク
ルに形成された転写パターンを感光性基板に転写する露
光装置において、前記レチクルを載置するレチクルステ
ージと、前記感光性基板を載置する基板ステージと、前
記レチクの転写パターンの像を感光性基板に投影する投
影系と、走査露光を行うために前記投影系に対して前記
レチクルステージ及び前記基板ステージを相対的に走査
方向に沿って移動させる走査手段と、前記レチクルステ
ージの走査方向に沿った位置を測定するために、前記走
査方向に沿って測定光路をそれぞれ形成するレチクルス
テージ計測用の第１及び第２の干渉計と、前記基板ステ
ージの走査方向に沿った位置を測定するために、前記走
査方向に沿って測定光路をそれぞれ形成する基板ステー
ジ計測用の第１及び第２の干渉計とを有し、前記レチク
ルステージ計測用の第１及び第２の干渉計の測定光路
は、前記走査方向に平行となる前記投影系の光軸を含む
面の方向(上下方向又はレチクルステージ移動平面に垂
直方向)に沿って形成されると共に、前記基板ステージ
計測用の第１及び第２の干渉計の測定光路は、前記走査
方向に平行となる前記投影系の光軸を含む面の方向(上
下方向又は基板ステージ移動平面に垂直方向)に沿って
形成されることを特徴とするすることを特徴とする。

【００１９】この請求項６記載の露光装置によれば、レ
チクルステージの走査方向に沿った位置及び基板ステー
ジの走査方向に沿った位置の計測を極めて正確に行うこ
とができるため、レチクルに形成された転写パターンの
像を感光性基板に極めて正確に重ね合わせ露光すること
ができる。

【００２０】また、請求項７記載の露光装置は、前記レ
チクルステージの走査方向に直交する方向に沿った位置
を測定するために、前記走査方向に直交する方向に沿っ
て測定光路をそれぞれ形成するレチクルステージ計測用
の第３及び第４の干渉計と、前記基板ステージの走査方
向に直交する方向に沿った位置を測定するために、前記
走査方向に直交する方向に沿って測定光路をそれぞれ形
成する基板ステージ計測用の第３及び第４の干渉計とを
有することを特徴とする。

【００２１】この請求項７記載の露光装置によれば、レ
チクルステージの走査方向に沿った位置及び基板ステー
ジの走査方向に沿った位置のみならず、レチクルステー
ジの走査方向に直交する方向の位置及び基板ステージの
走査方向に直交する方向の位置の計測を極めて正確に行
うことができるため、レチクルに形成された転写パター
ンの像を感光性基板に極めて正確に重ね合わせ露光する
ことができる。

【００２２】また、請求項８記載のマイクロデバイスの
製造方法は、請求項５〜請求項７の何れか一項に記載の
露光装置を用いてレチクルの転写パターンを感光性基板
上に露光する露光工程と、前記露光工程により露光され
た前記感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特
徴とする。

【００２３】この請求項８記載のマイクロデバイスの製
造方法によれば、レチクルに形成された転写パターンの
像を感光性基板上に忠実に結像させることができるため
スループット良くマイクロデバイスの製造を行うことが
できる。

【００２４】また、請求項９記載の計測装置は、光源か
らの光を複数に分岐する分岐手段と、前記分岐手段によ
り分岐された第１の光に基づいて第１の計測を行う第１
計測ユニットと、前記分岐手段により分岐された第２の
光に基づいて第２の計測を行う第２計測ユニットとを有
する計測装置において、前記第１計測ユニットは、前記
分岐手段による製造誤差に起因する第１の光の光量変化
を調整する第１光量調整手段を有し、前記第２計測ユニ
ットは、前記分岐手段による製造誤差に起因する第２の
光の光量変化を調整する第２光量調整手段を有すること
を特徴とする。

【００２５】この請求項９記載の計測装置によれば、第
１計測ユニットが分岐手段による製造誤差に起因する第
１の光の光量変化を調整する第１光量調整手段を有する
と共に、第２計測ユニットが分岐手段による製造誤差に
起因する第２の光の光量変化を調整する第２光量調整手
段を有すため、第１計測ユニット及び第２計測ユニット
は、それぞれ最適な光量に基づいて計測を行うことがで
きる。

【００２６】また、請求項１０記載の露光装置の製造方
法は、レチクルに形成される所定パターンを感光性基板
に露光する露光装置の製造方法において、前記レチクル
を照明する照明系を支持構造体に設置する工程と、前記
レチクルを保持するレチクルステージを前記支持構造体
に設置する工程と、前記感光性基板を保持する基板ステ
ージを前記支持構造体に設置する工程と、前記レチクル
ステージ及び前記基板ステージの少なくとも一方の位置
を計測する位置計測装置を前記支持構造体に設置する工
程と、前記位置計測装置を調整する工程とを含み、前記
位置計測装置を調整する工程は、前記位置計測装置内の
分岐手段を用いて計測用光源からの光を少なくとも第１
及び第２の光に分岐する工程と、前記第１の光に基づい
て第１の位置計測を行う前記位置計測装置内の第１計測
ユニットを用いて第１の光の光量を計測する工程と、前
記第２の光に基づいて第２の位置計測を行う前記位置計
測装置内の第２計測ユニットを用いて第２の光の光量を
計測する工程と、前記第１の光量を計測する工程の計測
結果に基づいて、前記第１計測ユニットでの第１の光の
光量変化を調整する工程と、前記第２の光量を計測する
工程の計測結果に基づいて、前記第２計測ユニットでの
第２の光の光量変化を調整する工程とを含むことを特徴
とする。

【００２７】この請求項１０記載の露光装置の製造方法
によれば、第１計測ユニット及び第２計測ユニットがそ
れぞれ最適な光量に基づいて計測を行うため、レチクル
ステージ及び基板ステージの位置の計測を極めて正確に
行うことができる露光装置を製造することができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態にかかるシングルパス方式のレーザ干渉計
の説明を行う。

【００２９】図１は、ヘテロダイン干渉法を用いたシン
グルパス方式のレーザ干渉計の概略構成図である。この
図１に示すように、レーザ光源１０から射出された断面
形状が円形又は楕円形状を有するレーザビームＬは、偏
光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）（光分割手段）１１に入
射する。レーザビームＬには、偏光方向が直交し、僅か
な周波数差を有する２つの偏光成分、即ち、周波数がｆ
_Aで入射面に垂直な方向に偏光した成分（Ｓ偏光成分）
及び周波数がｆ_Bで入射面に平行な方向に偏光した成分
(Ｐ偏光成分)が混在している。

【００３０】偏光ビームスプリッタ１１に入射したレー
ザビームＬのＳ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ１１
により反射されて、測定ビーム(測定光)ＬＭとして１／
４波長板（第１の波長板）１２を介して移動鏡(移動部
材)１３に向かう。１／４波長板１２は、偏光ビームス
プリッタ１１に対して、１／４波長板１２の光学軸が４
５度の傾きを持つように設置するために、偏光ビームス
プリッタ１１に対して、１／４波長板１２の光学軸が回
転調整可能(測定ビームLMが透過する位置を中心として
回転調整可能)となっている。また、移動鏡１３は、例
えば測定ビームＬＭの光路に平行なＹ軸に沿って移動自
在に構成されたステージ(図示せず)の一端に固定されて
いる。移動鏡１３により反射された測定ビームＬＭは、
１／４波長板１２を介してＰ偏光として偏光ビームスプ
リッタ１１を透過して、検光子及び光電変換素子を含む
レシーバ(光電変換部)（受光手段）１４に入射する。

【００３１】一方、偏光ビームスプリッタ１１に入射し
たレーザビームＬのＰ偏光成分は、偏光ビームスプリッ
タ１１を透過し、参照ビーム(参照光)ＬＲとして１／４
波長板(第２の波長板)１５を介して参照鏡(参照部材)１
６に向かう。１／４波長板１５は、偏光ビームスプリッ
タ１１に対して、１／４波長板１５の光学軸が４５度の
傾きを持つように設置するために、偏光ビームスプリッ
タ１１に対して、１／４波長板１５の光学軸が回転調整
可能(参照ビームLＲが透過する位置を中心として回転調
整可能)となっている。参照ビームＬＲは、参照鏡１６
により反射された後、１／４波長板１５を介してＳ偏光
として偏光ビームスプリッタ１１で反射されて、参照ビ
ームＬＲとほぼ同軸にレシーバ１４に入射する。

【００３２】レシーバ１４においては、参照ビームＬＲ
と測定ビームＬＭとの干渉光を光電変換し、この光電変
換信号を演算装置１７に対して出力する。演算装置１７
においては、入力された光電変換信号に基づいて移動鏡
１３のＹ方向への移動量が計測される。

【００３３】即ち、レーザ光源１０により射出された、
周波数ｆ_A，ｆ_Bの偏光方向の直交した光は、それぞれ測
定光路又は参照光路を介した後、レシーバ１４に入射す
る。この場合に、測定光、参照光の振幅は以下の様に表
される。 測定光：Ｕ_A＝Ａｓｉｎ｛２π（ｆ_A・ｔ＋Ｌ_A／λ_A）＋
φ_0A｝ 参照光：Ｕ_B＝Ｂｓｉｎ｛２π（ｆ_B・ｔ＋Ｌ_B／λ_B）＋
φ_0B｝ ここで、ｆ_A、は測定光の周波数、ｆ_Bは参照光の周波
数、λ_Aは測定光の波長、λ_Bは参照光の波長、φ_0Aは測
定光の初期位相、φ_0Bは参照光の初期位相、Ｌ_Aは測定
光路の光路長、Ｌ_Bは参照光路の光路長である。従っ
て、レシーバ１４での信号強度Ｉは、 Ｉ＝｜Ｕ_A＋Ｕ_B｜² ＝Ａ²＋Ｂ²＋２ＡＢｃｏｓ[２π（Δｆ・ｔ＋（Ｌ_A／λ
_A−Ｌ_B／λ_B））＋Δφ₀] となる。ここでΔｆ＝ｆ_A−ｆ_B、Δφ₀＝φ_0A―φ_0Bで
ある。

【００３４】なお、Δｆはビート周波数であり、移動鏡
と干渉計の間に相対的な動きが起きると、ドップラ効果
により、周波数シフトが起きて測定光路側の周波数はｆ
_A±δｆ_Aとなる。よってビート周波数はｆ_A−ｆ_B±δｆ
_Aとなり、演算装置１７において、ビート周波数（ｆ_A−
ｆ_B±δｆ_A）とレーザ光源からの参照周波数（ｆ_A−
ｆ_B）とを比較することでδｆ_Aを求めることができ、δ
ｆ_Aに基づいてさらに演算処理することで移動鏡の移動
量を算出することができる。

【００３５】ここで漏れ光、即ち偏光ビームスプリッタ
１１で反射されずに透過したレーザ光のＳ偏光成分及び
偏光ビームスプリッタ１１を透過せずに反射されたレー
ザ光のＰ偏光成分が存在する時の非線形の測定誤差は、
レシーバ１４での振幅を 測定光 ：Ａ・ｓｉｎ｛２π（ｆ_A・ｔ＋Ｌ_A／λ_A）＋φ_0A｝ 参照光 ：Ｂ・ｓｉｎ｛２π（ｆ_B・ｔ＋Ｌ_B／λ_B）＋φ_0B｝ 測定光路に混入する漏れ光：Ｂα・ｓｉｎ｛２π（ｆ_B・ｔ＋Ｌ_A／λ_A）＋φ_0B ｝ 参照光路に混入する漏れ光：Ａβ・ｓｉｎ｛２π（ｆ_A・ｔ＋Ｌ_B／λ_B）＋φ_0A ｝ とすると（ここでα、βは、それぞれ漏れた比率を表
す。）、レシーバ１４での信号強度は、数式１で表すこ
とできる。 (数式１) Ｉ∝ ＡＢｃｏｓ｛２πΔｆ・ｔ＋Δφ₀＋Δφ｝＋Ａ
Ｂαｃｏｓ｛２πΔｆ・ｔ＋Δφ₀｝＋ＡＢβｃｏｓ
｛２πΔｆ・ｔ＋Δφ₀｝ （但しΔφ＝L_A／λ_A−L_B／λ_B） 数式１を変形してＩ＝Ａ_mｃｏｓ（２πΔｆ・ｔ＋Δφ₀
＋Δφ−γ）としたときのγ＝γ（Δφ）が非線形誤差
項であリ、数式２で表すことができる。 (数式２) γ＝ｔａｎ―¹〔｛（α＋β）・ｓｉｎ（Δφ）｝／｛Ｋ＋（α＋β）・ｃｏｓ （Δφ）｝〕 ここでＫは本来の干渉光の強度に掛かる係数であり初期
状態では１である。ステージのチルトなどにより測定光
と参照光がずれると本来の干渉光が減少するのに対して
漏れ光による干渉成分は変わらないので相対的に非線形
誤差が増大することになる。

【００３６】次に、干渉計の光学系に起因して発生する
測定誤差には、偏光ビームスプリッタの消光比及び１／
４波長板に起因するものが存在する。偏光ビームスプリ
ッタの消光比がηのとき振幅では１／√ηの漏れ成分が
発生する。また１／４波長板は、通常偏光ビームスプリ
ッタに対して４５度の向きに光学軸を合わせる必要があ
るが製造誤差等による角度設置誤差が存在するため、偏
光ビームスプリッタの消光比分、漏れた光が１／４波長
板の角度誤差によって回転し混入する。なお、１／４波
長板の角度誤差θのときの漏れ成分はｓｉｎ（２θ）で
ある。従って偏光ビームスプリッタの消光比が１／η、
１／４波長板の回転角度誤差がθのときの漏れ成分は数
式３で表すことができる。 (数式３) α，β＝ｓｉｎ（２θ）／√η ここで偏光ビームスプリッタの消光比をη_C１／４波長
板の回転角度誤差（回転調整分解能）をθｃとして（数
式２）と（数式３）に基づいて、偏光ビームスプリッタ
及び１／４波長板に起因する非線形誤差をγ_Cに抑える
条件を求めると、 γ_C＞ｔａｎ^-1〔｛２・ｓｉｎ（２θ_C）／√η_C｝／
Ｋ〕 となる。

【００３７】この実施の形態にかかる干渉計の１／４波
長板１２，１５の調整可能な範囲は、１／４波長板１
２，１５が設置されるときの回転角度誤差をθｃ、測定
光が１／４波長板１２に入射するとき又は参照光が１／
４波長板１５に入射するときの入射光に関する偏光ビー
ムスプリッタ１１の消光比をη_c、係数をＫ、測定許容
誤差をｘ、光源１０からの光の波長をλとするとき、 θｃ＜（１／２）Ｓｉｎ^-1〔（√η_c・Ｋ／２）・Ｔａ
ｎ（２πｘ／λ）〕１≧Ｋ＞０．１ の条件を満足する範囲である。

【００３８】また、この実施の形態にかかる干渉計の１
／４波長板１２，１５の調整可能な好ましい範囲は、１
／４波長板１２，１５が設置されるときの回転角度誤差
をそれぞれθｃ₁，θｃ₂、測定光が１／４波長板１２に
入射するときの入射光に関する偏光ビームスプリッタ１
１の消光比をη_c1、参照光が１／４波長板１５に入射す
るときの入射光に関する偏光ビームスプリッタ１１の消
光比をη_c2、係数をそれぞれＫ₁，Ｋ₂、測定許容誤差を
ｘ、光源１０からの光の波長をλとするとき、 θｃ₁＜（１／２）Ｓｉｎ^-1〔（√η_c1・Ｋ₁／２）・Ｔ
ａｎ（２πｘ／λ）〕１≧Ｋ₁＞０．１ θｃ₂＜（１／２）Ｓｉｎ^-1〔（√η_c2・Ｋ₂／２）・Ｔ
ａｎ（２πｘ／λ）〕１≧Ｋ₂＞０．１ の条件を満足する範囲である。

【００３９】この実施の形態にかかる干渉計によれば、
１／４波長板１２，１５が回転調整可能に設けられてい
るため、１／４波長板１２，１５の少なくとも一方を調
整することにより、１／４波長板１２，１５からの漏れ
光に起因する非線形誤差を低減することができ測定精度
を向上させることができる。

【００４０】また、１／４波長板１２が設置されるとき
の回転角度誤差をθｃ₁、１／４波長板１５が設置され
るときの回転角度誤差をθｃ₂よりも小さくすることに
より、漏れ光に起因する測定誤差を測定許容誤差ｘより
も小さくすることができる。

【００４１】次に、図面を参照して、この発明の他の実
施の形態にかかるダブルパス方式のレーザ干渉計の説明
を行う。

【００４２】図２は、ヘテロダイン干渉法を用いたダブ
ルパス方式のレーザ干渉計の概略構成図である。この図
２に示すように、レーザ光源２０から射出されたレーザ
ビームＬは、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）（光分割
手段）２１に入射する。レーザビームＬには、偏光方向
が直交し、僅かな周波数差を有する２つの偏光成分、即
ち周波数がｆ_Aで入射面に垂直な方向に偏光した成分
（Ｓ偏光成分）及び周波数がｆ_Bで入射面に平行な方向
に偏光した成分(Ｐ偏光成分)が混在している。

【００４３】偏光ビームスプリッタ２１に入射したレー
ザビームＬのＳ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ２１
において反射され、測定ビーム(測定光)ＭＭ１として１
／４波長板（第１の波長板）２２を介して移動鏡２３に
向かう。１／４波長板２２は、偏光ビームスプリッタ２
１に対して、１／４波長板２２の光学軸が４５度の傾き
を持つように設置するために、偏光ビームスプリッタ２
１に対して、１／４波長板２２の光学軸が回転調整可能
(測定ビームＭM１が透過する位置と測定ビームＭM２が
透過する位置の中央部を中心として回転調整可能)とな
っている。

【００４４】移動鏡２３は、例えば測定ビームＭＭ１の
光軸に平行なＹ軸に沿って移動自在に構成されたステー
ジ(図示せず)の一端に固定されている。移動鏡２３にお
いて反射された測定ビームＭＭ１は、１／４波長板２２
を介してＰ偏光として偏光ビームスプリッタ２１を透過
してコーナキューブ２４に向かう。測定ビームＭＭ１
は、コーナキューブ２４により反射されて測定ビームＭ
Ｍ２として偏光ビームスプリッタ２１に戻り、偏光ビー
ムスプリッタ２１を透過した測定ビームＭＭ２は、１／
４波長板２２を介して移動鏡２３に向かい、移動鏡２３
により反射された測定ビームＭＭ２は、１／４波長板２
２を介してＳ偏光として偏光ビームスプリッタ２１によ
り反射されて、レシーバ２５に入射する。

【００４５】一方、偏光ビームスプリッタ２１に入射し
たレーザビームＬのＰ偏光成分は、偏光ビームスプリッ
タ２１を透過し、参照ビーム(参照光)ＭＲ１として１／
４波長板(第２の波長板)２６介して参照鏡２７に向か
う。１／４波長板２６は、偏光ビームスプリッタ２１に
対して、１／４波長板２６の光学軸が４５度の傾きを持
つように設置するために、偏光ビームスプリッタ２１に
対して、１／４波長板２６の光学軸が回転調整可能(参
照ビームＭＲ１が透過する位置と参照ビームＭＲ２が透
過する位置の中央部を中心として回転調整可能)となっ
ている。

【００４６】移動鏡２７において反射された参照ビーム
ＭＲ１は、１／４波長板２６を介してＳ偏光として偏光
ビームスプリッタ２１により反射されてコーナキューブ
２４に向かう。参照ビームＭＲ１は、コーナキューブ２
４により反射されて参照ビームＭＲ２として偏光ビーム
スプリッタ２１に戻り、偏光ビームスプリッタ２１によ
り反射される。偏光ビームスプリッタ２１により反射さ
れた参照ビームＭＲ２は、１／４波長板２６を介して参
照鏡２７に向かい、参照鏡２７により反射された参照ビ
ームＭＲ２は、１／４波長板２６を介してＰ偏光として
偏光ビームスプリッタ２１を透過してレシーバ２５に入
射する。

【００４７】レシーバ２５では、参照ビームＭＲ２と測
定ビームＭＭ２との干渉光の光電変換信号を生成して演
算装置２８に対して光電変換信号を出力する。演算装置
２８においては、入力された光電変換信号に基づいて移
動鏡２３のＹ方向への移動量が計測される。なお、この
第２の実施の形態の干渉計は、ダブルパス方式であり、
測定ビームはＭＭ１及びＭＭ２として偏光ビームスプリ
ッタ２１と移動鏡２３との間を２往復するため、第１の
実施の形態にかかるシングルパスの干渉計の場合に比較
して計測分解能が１／２に高められている。

【００４８】この他の実施の形態にかかる干渉計の１／
４波長板２２，２６の調整可能な範囲は、１／４波長板
２２，２６が設置されるときの回転角度誤差をθｃ、測
定光が１／４波長板２２に入射するとき又は参照光が１
／４波長板２６に入射するときの入射光に関する偏光ビ
ームスプリッタ２１の消光比をη_c、係数をＫ、測定許
容誤差をｘ、光源２０からの光の波長をλとするとき、 θｃ＜（１／２）Ｓｉｎ^-1〔（√η_c・Ｋ／２）・Ｔａ
ｎ（２πｘ／λ）〕１≧Ｋ＞０．１ の条件を満足する範囲である。

【００４９】また、この他の実施の形態にかかる干渉計
の１／４波長板２２，２６の調整可能な好ましい範囲
は、１／４波長板２２，２６が設置されるときの回転角
度誤差をそれぞれθｃ₁，θｃ₂、測定光が１／４波長板
２２に入射するときの入射光に関する偏光ビームスプリ
ッタ２１の消光比をη_c1、参照光が１／４波長板２６に
入射するときの入射光に関する偏光ビームスプリッタ２
１の消光比をη_c2、係数をそれぞれＫ₁，Ｋ₂、測定許容
誤差をｘ、光源２０からの光の波長をλとするとき、 θｃ₁＜（１／２）Ｓｉｎ^-1〔（√η_c1・Ｋ₁／２）・Ｔ
ａｎ（２πｘ／λ）〕１≧Ｋ₁＞０．１ θｃ₂＜（１／２）Ｓｉｎ^-1〔（√η_c2・Ｋ₂／２）・Ｔ
ａｎ（２πｘ／λ）〕１≧Ｋ₂＞０．１ の条件を満足する範囲である。

【００５０】この他の実施の形態にかかる干渉計によれ
ば、１／４波長板２２，２６が回転調整可能に設けられ
ているため、１／４波長板２２，２６の少なくとも一方
を調整することにより、１／４波長板２２，２６からの
漏れ光に起因する非線形誤差を低減することができ測定
精度を向上させることができる。

【００５１】また、１／４波長板２２が設置されるとき
の回転角度誤差をθｃ₁、１／４波長板２６が設置され
るときの回転角度誤差をθｃ₂よりも小さくすることに
より、漏れ光に起因する測定誤差を測定許容誤差ｘより
も小さくすることができる。

【００５２】次に、この発明の実施の形態にかかるステ
ップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置について説
明する。図３は、この投影露光装置の構成を示す図であ
る。この図３に示す投影露光装置は、露光時に、露光光
源、ビーム整形光学系、照度分布均一化用のフライアイ
レンズ、光量モニタ、可変開口絞り、視野絞り、及びリ
レーレンズ系等を含む照明系３５から射出された露光光
ＩＬにより、ミラー３６及びコンデンサレンズ３７を介
してレチクルＲのパターン面（下面）のスリット状の照
明領域を照明する。露光光ＩＬとしては、ＫｒＦ（波長
２４８ｎｍ）、若しくはＡｒＦ（波長１９３ｎｍ）等の
エキシマレーザ光、ＹＡＧレーザの高調波、又は水銀ラ
ンプのｉ線（波長３６５ｎｍ）等が使用できる。照明系
３５内の可変開口絞りを切り換えることによって、通常
の照明方法、輪帯照明、いわゆる変形照明、及び小さい
コヒーレンスファクタ（σ値）の照明等の内の所望の照
明方法を選択できるように構成されている。露光光源が
レーザ光源である場合には、その発光タイミング等は装
置全体の動作を統轄制御する主制御系３８が、図示しな
いレーザ電源を介して制御する。

【００５３】レチクルＲの露光光ＩＬによる照明領域３
９（図４参照）内のパターンの像は、投影光学系ＰＬを
介して投影倍率β（βは、１／４倍、又は１／５倍等）
で縮小されて、フォトレジストが塗布されたウエハＷ上
のスリット状の露光領域４０に投影される。以下、投影
光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直
な平面内で走査露光時のレチクルＲ及びウエハＷの走査
方向に直交する非走査方向（即ち、図３の紙面に垂直な
方向）に沿ってＸ軸を取り、走査方向（即ち、図３の紙
面に平行な方向）に沿ってＹ軸を取って説明する。

【００５４】まず、レチクルＲは、レチクルステージＲ
ＳＴ上に真空吸着によって保持されている。図４は、レ
チクルステージＲＳＴを示す平面図である。この図４に
示すように、レチクルステージＲＳＴは、平行に配置さ
れた２本のガイド４１Ａ及び４１Ｂ上にエアベアリング
を介してＹ方向(走査方向)に移動自在に載置され、ガイ
ド４１Ａ及び４１Ｂに沿って、図示しないリニアモータ
等によって駆動される。

【００５５】また、ガイド４１Ａ，４１Ｂに対して＋Ｙ
方向に設置された２軸のレーザ干渉計（第１干渉計ユニ
ット、第２干渉計ユニット（レチクルステージ計測用の
第１及び第２の干渉計））４２Ｙ１，４２Ｙ２からレチ
クルステージＲＳＴの＋Ｙ方向の側面の移動鏡４３Ｙに
レーザ光が照射され、＋Ｘ方向に設置された２軸のレー
ザ干渉計（第１干渉計ユニット、第２干渉計ユニット
（レチクルステージ計測用の第３及び第４の干渉計））
４２Ｘ１，４２Ｘ２からレチクルステージＲＳＴの＋Ｘ
方向の側面の移動鏡４３Ｘにレーザ光が照射される。こ
れらのレーザ干渉計４２Ｙ１，４２Ｙ２，４２Ｘ１，４
２Ｘ２によってレチクルステージＲＳＴのＸ座標、Ｙ座
標、及び回転角が計測され、計測値が図３の主制御系３
８に供給され、主制御系３８はその計測値に基づいてリ
ニアモータ等を介してレチクルステージＲＳＴの速度や
位置を制御する。なお、レチクルステージＲＳＴの直交
する側面を鏡面加工しておき、これらの鏡面を移動鏡４
３Ｘ，４３Ｙとして用いてもよい。

【００５６】また、図３に示すように、ウエハＷは図示
しないウエハホルダを介してウエハステージ(基板ステ
ージ)ＷＳＴ上に保持され、ウエハステージＷＳＴは定
盤４４上にエアーベアリングを介してＸ方向、Ｙ方向に
移動自在に載置されている。ウエハステージＷＳＴに
は、ウエハＷのＺ方向の位置（フォーカス位置）、及び
傾斜角を制御するフォーカス・レベリング機構(図示せ
ず)も組み込まれている。

【００５７】図５は、ウエハステージＷＳＴを示す平面
図である。定盤４４に対して＋Ｙ方向に設置された２軸
のレーザ干渉計（第１干渉計ユニット、第２干渉計ユニ
ット（ウエハステージ計測用の第１及び第２の干渉
計））４５Ｙ１，４５Ｙ２からウエハステージＷＳＴの
＋Ｙ方向の側面の移動鏡４６Ｙにレーザ光が照射され、
−Ｘ方向に設置された２軸のレーザ干渉計（第１干渉計
ユニット、第２干渉計ユニット（ウエハステージ計測用
の第３及び第４の干渉計））４５Ｘ１，４５Ｘ２からウ
エハステージＷＳＴの−Ｘ方向の側面の移動鏡４６Ｘに
レーザ光が照射される。これらのレーザ干渉計４５Ｙ
１，４５Ｙ２，４５Ｘ１，４５Ｘ２によってウエハステ
ージＷＳＴのＸ座標、Ｙ座標、及び回転角が計測され、
計測値が図３の主制御系３８に供給され、主制御系３８
はその計測値に基づいて平面モータを介してウエハステ
ージＷＳＴの速度や位置を制御する。なお、ウエハステ
ージＷＳＴの直交する側面を鏡面加工して、これらの鏡
面を移動鏡４６Ｘ，４６Ｙとして用いてもよい。

【００５８】ここでレチクルステージ計測用の２軸のレ
ーザ干渉計４２Ｙ１，４２Ｙ２（Ｙ方向の位置計測
用）、４２Ｘ１，４２Ｘ２（Ｘ方向の位置計測用）、
ウエハステージ(基板ステージ)ＷＳＴ計測用の２軸のレ
ーザ干渉計４５Ｙ１，４５Ｙ２（Ｙ方向の位置計測
用）、４５Ｘ１，４５Ｘ２（Ｘ方向の位置計測用）は、
それぞれ図６に示すように構成されている。図６に示す
２軸の干渉計は、図２に示すダブルパス方式のレーザ干
渉計を上下方向(レチクルステージ又はウエハステージ
の移動平面に対する垂直方向)に２つ重ねて配置したも
のである。

【００５９】即ちレーザ干渉計４２Ｙ１（４２Ｘ１，４
５Ｙ１，４５Ｘ１）においては、レーザ光源から射出さ
れたレーザビームＬは、偏光ビームスプリッタ（ＰＢ
Ｓ）２１１に入射する。偏光ビームスプリッタ２１１に
入射したレーザビームＬのＳ偏光成分は、偏光ビームス
プリッタ２１１において反射され、測定ビームＭＭ１と
して矩形形状を有する１／４波長板２２１を介して移動
鏡４３Ｙ（４３Ｘ，４６Ｙ，４６Ｘ）に向かう。移動鏡
２３１において反射された測定ビームＭＭ１は、１／４
波長板２２１を介してＰ偏光として偏光ビームスプリッ
タ２１１を透過してコーナキューブ２４１に向かう。測
定ビームＭＭ１は、コーナキューブ２４１により反射さ
れて測定ビームＭＭ２として偏光ビームスプリッタ２１
１に戻り、偏光ビームスプリッタ２１１を透過した測定
ビームＭＭ２は、１／４波長板２２１を介して移動鏡４
３Ｙ（４３Ｘ，４６Ｙ，４６Ｘ）に向かい、移動鏡４３
Ｙ（４３Ｘ，４６Ｙ，４６Ｘ）により反射された測定ビ
ームＭＭ２は、１／４波長板２２１を介してＳ偏光とし
て偏光ビームスプリッタ２１１により反射されて、レシ
ーバ２５１に入射する。

【００６０】一方、偏光ビームスプリッタ２１１に入射
したレーザビームＬのＰ偏光成分は、偏光ビームスプリ
ッタ２１１を透過し、参照ビームＭＲ１として矩形形状
を有する１／４波長板２６１介して参照鏡２７１に向か
い、参照鏡２７１において反射された参照ビームＭＲ１
は、１／４波長板２６１を介してＳ偏光として偏光ビー
ムスプリッタ２１１により反射されてコーナキューブ２
４１に向かう。参照ビームＭＲ１は、コーナキューブ２
４１により反射されて参照ビームＭＲ２として偏光ビー
ムスプリッタ２１１に戻り、偏光ビームスプリッタ２１
１により反射される。偏光ビームスプリッタ２１１によ
り反射された参照ビームＭＲ２は、１／４波長板２６１
を介して参照鏡２７１に向かい、参照鏡２７１により反
射された参照ビームＭＲ２は、１／４波長板２６１を介
してＰ偏光として偏光ビームスプリッタ２１１を透過し
てレシーバ２５１に入射する。

【００６１】レシーバ２５１では、参照ビームＭＲ２と
測定ビームＭＭ２との干渉光の光電変換信号を生成して
主制御系３８に対して光電変換信号を出力する。主制御
系３８においては、入力された光電変換信号に基づいて
移動鏡４３Ｙ（４３Ｘ，４６Ｙ，４６Ｘ）のＹ方向への
移動量が計測される。

【００６２】また、レーザ干渉計４２Ｙ２（４２Ｘ２，
４５Ｙ２，４５Ｘ２）は、レーザ干渉計４２Ｙ１（４２
Ｘ１，４５Ｙ１，４５Ｘ１）と同一の構成であり、偏光
ビームスプリッタ２１２、矩形形状を有する１／４波長
板２２２、移動鏡４３Ｙ（４３Ｘ，４６Ｙ，４６Ｘ）、
コーナキューブ２４２、矩形形状を有する１／４波長板
２６２、参照鏡２７２及びレシーバ２５２を備えて構成
されている。

【００６３】この実施の形態にかかる投影露光装置の２
軸の干渉計４２Ｙ１，４２Ｙ２（（４２Ｘ１，４２Ｘ
２），（４５Ｙ１，４５Ｙ２），（４５Ｘ１，４５Ｘ
２））においては、１／４波長板２２１，２２６，２２
２，２６２が矩形形状を有していることから２軸の干渉
計をスペース効率よく配置することができる。

【００６４】また、この投影露光装置においては、レチ
クルステージＲＳＴの走査方向に沿った位置及びウエハ
ステージＷＳＴの走査方向に沿った位置の計測を極めて
正確に行うことができ、更に、レチクルステージＲＳＴ
の走査方向に直交する方向の位置及びウエハステージＷ
ＳＴの走査方向に直交する方向の位置の計測を極めて正
確に行うことができる。従って、レチクルＲに形成され
た転写パターンの像をウエハＷに極めて正確に重ね合わ
せ露光することができる。

【００６５】次に、この発明の他の実施の形態かかる投
影露光装置について説明する。図７は、他の実施の形態
にかかる投影露光装置に設けられているウエハステージ
の平面図である。

【００６６】図７に示すように、ウエハＷは図示しない
ウエハホルダを介してウエハステージ(基板ステージ)Ｗ
ＳＴ上に保持されている。また、ウエハステージＷＳＴ
の−Ｙ方向の側面には、移動鏡５０Ｙが、ウエハステー
ジＷＳＴの−Ｘ方向の側面には移動鏡５０Ｘが設けられ
ている。

【００６７】このウエハステージＷＳＴの−Ｙ方向に
は、２つのレーザ干渉計５２Ｙ１，５２Ｙ２が設けら
れ、−Ｘ方向には、レーザ干渉計５２Ｘが設けられてい
る。このレーザ干渉計５２Ｙ１，５２Ｙ２，５２Ｘは、
図２に示すレーザ干渉計（ヘテロダイン干渉法を用いた
ダブルパス方式のレーザ干渉計）と同様な構成を有する
ものである。即ち、レーザ干渉計５２Ｙ１（５２Ｙ２，
５２Ｘ）は、偏光ビームスプリッタ５３Ｙ１（５３Ｙ
２，５３Ｘ）、参照鏡５４Ｙ１（５４Ｙ２，５４Ｘ）、
コーナキューブ５５Ｙ１（５５Ｙ２，５５Ｘ）、光量調
整部材５６Ｙ１（５６Ｙ２，５６Ｘ）、及びレシーバ５
７Ｙ１（５７Ｙ２，５７Ｘ）等を備えて構成されてい
る。

【００６８】光源５８から射出したレーザ光は、ハーフ
ミラー５９により分岐され、ハーフミラー６０を介して
レーザ干渉計５２Ｙ１に供給される。また、ハーフミラ
ー６０を透過したレーザ光は、ミラー６１を介してレー
ザ干渉計５２Ｙ２に供給される。更に、ハーフミラー５
９を透過したレーザ光は、ミラー６２を介してレーザ干
渉計５２Ｘに供給される。

【００６９】ここで偏光ビームスプリッタ５３Ｙ１（５
３Ｙ２，５３Ｘ）とレシーバ５７Ｙ１（５７Ｙ２，５７
Ｘ）との間に配置されている光量調整部材５６Ｙ１（５
６Ｙ２，５６Ｘ）は、光源５８から射出されたレーザ光
を各干渉計に供給するために、レーザ光を分岐するため
のハーフミラー(分岐手段)５９，６０、ミラー(分岐手
段)６１，６２の製造誤差に基づく各干渉計に供給され
るレーザ光の光量変化を調整するためのものである。即
ち、光量調整部材５６Ｙ１（５６Ｙ２，５６Ｘ）は、レ
シーバ５７Ｙ１（５７Ｙ２，５７Ｘ）に入射するレーザ
光の光量を均一化する（レシーバにおける許容光量の範
囲内とする）ための機能を有する。

【００７０】次に、図８及び図９に示すフローチャート
を参照して、図７に示すウエハステージを有する投影露
光装置の製造方法について説明する。まず、レチクルを
照明する照明系(図示せず)を支持構造体(図示せず)に設
置する(ステップＳ１０)と共に、レチクルを保持するレ
チクルステージ(図示せず)を支持構造体に設置する(ス
テップＳ１１)。また、ウエハ（感光性基板）を保持す
るウエハステージ(基板ステージ)ＷＳＴを支持構造体に
設置する(ステップＳ１２)と共に、レチクルステージ及
びウエハステージＷＳＴの位置を計測する位置計測装置
(干渉計)を支持構造体に設置する(ステップＳ１３)。こ
こでウエハステージＷＳＴの位置を計測する位置計測装
置は、Ｙ方向の位置を計測するための位置計測装置が２
つ（５２Ｙ１，５２Ｙ２）、Ｘ方向の位置を計測するた
めの位置計測装置が１つ（５２Ｘ）設置される。

【００７１】次に、設置された位置計測装置５２Ｙ１，
５２Ｙ２，５２Ｘの調整が行われる(ステップＳ１４)。
即ち、図９に示すように、まず光源５８から射出された
レーザ光をハーフミラー５９，６０、ミラー６１，６２
を用いて分岐し、各位置計測装置５２Ｙ１，５２Ｙ２，
５２Ｘに供給する(ステップＳ２０)。次に、各位置計測
装置５２Ｙ１，５２Ｙ２，５２Ｘにおいて、供給されて
いるレーザ光の光量を計測する(ステップＳ２１)。即
ち、各位置計測装置５２Ｙ１，５２Ｙ２，５２Ｘ毎に、
レシーバ５７Ｙ１，５７Ｙ２，５７Ｘを用いてレシーバ
５７Ｙ１，５７Ｙ２，５７Ｘに入射するレーザ光の光量
を計測する(ステップＳ２１)。

【００７２】次に、各位置計測装置５２Ｙ１，５２Ｙ
２，５２Ｘ毎に、計測された光量に基づいて決定された
光量調整部材５６Ｙ１，５６Ｙ２，５６Ｘを偏光ビーム
スプリッタ５３Ｙ１，５３Ｙ２，５３Ｘとレシーバ５７
Ｙ１，５７Ｙ２，５７Ｘとの間に配置する(ステップＳ
２２)。この光量調整部材５６Ｙ１，５６Ｙ２，５６Ｘ
を設置することによりレシーバ５７Ｙ１，５７Ｙ２，５
７Ｘに入射するレーザ光の光量を均一化する（レシーバ
における許容光量の範囲内とする）ことができる。即
ち、光源５８から射出されたレーザ光を各干渉計に供給
するためにレーザ光を分岐するハーフミラー５９，６
０、ミラー６１，６２の製造誤差に基づく各干渉計に供
給されるレーザ光の光量変化を調整することができる。

【００７３】この方法により製造された投影露光装置に
よれば、各位置検出装置がそれぞれ最適な光量に基づい
て計測を行うことができることからレチクルステージ及
び基板ステージの位置の計測を極めて正確に行うことが
できる。従って、計測誤差を小さくすることができ、レ
チクルに形成された転写パターンの像をウエハに極めて
正確に重ね合わせ露光することができる。

【００７４】以下、図１０のフローチャートを参照し
て、図３に示す投影露光装置又は図８〜図９に示す方法
により製造された投影露光装置を用いて感光性基板とし
てのウェハ等に所定の回路パターンを形成するマイクロ
デバイスとしての半導体デバイスの製造方法を説明す
る。

【００７５】先ず、図１０のステップＳ３０１におい
て、１ロットのウェハ上に金属膜が蒸着される。次のス
テップＳ３０２において、そのｌロットのウェハ上の金
属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステッ
プＳ３０３において、図３に示す投影露光装置又は図８
〜図９に示す方法により製造された投影露光装置を用い
て、マスク上のパターンの像がその投影光学系（投影光
学モジュール）を介して、その１ロットのウェハ上の各
ショット領域に順次露光転写される。その後、ステップ
Ｓ３０４において、その１ロットのウェハ上のフォトレ
ジストの現像が行われた後、ステップＳ３０５におい
て、その１ロットのウェハ上でレジストパターンをマス
クとしてエッチングを行うことによって、マスク上のパ
ターンに対応する回路パターンが、各ウェハ上の各ショ
ット領域に形成される。その後、更に上のレイヤの回路
パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等の
デバイスが製造される。上述の半導体デバイス製造方法
によれば、極めて微細な回路パターンを有する半導体デ
バイスをスループット良く得ることができる。

【００７６】また、図３に示す投影露光装置又は図８〜
図９に示す方法により製造された投影露光装置では、プ
レート（ガラス基板）上に所定のパターン（回路パター
ン、電極パターン等）を形成することによって、マイク
ロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。
以下、図１１のフローチャートを参照して液晶表示素子
の製造方法の説明を行う。図１１において、パターン形
成工程Ｓ４０１では、図３に示す投影露光装置又は図８
〜図９に示す方法により製造された投影露光装置を用い
てマスクのパターンを感光性基板（レジストが塗布され
たガラス基板等）に転写露光する、所謂光リソグラフィ
ー工程が実行される。この光リソグラフィー工程によっ
て、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターン
が形成される。その後、露光された基板は、現像工程、
エッチング工程、レチクル剥離工程等の各工程を経るこ
とによって、基板上に所定のパターンが形成され、次の
カラーフィルタ形成工程Ｓ４０２へ移行する。

【００７７】次に、カラーフィルタ形成工程Ｓ４０２で
は、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）に対応した３
つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、
又はＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルタの組を複
数水平走査線方向に配列したカラーフィルタを形成す
る。そして、カラーフィルタ形成工程Ｓ４０２の後に、
セル組み立て工程Ｓ４０３が実行される。セル組み立て
工程Ｓ４０３では、パターン形成工程Ｓ４０１にて得ら
れた所定パターンを有する基板、及びカラーフィルタ形
成工程Ｓ４０２にて得られたカラーフィルタ等を用いて
液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。セル組み立て工
程Ｓ４０３では、例えば、パターン形成工程Ｓ４０１に
て得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルタ
形成工程Ｓ４０２にて得られたカラーフィルタとの間に
液晶を注入して、液晶パネル（液晶セル）を製造する。

【００７８】その後、モジュール組み立て工程Ｓ４０４
にて、組み立てられた液晶パネル（液晶セル）の表示動
作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り
付けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示
素子の製造方法によれば、極めて微細な回路パターンを
有する液晶表示素子をスループット良く得ることができ
る。

【００７９】

【発明の効果】この発明の干渉計によれば、第１の波長
板及び第２の波長板の少なくとも一方が調整可能に設け
られているため、第１の波長板及び第２の波長板の少な
くとも一方を調整することにより、第１の波長板及び第
２の波長板の少なくとも一方からの漏れ光に起因する非
線形誤差を低減することができる。

【００８０】また、この発明の干渉計によれば、第１の
波長板及び第２の波長板が設置されるときの回転角度誤
差をθｃよりも小さく回転調整することにより、漏れ光
に起因する測定誤差を測定許容誤差ｘよりも小さくする
ことができる。

【００８１】更に、この発明の干渉計によれば、第１の
波長板が設置されるときの回転角度誤差をθｃ₁、第２
の波長板が設置されるときの回転角度誤差をθｃ₂より
も小さくなるように設定することにより、漏れ光に起因
する測定誤差を測定許容誤差ｘよりも小さくすることが
できる。

【００８２】また、この発明の干渉計によれば、被計測
物体と第１干渉計ユニットとの間に形成される第１の測
定光路に配置された第１の波長板及び被計測物体と第２
干渉計ユニットとの間に形成される第２の測定光路に配
置された第２の波長板の形状が矩形形状であるため、狭
いスペースに第１干渉計ユニットと第２干渉計ユニット
を設置することができる。

【００８３】また、この発明の露光装置によれば、レチ
クルステージ及び基板ステージの位置の計測を極めて正
確に行うことができるため、レチクルに形成された転写
パターンの像を感光性基板に極めて正確に重ね合わせ露
光することができる。

【００８４】また、この発明の露光装置によれば、レチ
クルステージの走査方向に沿った位置及び基板ステージ
の走査方向に沿った位置のみならず、レチクルステージ
の走査方向に直交する方向の位置及び基板ステージの走
査方向に直交する方向の位置の計測を極めて正確に行う
ことができるため、レチクルに形成された転写パターン
の像を感光性基板に極めて正確に重ね合わせ露光するこ
とができる。

【００８５】また、この発明のマイクロデバイスの製造
方法によれば、レチクルに形成された転写パターンの像
を感光性基板上に忠実に結像させることができるためス
ループット良くマイクロデバイスの製造を行うことがで
きる。

【００８６】また、この発明の計測装置によれば、第１
計測ユニットが分岐手段による製造誤差に起因する第１
の光の光量変化を調整する第１光量調整手段を有すると
共に、第２計測ユニットが分岐手段による製造誤差に起
因する第２の光の光量変化を調整する第２光量調整手段
を有すため、第１計測ユニット及び第２計測ユニット
は、それぞれ最適な光量に基づいて計測を行うことがで
きる。

【００８７】また、この発明の露光装置の製造方法によ
れば、第１計測ユニット及び第２計測ユニットがそれぞ
れ最適な光量に基づいて計測を行うことができることか
らレチクルステージ及び基板ステージの位置の計測を極
めて正確に行うことができる露光装置を製造することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態にかかるシングルパス方
式のレーザ干渉計の概略構成図である。

【図２】この発明の実施の形態にかかるダブルパス方式
のレーザ干渉計の概略構成図である。

【図３】この発明の実施の形態にかかるステップ・アン
ド・スキャン方式の投影露光装置の構成を示す図であ
る。

【図４】この発明の実施の形態にかかる投影露光装置の
レチクルステージを示す平面図である。

【図５】この発明の実施の形態にかかる投影露光装置の
ウエハステージを示す平面図である。

【図６】この発明の実施の形態にかかる投影露光装置に
備えられている２軸のレーザ干渉計の構成を示す図であ
る。

【図７】この発明の他の実施の形態にかかる投影露光装
置に設けられているウエハステージの平面図である。

【図８】この発明の実施の形態にかかる投影露光装置の
製造方法を説明するためのフローチャートである。

【図９】この発明の実施の形態にかかる投影露光装置の
製造方法を説明するためのフローチャートである。

【図１０】この発明の実施の形態にかかるマイクロデバ
イスの製造方法を説明するためのフローチャートであ
る。

【図１１】この発明の実施の形態にかかるマイクロデバ
イスの製造方法を説明するためのフローチャートであ
る。

【図１２】従来の干渉計の構成図である。

【符号の説明】

１０，２０…光源、１１，２１…偏光ビームスプリッ
タ、１２，１５，２２，２６…１／４波長板、１３，２
３…移動鏡、１６，２７…参照鏡、２４…コーナキュー
ブ、１４，２５…レシーバ、１７，２８…演算装置、３
５…照明系、４２Ｙ１，４２Ｙ２，４５Ｘ１，４５Ｘ２
…レーザ干渉計、５６Ｙ１，５６Ｙ２，６５Ｘ…光量調
整部材、Ｒ…レチクル、ＲＳＴ…レチクルステージ、Ｐ
Ｌ…投影光学系、Ｗ…ウエハ、ＷＳＴ…ウエハステー
ジ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F064 AA04 BB01 CC01 EE01 FF01 GG15 GG23 GG33 GG34 GG38 GG64 HH05 JJ04 JJ05 KK04 2F065 AA02 CC17 DD04 FF52 GG04 GG12 LL12 LL36 LL37 QQ31 UU03 UU07 5F046 BA04 BA05 CC16 DB05

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源からの光を移動部材に向かう測定光
   と、参照部材に向かう参照光とに分割する光分割手段
   と、 前記移動部材により反射された測定光及び前記参照部材
   により反射された参照光が入射する受光手段と、 前記光分割手段と前記移動部材との間の光路中に配置さ
   れた第１の波長板と、 前記光分割手段と前記参照部材との間の光路中に配置さ
   れた第２の波長板と、を有し、 前記第１の波長板及び前記第２の波長板の少なくとも一
   方は調整可能に設けられていることを特徴とする干渉
   計。
2. 【請求項２】 前記第１の波長板及び前記第２の波長板
   が設置されるときの回転角度誤差をθｃ、前記測定光が
   前記第１の波長板に入射するとき又は前記参照光が前記
   第２の波長板に入射するときの入射光に関する前記光分
   割手段の消光比をη_c、係数をＫ、測定許容誤差をｘ、
   前記光の波長をλとするとき、前記第１の波長板及び前
   記第２の波長板は、以下の条件を満足する範囲で回転調
   整可能であることを特徴とする請求項１記載の干渉計。 θｃ＜（１／２）Ｓｉｎ^-1〔（√η_c・Ｋ／２）・Ｔａ
   ｎ（２πｘ／λ）〕１≧Ｋ＞０．１
3. 【請求項３】 光源からの光を移動部材に向かう測定光
   と、参照部材に向かう参照光とに分割する光分割手段
   と、 前記移動部材により反射された測定光及び前記参照部材
   により反射された参照光が入射する受光手段と、 前記光分割手段と前記移動部材との間の光路中に配置さ
   れた第１の波長板と、 前記光分割手段と前記参照部材との間の光路中に配置さ
   れた第２の波長板と、を有し、 前記第１の波長板及び前記第２の波長板が設置されると
   きの回転角度誤差をそれぞれθｃ₁，θｃ₂、前記測定光
   が前記第１の波長板に入射するときの入射光に関する前
   記光分割手段の消光比をη_c1、前記参照光が前記第２の
   波長板に入射するときの入射光に関する前記光分割手段
   の消光比をη_c2、係数をそれぞれＫ₁，Ｋ₂、測定許容誤
   差をｘ、前記光の波長をλとするとき、前記第１の波長
   板及び前記第２の波長板は、以下の条件を満足するよう
   に設定されたことを特徴とする請求項１記載の干渉計。 θｃ₁＜（１／２）Ｓｉｎ^-1〔（√η_c1・Ｋ₁／２）・Ｔ
   ａｎ（２πｘ／λ）〕１≧Ｋ₁＞０．１ θｃ₂＜（１／２）Ｓｉｎ^-1〔（√η_c2・Ｋ₂／２）・Ｔ
   ａｎ（２πｘ／λ）〕１≧Ｋ₂＞０．１
4. 【請求項４】 被計測物体に向けて第１の測定光路を形
   成する第１干渉計ユニットと、 前記被計測物体に向けて前記第１の測定光路に近接した
   第２の測定光路を形成する第２の干渉計ユニットと、 前記被計測物体と前記第１干渉計ユニットとの間に形成
   される前記第１の測定光路に配置された矩形形状を有す
   る第１の波長板と、 前記被計測物体と前記第２干渉計ユニットとの間に形成
   される前記第２の測定光路に配置された矩形形状を有す
   る第２の波長板と、を有することを特徴とする干渉計。
5. 【請求項５】 レチクルに形成された転写パターンを感
   光性基板に転写する露光装置において、 前記レチクルを載置するレチクルステージと、 前記感光性基板を載置する基板ステージと、 前記レチクルステージ及び前記基板ステージの少なくと
   も一方の位置を計測する請求項１〜請求項４の何れか一
   項に記載の干渉計を有することを特徴とする露光装置。
6. 【請求項６】 レチクルに形成された転写パターンを感
   光性基板に転写する露光装置において、 前記レチクルを載置するレチクルステージと、 前記感光性基板を載置する基板ステージと、 前記レチクルの転写パターンの像を感光性基板に投影す
   る投影系と、 走査露光を行うために前記投影系に対して前記レチクル
   ステージ及び前記基板ステージを相対的に走査方向に沿
   って移動させる走査手段と、 前記レチクルステージの走査方向に沿った位置を測定す
   るために、前記走査方向に沿って測定光路をそれぞれ形
   成するレチクルステージ計測用の第１及び第２の干渉計
   と、 前記基板ステージの走査方向に沿った位置を測定するた
   めに、前記走査方向に沿って測定光路をそれぞれ形成す
   る基板ステージ計測用の第１及び第２の干渉計とを有
   し、 前記レチクルステージ計測用の第１及び第２の干渉計の
   測定光路は、前記走査方向に平行となる前記投影系の光
   軸を含む面の方向に沿って形成されると共に、 前記基板ステージ計測用の第１及び第２の干渉計の測定
   光路は、前記走査方向に平行となる前記投影系の光軸を
   含む面の方向に沿って形成されることを特徴とする露光
   装置。
7. 【請求項７】 前記レチクルステージの走査方向に直交
   する方向に沿った位置を測定するために、前記走査方向
   に直交する方向に沿って測定光路をそれぞれ形成するレ
   チクルステージ計測用の第３及び第４の干渉計と、 前記基板ステージの走査方向に直交する方向に沿った位
   置を測定するために、前記走査方向に直交する方向に沿
   って測定光路をそれぞれ形成する基板ステージ計測用の
   第３及び第４の干渉計と、を有することを特徴とする請
   求項６記載の露光装置。
8. 【請求項８】 請求項５〜請求項７の何れか一項に記載
   の露光装置を用いてレチクルの転写パターンを感光性基
   板上に露光する露光工程と、 前記露光工程により露光された前記感光性基板を現像す
   る現像工程とを含むことを特徴とするマイクロデバイス
   の製造方法。
9. 【請求項９】 光源からの光を複数に分岐する分岐手段
   と、 前記分岐手段により分岐された第１の光に基づいて第１
   の計測を行う第１計測ユニットと、 前記分岐手段により分岐された第２の光に基づいて第２
   の計測を行う第２計測ユニットとを有する計測装置にお
   いて、 前記第１計測ユニットは、前記分岐手段による製造誤差
   に起因する第１の光の光量変化を調整する第１光量調整
   手段を有し、 前記第２計測ユニットは、前記分岐手段による製造誤差
   に起因する第２の光の光量変化を調整する第２光量調整
   手段を有することを特徴とする計測装置。
10. 【請求項１０】 レチクルに形成される所定パターンを
    感光性基板に露光する露光装置の製造方法において、 前記レチクルを照明する照明系を支持構造体に設置する
    工程と、 前記レチクルを保持するレチクルステージを前記支持構
    造体に設置する工程と、 前記感光性基板を保持する基板ステージを前記支持構造
    体に設置する工程と、 前記レチクルステージ及び前記基板ステージの少なくと
    も一方の位置を計測する位置計測装置を前記支持構造体
    に設置する工程と、 前記位置計測装置を調整する工程とを含み、 前記位置計測装置を調整する工程は、 前記位置計測装置内の分岐手段を用いて計測用光源から
    の光を少なくとも第１及び第２の光に分岐する工程と、 前記第１の光に基づいて第１の位置計測を行う前記位置
    計測装置内の第１計測ユニットを用いて第１の光の光量
    を計測する工程と、 前記第２の光に基づいて第２の位置計測を行う前記位置
    計測装置内の第２計測ユニットを用いて第２の光の光量
    を計測する工程と、 前記第１の光量を計測する工程の計測結果に基づいて、
    前記第１計測ユニットでの第１の光の光量変化を調整す
    る工程と、 前記第２の光量を計測する工程の計測結果に基づいて、
    前記第２計測ユニットでの第２の光の光量変化を調整す
    る工程と、を含むことを特徴とする露光装置の製造方
    法。