JP2003045794A - 光学特性計測方法、投影光学系の調整方法、露光方法、及び露光装置の製造方法、並びにマスク検査方法 - Google Patents
光学特性計測方法、投影光学系の調整方法、露光方法、及び露光装置の製造方法、並びにマスク検査方法Info
- Publication number
- JP2003045794A JP2003045794A JP2002134875A JP2002134875A JP2003045794A JP 2003045794 A JP2003045794 A JP 2003045794A JP 2002134875 A JP2002134875 A JP 2002134875A JP 2002134875 A JP2002134875 A JP 2002134875A JP 2003045794 A JP2003045794 A JP 2003045794A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pattern
- measurement
- optical system
- projection optical
- transfer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/70591—Testing optical components
Abstract
(57)【要約】
【課題】 投影光学系の光学特性を高精度に計測する方
法を提供する。 【解決手段】 パターン形成部材６０が物体面に位置し
かつ開口板６６がその投影光学系ＰＬ側に位置するよう
に計測用マスクＲTを配置し、計測用マスクを照明光に
より照射して複数の計測用パターン６７i,jをそれぞれ
に対応する各ピンホール状の開口７０i,j及び投影光学
系ＰＬを介して像面上に配置された基板Ｗ上に転写す
る。次に、基板Ｗ上の各計測用パターンの転写位置の基
準位置からの位置ずれ量を計測する。そして、この計測
された位置ずれ量と予め計測された各計測用パターンの
描画誤差とに基づいて、投影光学系の光学特性を算出す
る。これにより、計測用パターンの描画誤差（設計値に
対する位置誤差、配列誤差）が補正された光学特性が算
出される。従って、投影光学系の光学特性を高精度に計
測することが可能となる。
法を提供する。 【解決手段】 パターン形成部材６０が物体面に位置し
かつ開口板６６がその投影光学系ＰＬ側に位置するよう
に計測用マスクＲTを配置し、計測用マスクを照明光に
より照射して複数の計測用パターン６７i,jをそれぞれ
に対応する各ピンホール状の開口７０i,j及び投影光学
系ＰＬを介して像面上に配置された基板Ｗ上に転写す
る。次に、基板Ｗ上の各計測用パターンの転写位置の基
準位置からの位置ずれ量を計測する。そして、この計測
された位置ずれ量と予め計測された各計測用パターンの
描画誤差とに基づいて、投影光学系の光学特性を算出す
る。これにより、計測用パターンの描画誤差（設計値に
対する位置誤差、配列誤差）が補正された光学特性が算
出される。従って、投影光学系の光学特性を高精度に計
測することが可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学特性計測方
法、投影光学系の調整方法、露光方法、及び露光装置の
製造方法、並びにマスク検査方法に係り、さらに詳しく
は、第１面上のパターンを第２面上に投影する投影光学
系の光学特性を計測する光学特性計測方法、該光学特性
計測方法によって計測された結果に基づいて投影光学系
を調整する調整方法、該調整方法によって調整された投
影光学系を用いてマスクのパターンを基板上に転写する
露光方法、及び前記光学特性計測方法を含む露光装置の
製造方法、並びにマスクのパターンの位置誤差を検査す
るマスク検査方法に関する。
法、投影光学系の調整方法、露光方法、及び露光装置の
製造方法、並びにマスク検査方法に係り、さらに詳しく
は、第１面上のパターンを第２面上に投影する投影光学
系の光学特性を計測する光学特性計測方法、該光学特性
計測方法によって計測された結果に基づいて投影光学系
を調整する調整方法、該調整方法によって調整された投
影光学系を用いてマスクのパターンを基板上に転写する
露光方法、及び前記光学特性計測方法を含む露光装置の
製造方法、並びにマスクのパターンの位置誤差を検査す
るマスク検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、半導体素子（ＣＰＵ、ＤＲＡ
Ｍ等）、撮像素子（ＣＣＤ等）及び液晶表示素子、薄膜
磁気ヘッド等を製造するリソグラフィ工程では、基板上
にデバイスパターンを形成する種々の露光装置が用いら
れている。近年においては、半導体素子等の高集積化に
伴い、高いスループットで微細パターンを精度良くウエ
ハ又はガラスプレート等の基板上に形成可能なステップ
・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置（いわゆる
ステッパ）やこのステッパに改良を加えたステップ・ア
ンド・スキャン方式の走査型露光装置（いわゆるスキャ
ニング・ステッパ）等の投影露光装置が主として用いら
れている。
Ｍ等）、撮像素子（ＣＣＤ等）及び液晶表示素子、薄膜
磁気ヘッド等を製造するリソグラフィ工程では、基板上
にデバイスパターンを形成する種々の露光装置が用いら
れている。近年においては、半導体素子等の高集積化に
伴い、高いスループットで微細パターンを精度良くウエ
ハ又はガラスプレート等の基板上に形成可能なステップ
・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置（いわゆる
ステッパ）やこのステッパに改良を加えたステップ・ア
ンド・スキャン方式の走査型露光装置（いわゆるスキャ
ニング・ステッパ）等の投影露光装置が主として用いら
れている。
【０００３】ところで、半導体素子等を製造する場合に
は、異なる回路パターンを基板上に幾層にも積み重ねて
形成する必要があるため、回路パターンが描画されたレ
チクル（又はマスク）と、基板上の各ショット領域に既
に形成されたパターンとを正確に重ね合わせることが重
要である。かかる重ね合せを精度良く行うためには、投
影光学系の光学特性を正確に計測し、これを所望の状態
に調整し管理する必要がある。
は、異なる回路パターンを基板上に幾層にも積み重ねて
形成する必要があるため、回路パターンが描画されたレ
チクル（又はマスク）と、基板上の各ショット領域に既
に形成されたパターンとを正確に重ね合わせることが重
要である。かかる重ね合せを精度良く行うためには、投
影光学系の光学特性を正確に計測し、これを所望の状態
に調整し管理する必要がある。
【０００４】従来、投影光学系の光学特性の計測方法と
して、所定の計測用パターンが形成された計測用マスク
を用いて露光を行い、計測用パターンの投影像が転写さ
れた基板を現像して得られるレジスト像を計測した計測
結果に基づいて光学特性を算出する方法（以下、「焼き
付け法」と呼ぶ）が、主として用いられている。この
他、実際に露光を行うことなく、計測用マスクを照明光
により照明し投影光学系によって形成された計測用パタ
ーンの空間像（投影像）を計測し、この計測結果に基づ
いて光学特性を算出する方法（以下、「空間像計測法」
と呼ぶ）も行われている。
して、所定の計測用パターンが形成された計測用マスク
を用いて露光を行い、計測用パターンの投影像が転写さ
れた基板を現像して得られるレジスト像を計測した計測
結果に基づいて光学特性を算出する方法（以下、「焼き
付け法」と呼ぶ）が、主として用いられている。この
他、実際に露光を行うことなく、計測用マスクを照明光
により照明し投影光学系によって形成された計測用パタ
ーンの空間像（投影像）を計測し、この計測結果に基づ
いて光学特性を算出する方法（以下、「空間像計測法」
と呼ぶ）も行われている。
【０００５】従来の露光装置では、いわゆるザイデルの
５収差と呼ばれる球面収差、コマ収差、非点収差、像面
湾曲、歪曲収差（ディストーション）等の低次の収差を
上記焼き付け法又は空間像計測法によって計測し、この
計測結果に基づいて投影光学系の上記諸収差を調整し管
理することが主として行われていた。
５収差と呼ばれる球面収差、コマ収差、非点収差、像面
湾曲、歪曲収差（ディストーション）等の低次の収差を
上記焼き付け法又は空間像計測法によって計測し、この
計測結果に基づいて投影光学系の上記諸収差を調整し管
理することが主として行われていた。
【０００６】しかるに、半導体素子は年々高集積化し、
これに伴って露光装置には、より一層の高精度な露光性
能が要求されるようになり、近年では、上記の低次収差
のみを調整するのみでは不十分となっている。従って、
露光装置の製造工場内での組み立て時のみならず、半導
体製造工場のクリーンルーム内に設置後においても、投
影光学系の波面収差を計測してより高次の収差を含む投
影光学系の光学特性を維持管理する必要が生じている。
これに伴って露光装置には、より一層の高精度な露光性
能が要求されるようになり、近年では、上記の低次収差
のみを調整するのみでは不十分となっている。従って、
露光装置の製造工場内での組み立て時のみならず、半導
体製造工場のクリーンルーム内に設置後においても、投
影光学系の波面収差を計測してより高次の収差を含む投
影光学系の光学特性を維持管理する必要が生じている。
【０００７】上記の焼き付け法を利用して波面収差を計
測する技術として、特殊な構造のマスクを用い、そのマ
スク上の複数の計測用パターンのそれぞれを、個別に設
けられたピンホール及び投影光学系を順次介して基板上
に焼き付けるとともに、マスク上の基準パターンを集光
レンズ及びピンホールを介することなく、投影光学系を
介して基板上に焼き付けて、それぞれの焼き付けの結果
得られる複数の計測用パターンのレジスト像それぞれの
基準パターンのレジスト像に対する位置ずれ量を計測し
て所定の演算により、波面収差を算出する技術に関する
発明が、米国特許第５，９７８，０８５号に開示されて
いる。
測する技術として、特殊な構造のマスクを用い、そのマ
スク上の複数の計測用パターンのそれぞれを、個別に設
けられたピンホール及び投影光学系を順次介して基板上
に焼き付けるとともに、マスク上の基準パターンを集光
レンズ及びピンホールを介することなく、投影光学系を
介して基板上に焼き付けて、それぞれの焼き付けの結果
得られる複数の計測用パターンのレジスト像それぞれの
基準パターンのレジスト像に対する位置ずれ量を計測し
て所定の演算により、波面収差を算出する技術に関する
発明が、米国特許第５，９７８，０８５号に開示されて
いる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記米国特
許に開示される技術をステッパ等に適用して投影光学系
の波面収差を精度良く計測するためには、マスク上の計
測用パターンの位置や配列が正確に設計値に一致してい
ること、すなわちパターンの描画誤差がないことが重要
である。その理由は、かかる描画誤差があると、焼き付
けの結果得られる複数の計測用パターンの前記位置ずれ
量に描画誤差が影響を与え、位置ずれ量が投影光学系の
波面収差を正確に反映した量とならず、ひいては波面の
正確な再現が困難となるためである。
許に開示される技術をステッパ等に適用して投影光学系
の波面収差を精度良く計測するためには、マスク上の計
測用パターンの位置や配列が正確に設計値に一致してい
ること、すなわちパターンの描画誤差がないことが重要
である。その理由は、かかる描画誤差があると、焼き付
けの結果得られる複数の計測用パターンの前記位置ずれ
量に描画誤差が影響を与え、位置ずれ量が投影光学系の
波面収差を正確に反映した量とならず、ひいては波面の
正確な再現が困難となるためである。
【０００９】しかしながら、現状のマスクの製造工程を
考えれば、描画誤差を無くすことは、事実上非常に困難
である。
考えれば、描画誤差を無くすことは、事実上非常に困難
である。
【００１０】また、上記米国特許に開示される技術で
は、各パターンを１回の露光で基板上にそれぞれ転写
し、その基板を現像後に得られるレジスト像について１
度の計測で得られる計測結果に基づいて波面収差を算出
することを基本としている。このため、レジストの特性
や現像プロセス、あるいは露光時の基板の位置決め誤差
などが、前記位置ずれ量の計測結果に影響を与えるとと
もに、計測器の計測誤差そのものも波面収差の計測誤差
の要因となる。
は、各パターンを１回の露光で基板上にそれぞれ転写
し、その基板を現像後に得られるレジスト像について１
度の計測で得られる計測結果に基づいて波面収差を算出
することを基本としている。このため、レジストの特性
や現像プロセス、あるいは露光時の基板の位置決め誤差
などが、前記位置ずれ量の計測結果に影響を与えるとと
もに、計測器の計測誤差そのものも波面収差の計測誤差
の要因となる。
【００１１】さらに、前述の如く、焼き付けの結果得ら
れる複数の計測用パターンの前記位置ずれ量にパターン
描画誤差が影響を与えるということは、これを利用すれ
ばマスクの検査が可能になるものと予想される。
れる複数の計測用パターンの前記位置ずれ量にパターン
描画誤差が影響を与えるということは、これを利用すれ
ばマスクの検査が可能になるものと予想される。
【００１２】本発明は、かかる事情の下になされたもの
で、その第１の目的は、投影光学系の光学特性を高精度
に計測することが可能な光学特性計測方法を提供するこ
とにある。
で、その第１の目的は、投影光学系の光学特性を高精度
に計測することが可能な光学特性計測方法を提供するこ
とにある。
【００１３】本発明の第２の目的は、投影光学系の光学
特性を精度良く調整することが可能な投影光学系の調整
方法を提供することにある。
特性を精度良く調整することが可能な投影光学系の調整
方法を提供することにある。
【００１４】本発明の第３の目的は、マスクのパターン
を基板上に精度良く転写することが可能な露光方法、及
び露光装置の製造方法を提供することにある。
を基板上に精度良く転写することが可能な露光方法、及
び露光装置の製造方法を提供することにある。
【００１５】本発明の第４の目的は、マスクのパターン
の位置誤差を高精度に検出することができるマスク検査
方法を提供することにある。
の位置誤差を高精度に検出することができるマスク検査
方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、第１面上のパターンを第２面上に投影する投影光学
系（ＰＬ）の光学特性を計測する光学特性計測方法であ
って、複数の計測用パターン（６７i,j）がパターン面
に所定の位置関係で形成されたパターン形成部材（６
０）と、前記パターン形成部材の前記パターン面の一側
に前記各計測用パターンに個別に対応する複数のピンホ
ール状の開口（７０i,j）が形成された開口板（６６）
とを備えた計測用マスクを用意し、前記複数の計測用パ
ターンそれぞれの描画誤差を計測する描画誤差計測工程
と；前記パターン形成部材が前記第１面上に位置しかつ
前記開口板がその前記投影光学系側に位置するように前
記計測用マスクを配置し、前記計測用マスクを照明光に
より照射して前記複数の計測用パターンをそれぞれに対
応する前記各ピンホール状の開口及び前記投影光学系を
介して前記第２面上に配置された基板上に転写する第１
転写工程と；前記基板上の前記各計測用パターンの転写
位置の基準位置からの位置ずれ量を計測する位置ずれ量
計測工程と；前記位置ずれ量と前記描画誤差とに基づい
て、前記投影光学系の光学特性を算出する算出工程と；
を含む光学特性計測方法である。
は、第１面上のパターンを第２面上に投影する投影光学
系（ＰＬ）の光学特性を計測する光学特性計測方法であ
って、複数の計測用パターン（６７i,j）がパターン面
に所定の位置関係で形成されたパターン形成部材（６
０）と、前記パターン形成部材の前記パターン面の一側
に前記各計測用パターンに個別に対応する複数のピンホ
ール状の開口（７０i,j）が形成された開口板（６６）
とを備えた計測用マスクを用意し、前記複数の計測用パ
ターンそれぞれの描画誤差を計測する描画誤差計測工程
と；前記パターン形成部材が前記第１面上に位置しかつ
前記開口板がその前記投影光学系側に位置するように前
記計測用マスクを配置し、前記計測用マスクを照明光に
より照射して前記複数の計測用パターンをそれぞれに対
応する前記各ピンホール状の開口及び前記投影光学系を
介して前記第２面上に配置された基板上に転写する第１
転写工程と；前記基板上の前記各計測用パターンの転写
位置の基準位置からの位置ずれ量を計測する位置ずれ量
計測工程と；前記位置ずれ量と前記描画誤差とに基づい
て、前記投影光学系の光学特性を算出する算出工程と；
を含む光学特性計測方法である。
【００１７】ここで、計測用マスクは、フォトマスクあ
るいはレチクル等の原版に限らず、上記各構成要件を具
備するものの全てを含む。
るいはレチクル等の原版に限らず、上記各構成要件を具
備するものの全てを含む。
【００１８】これによれば、パターン形成部材が第１面
上に位置しかつ前記開口板がその投影光学系側に位置す
るように計測用マスクを配置した状態で、計測用マスク
を照明光により照射して複数の計測用パターンをそれぞ
れに対応する各ピンホール状の開口及び投影光学系を介
して第２面（像面）上に配置された基板上に転写する
（第１転写工程）。次に、基板上の各計測用パターンの
転写位置の基準位置からの位置ずれ量を計測する（位置
ずれ量計測工程）。そして、この計測された位置ずれ量
と予め描画誤差計測工程で計測された描画誤差とに基づ
いて、投影光学系の光学特性を算出する（算出工程）。
ここで、算出工程では、描画誤差を用いて計測された位
置ずれ量を補正し、その補正後の位置ずれ量を用いて投
影光学系の光学特性を算出しても良いし、位置ずれ量に
基づいて投影光学系の光学特性を算出し、その算出結果
を前記描画誤差を考慮して補正し、その補正後に得られ
た光学特性を光学特性の算出結果としても良い。いずれ
にしても、計測用パターンの描画誤差（設計値に対する
位置誤差、配列誤差）が補正された光学特性が算出され
る。従って、本発明によれば、投影光学系の光学特性を
高精度に計測することが可能となる。
上に位置しかつ前記開口板がその投影光学系側に位置す
るように計測用マスクを配置した状態で、計測用マスク
を照明光により照射して複数の計測用パターンをそれぞ
れに対応する各ピンホール状の開口及び投影光学系を介
して第２面（像面）上に配置された基板上に転写する
（第１転写工程）。次に、基板上の各計測用パターンの
転写位置の基準位置からの位置ずれ量を計測する（位置
ずれ量計測工程）。そして、この計測された位置ずれ量
と予め描画誤差計測工程で計測された描画誤差とに基づ
いて、投影光学系の光学特性を算出する（算出工程）。
ここで、算出工程では、描画誤差を用いて計測された位
置ずれ量を補正し、その補正後の位置ずれ量を用いて投
影光学系の光学特性を算出しても良いし、位置ずれ量に
基づいて投影光学系の光学特性を算出し、その算出結果
を前記描画誤差を考慮して補正し、その補正後に得られ
た光学特性を光学特性の算出結果としても良い。いずれ
にしても、計測用パターンの描画誤差（設計値に対する
位置誤差、配列誤差）が補正された光学特性が算出され
る。従って、本発明によれば、投影光学系の光学特性を
高精度に計測することが可能となる。
【００１９】この場合において、請求項２に記載の光学
特性計測方法の如く、前記描画誤差は、前記各計測用パ
ターンを構成する各パターンの設計値に対する位置誤差
であることとすることができる。あるいは、請求項３に
記載の光学特性計測方法の如く、前記パターン形成部材
には、前記計測用マスクの位置合わせのための少なくと
も１つの位置合わせマークが更に形成されている場合、
前記描画誤差は、前記各計測用パターンと前記少なくと
も１つの位置合わせマークとの相対位置の設計値に対す
る誤差であることとすることもできる。この場合におい
て、請求項４に記載の光学特性計測方法の如く、前記パ
ターン形成部材には、前記位置合わせマークが少なくと
も２つ、所定の位置関係で形成されていることとするこ
ともできる。
特性計測方法の如く、前記描画誤差は、前記各計測用パ
ターンを構成する各パターンの設計値に対する位置誤差
であることとすることができる。あるいは、請求項３に
記載の光学特性計測方法の如く、前記パターン形成部材
には、前記計測用マスクの位置合わせのための少なくと
も１つの位置合わせマークが更に形成されている場合、
前記描画誤差は、前記各計測用パターンと前記少なくと
も１つの位置合わせマークとの相対位置の設計値に対す
る誤差であることとすることもできる。この場合におい
て、請求項４に記載の光学特性計測方法の如く、前記パ
ターン形成部材には、前記位置合わせマークが少なくと
も２つ、所定の位置関係で形成されていることとするこ
ともできる。
【００２０】上記請求項１〜４に記載の各光学特性計測
方法において、基板上の前記各計測用パターンの転写位
置の位置ずれ量の計測に際して、設計値あるいは前記基
板上に予め形成された基準パターンの位置などを基準位
置として前記各計測用パターンの転写位置の位置ずれ量
を計測することができる。しかし、これに限らず、請求
項５に記載の光学特性計測方法の如く、前記パターン形
成部材には、前記各計測用パターンの投影位置の位置ず
れの基準となる基準パターン（７４1，７４2）が更に形
成され、前記照明光を用いて前記基準パターンを前記各
計測用パターンの位置ずれの基準として前記投影光学系
を介して前記基板上に順次転写する第２転写工程を更に
含み、前記位置ずれ量計測工程では、前記基板上の前記
基準パターンの各転写位置を基準とする対応する前記各
計測用パターンの転写位置を前記位置ずれ量として計測
することとすることができる。
方法において、基板上の前記各計測用パターンの転写位
置の位置ずれ量の計測に際して、設計値あるいは前記基
板上に予め形成された基準パターンの位置などを基準位
置として前記各計測用パターンの転写位置の位置ずれ量
を計測することができる。しかし、これに限らず、請求
項５に記載の光学特性計測方法の如く、前記パターン形
成部材には、前記各計測用パターンの投影位置の位置ず
れの基準となる基準パターン（７４1，７４2）が更に形
成され、前記照明光を用いて前記基準パターンを前記各
計測用パターンの位置ずれの基準として前記投影光学系
を介して前記基板上に順次転写する第２転写工程を更に
含み、前記位置ずれ量計測工程では、前記基板上の前記
基準パターンの各転写位置を基準とする対応する前記各
計測用パターンの転写位置を前記位置ずれ量として計測
することとすることができる。
【００２１】請求項６に記載の発明は、第１面上のパタ
ーンを第２面上に投影する投影光学系（ＰＬ）の光学特
性を計測する光学特性計測方法であって、前記第１面上
に、複数の計測用パターン（６７i,j）を所定の位置関
係で配置し、前記複数の計測用パターンを照明光で照明
し、前記複数の計測用パターンを個別に対応するピンホ
ール状の開口（７０i,j）及び前記投影光学系を介して
前記第２面上に配置された基板上の少なくとも１つの部
分領域に転写する第１転写工程と；前記第１面上に、前
記各計測用パターンの投影位置の位置ずれの基準となる
基準パターンを配置し、該基準パターンを前記照明光で
照明して前記基準パターンを前記投影光学系を介して前
記第２面上に配置された前記基板上の前記各計測用パタ
ーンの転写領域に個別に対応する領域それぞれに順次、
複数回繰り返し転写する第２転写工程と；前記第１、第
２転写工程の後に得られる前記基板上の前記各計測用パ
ターンの転写位置情報とこれに対応する前記基準パター
ンの転写位置情報とに基づいて前記各計測用パターンの
基準位置からの位置ずれ量を求める位置ずれ量計測工程
と；前記位置ずれ量に基づいて前記投影光学系の光学特
性を算出する算出工程と；を含む光学特性計測方法であ
る。
ーンを第２面上に投影する投影光学系（ＰＬ）の光学特
性を計測する光学特性計測方法であって、前記第１面上
に、複数の計測用パターン（６７i,j）を所定の位置関
係で配置し、前記複数の計測用パターンを照明光で照明
し、前記複数の計測用パターンを個別に対応するピンホ
ール状の開口（７０i,j）及び前記投影光学系を介して
前記第２面上に配置された基板上の少なくとも１つの部
分領域に転写する第１転写工程と；前記第１面上に、前
記各計測用パターンの投影位置の位置ずれの基準となる
基準パターンを配置し、該基準パターンを前記照明光で
照明して前記基準パターンを前記投影光学系を介して前
記第２面上に配置された前記基板上の前記各計測用パタ
ーンの転写領域に個別に対応する領域それぞれに順次、
複数回繰り返し転写する第２転写工程と；前記第１、第
２転写工程の後に得られる前記基板上の前記各計測用パ
ターンの転写位置情報とこれに対応する前記基準パター
ンの転写位置情報とに基づいて前記各計測用パターンの
基準位置からの位置ずれ量を求める位置ずれ量計測工程
と；前記位置ずれ量に基づいて前記投影光学系の光学特
性を算出する算出工程と；を含む光学特性計測方法であ
る。
【００２２】これによれば、第１面（投影光学系の物体
面）上に、複数の計測用パターンを所定の位置関係で配
置し、複数の計測用パターンを照明光で照明し、複数の
計測用パターンを個別に対応するピンホール状の開口及
び投影光学系を介して第２面（投影光学系の像面）上に
配置された基板上の少なくとも１つの部分領域に転写す
る（第１転写工程）。また、第１面上に、各計測用パタ
ーンの投影位置の位置ずれの基準となる基準パターンを
配置し、該基準パターンを照明光で照明して基準パター
ンを投影光学系を介して第２面上に配置された基板上の
各計測用パターンの転写領域に個別に対応する領域それ
ぞれに順次、複数回繰り返し転写する（第２転写工
程）。前記第１、第２転写工程の後に得られる基板上の
各計測用パターンの転写位置情報とこれに対応する前記
基準パターンの転写位置情報とに基づいて前記各計測用
パターンの基準位置からの位置ずれ量を求める（位置ず
れ量計測工程）。そして、その求められた位置ずれ量に
基づいて投影光学系の光学特性を算出する（算出工
程）。
面）上に、複数の計測用パターンを所定の位置関係で配
置し、複数の計測用パターンを照明光で照明し、複数の
計測用パターンを個別に対応するピンホール状の開口及
び投影光学系を介して第２面（投影光学系の像面）上に
配置された基板上の少なくとも１つの部分領域に転写す
る（第１転写工程）。また、第１面上に、各計測用パタ
ーンの投影位置の位置ずれの基準となる基準パターンを
配置し、該基準パターンを照明光で照明して基準パター
ンを投影光学系を介して第２面上に配置された基板上の
各計測用パターンの転写領域に個別に対応する領域それ
ぞれに順次、複数回繰り返し転写する（第２転写工
程）。前記第１、第２転写工程の後に得られる基板上の
各計測用パターンの転写位置情報とこれに対応する前記
基準パターンの転写位置情報とに基づいて前記各計測用
パターンの基準位置からの位置ずれ量を求める（位置ず
れ量計測工程）。そして、その求められた位置ずれ量に
基づいて投影光学系の光学特性を算出する（算出工
程）。
【００２３】ここで、第２転写工程では、基準パターン
を照明光で照明して基準パターンを投影光学系を介して
第２面上に配置された基板上の各計測用パターンの転写
領域に個別に対応する領域それぞれに順次、複数回繰り
返し転写するので、その転写後に得られる基板上の各計
測用パターンの転写領域に個別に対応する領域それぞれ
の基準パターンの各転写像の位置は、複数回の転写の際
の基板の位置決め誤差の平均値を含む位置となる。すな
わち、それぞれの基準パターンの転写位置情報は、転写
時の位置決め誤差が平均化された値となり、これを基準
位置として各計測用パターンの転写位置情報に基づいて
各計測用パターンの前記基準位置に対する位置ずれ量を
求めれば、上記平均化の効果により、位置ずれ量の計測
精度の向上が可能である。従って、この精度良く計測さ
れた位置ずれ量に基づいて投影光学系の光学特性を精度
良く算出することが可能となる。
を照明光で照明して基準パターンを投影光学系を介して
第２面上に配置された基板上の各計測用パターンの転写
領域に個別に対応する領域それぞれに順次、複数回繰り
返し転写するので、その転写後に得られる基板上の各計
測用パターンの転写領域に個別に対応する領域それぞれ
の基準パターンの各転写像の位置は、複数回の転写の際
の基板の位置決め誤差の平均値を含む位置となる。すな
わち、それぞれの基準パターンの転写位置情報は、転写
時の位置決め誤差が平均化された値となり、これを基準
位置として各計測用パターンの転写位置情報に基づいて
各計測用パターンの前記基準位置に対する位置ずれ量を
求めれば、上記平均化の効果により、位置ずれ量の計測
精度の向上が可能である。従って、この精度良く計測さ
れた位置ずれ量に基づいて投影光学系の光学特性を精度
良く算出することが可能となる。
【００２４】この場合において、請求項７に記載の光学
特性計測方法の如く、前記第２転写工程では、前記照明
光のエネルギ量の総量が必要とされるエネルギ量となる
ように前記エネルギ量を調整しつつ、前記基準パターン
を前記基板上の同一の複数領域に複数回繰り返して転写
することとすることができる。例えば、各回の照明光の
エネルギ量を必要とされるエネルギ量の１／Ｎ（Ｎは２
以上の整数）に調整して、基板上の同一の複数領域にＮ
回繰り返して転写することとすることができる。なお、
複数回の露光でそれぞれ基板に与えるエネルギ量を異な
らせても良く、要はエネルギ量の総和が必要とされるエ
ネルギ量（フォトレジストの感度などに応じた適正な露
光ドーズ量）となれば良い。
特性計測方法の如く、前記第２転写工程では、前記照明
光のエネルギ量の総量が必要とされるエネルギ量となる
ように前記エネルギ量を調整しつつ、前記基準パターン
を前記基板上の同一の複数領域に複数回繰り返して転写
することとすることができる。例えば、各回の照明光の
エネルギ量を必要とされるエネルギ量の１／Ｎ（Ｎは２
以上の整数）に調整して、基板上の同一の複数領域にＮ
回繰り返して転写することとすることができる。なお、
複数回の露光でそれぞれ基板に与えるエネルギ量を異な
らせても良く、要はエネルギ量の総和が必要とされるエ
ネルギ量（フォトレジストの感度などに応じた適正な露
光ドーズ量）となれば良い。
【００２５】上記請求項６に記載の光学特性計測方法に
おいて、複数の計測用パターンを基板上の１つの部分領
域に転写しても勿論良いが、請求項８に記載の発明の如
く、前記第１転写工程では、前記複数の計測用パターン
を前記基板上の複数の部分領域に転写し、これに対応し
て、前記第２転写工程では、前記照明光のエネルギ量の
総量が全体として必要とされるエネルギ量となるように
前記エネルギ量を調整しつつ、前記基準パターンを前記
基板上の前記複数の部分領域内の前記計測用パターンの
転写領域に個別に対応する領域それぞれに順次、複数回
繰り返し転写し、前記位置ずれ量計測工程では、前記基
板上の複数の部分領域における前記各計測用パターンの
転写位置と前記基準パターンの転写位置との相対位置の
平均値に基づいて、前記各計測用パターンの基準位置か
らの位置ずれ量を求めることとしても良い。
おいて、複数の計測用パターンを基板上の１つの部分領
域に転写しても勿論良いが、請求項８に記載の発明の如
く、前記第１転写工程では、前記複数の計測用パターン
を前記基板上の複数の部分領域に転写し、これに対応し
て、前記第２転写工程では、前記照明光のエネルギ量の
総量が全体として必要とされるエネルギ量となるように
前記エネルギ量を調整しつつ、前記基準パターンを前記
基板上の前記複数の部分領域内の前記計測用パターンの
転写領域に個別に対応する領域それぞれに順次、複数回
繰り返し転写し、前記位置ずれ量計測工程では、前記基
板上の複数の部分領域における前記各計測用パターンの
転写位置と前記基準パターンの転写位置との相対位置の
平均値に基づいて、前記各計測用パターンの基準位置か
らの位置ずれ量を求めることとしても良い。
【００２６】この場合において、請求項９に記載の光学
特性計測方法の如く、前記第１転写工程では、前記照明
光のエネルギ量の総量が全体として必要とされるエネル
ギ量となるように前記エネルギ量を調整しつつ、前記複
数の計測用パターンを前記基板上の前記複数の部分領域
に順次、複数回繰り返し転写することとすることができ
る。
特性計測方法の如く、前記第１転写工程では、前記照明
光のエネルギ量の総量が全体として必要とされるエネル
ギ量となるように前記エネルギ量を調整しつつ、前記複
数の計測用パターンを前記基板上の前記複数の部分領域
に順次、複数回繰り返し転写することとすることができ
る。
【００２７】請求項１０に記載の発明は、第１面上のパ
ターンを第２面上に投影する投影光学系（ＰＬ）の光学
特性を計測する光学特性計測方法であって、前記第１面
上に、複数の計測用パターンを所定の位置関係で配置
し、前記複数の計測用パターン（６７i,j）を所定エネ
ルギの照明光で照明し、前記複数の計測用パターンを個
別に対応するピンホール状の開口（７０i,j）及び前記
投影光学系を介して前記第２面上に配置された基板上の
少なくとも１つの部分領域に、複数回繰り返し転写する
転写工程と；前記転写工程の後に得られる前記基板上の
各計測用パターンの転写位置の基準位置からの位置ずれ
量の平均値を求める位置ずれ量計測工程と；前記位置ず
れ量に基づいて前記投影光学系の光学特性を算出する算
出工程と；を含む光学特性計測方法である。
ターンを第２面上に投影する投影光学系（ＰＬ）の光学
特性を計測する光学特性計測方法であって、前記第１面
上に、複数の計測用パターンを所定の位置関係で配置
し、前記複数の計測用パターン（６７i,j）を所定エネ
ルギの照明光で照明し、前記複数の計測用パターンを個
別に対応するピンホール状の開口（７０i,j）及び前記
投影光学系を介して前記第２面上に配置された基板上の
少なくとも１つの部分領域に、複数回繰り返し転写する
転写工程と；前記転写工程の後に得られる前記基板上の
各計測用パターンの転写位置の基準位置からの位置ずれ
量の平均値を求める位置ずれ量計測工程と；前記位置ず
れ量に基づいて前記投影光学系の光学特性を算出する算
出工程と；を含む光学特性計測方法である。
【００２８】これによれば、第１面上に、複数の計測用
パターンを所定の位置関係で配置し、複数の計測用パタ
ーンを所定エネルギの照明光で照明し、複数の計測用パ
ターンを個別に対応するピンホール状の開口及び投影光
学系を介して第２面上に配置された基板上の少なくとも
１つの部分領域に、複数回繰り返し転写する（転写工
程）。次いで、前記転写工程の後に得られる基板上の各
計測用パターンの転写位置の基準位置からの位置ずれ量
の平均値を求める（位置ずれ量計測工程）。そして、求
められた位置ずれ量に基づいて投影光学系の光学特性を
算出する（算出工程）。
パターンを所定の位置関係で配置し、複数の計測用パタ
ーンを所定エネルギの照明光で照明し、複数の計測用パ
ターンを個別に対応するピンホール状の開口及び投影光
学系を介して第２面上に配置された基板上の少なくとも
１つの部分領域に、複数回繰り返し転写する（転写工
程）。次いで、前記転写工程の後に得られる基板上の各
計測用パターンの転写位置の基準位置からの位置ずれ量
の平均値を求める（位置ずれ量計測工程）。そして、求
められた位置ずれ量に基づいて投影光学系の光学特性を
算出する（算出工程）。
【００２９】ここで、上記の「複数回繰り返し転写」
は、基板上の異なる部分領域に対して各計測用パターン
を各１回又は各複数回転写する場合は勿論、基板上の同
一の部分領域に各計測用パターンを複数回転写する場合
の双方を含む。従って、算出工程で算出される、基板上
の各計測用パターンの転写位置の基準位置からの位置ず
れ量の平均値は、各計測用パターンの転写位置の基準位
置からの位置ずれ量の複数の部分領域における平均値の
みならず、同一の部分領域に対する複数回の露光におけ
る各計測用パターンの転写位置の基準位置からの位置ず
れ量の平均値をも含む。後者の場合、「平均値」は、各
計測用パターンについて、複数回の露光により光学的に
平均化された（転写時の位置決め誤差が平均化された）
１つの転写位置の基準位置からの位置ずれ量となる。
は、基板上の異なる部分領域に対して各計測用パターン
を各１回又は各複数回転写する場合は勿論、基板上の同
一の部分領域に各計測用パターンを複数回転写する場合
の双方を含む。従って、算出工程で算出される、基板上
の各計測用パターンの転写位置の基準位置からの位置ず
れ量の平均値は、各計測用パターンの転写位置の基準位
置からの位置ずれ量の複数の部分領域における平均値の
みならず、同一の部分領域に対する複数回の露光におけ
る各計測用パターンの転写位置の基準位置からの位置ず
れ量の平均値をも含む。後者の場合、「平均値」は、各
計測用パターンについて、複数回の露光により光学的に
平均化された（転写時の位置決め誤差が平均化された）
１つの転写位置の基準位置からの位置ずれ量となる。
【００３０】ここで、基板上の異なる部分領域に対して
各計測用パターンを各１回転写する場合には、上記の基
板上の各計測用パターンの転写位置の基準位置からの位
置ずれ量の平均値は、複数の部分領域についての平均値
演算による平均化効果により、１つの部分領域に対する
１回の露光により転写された各計測用パターンの基準位
置からの位置ずれ量に比べて計測値に含まれる計測誤差
が低減された値となる。また、基板上の同一の部分領域
に各計測用パターンを複数回転写する場合には、上記の
基板上の各計測用パターンの転写位置の基準位置からの
位置ずれ量の平均値は、複数回の転写の際の基板の位置
決め誤差（ランダム誤差）が平均化効果により低減され
た位置となる。特に、基板上の異なる部分領域に対して
各計測用パターンを各複数回転写する場合には、各計測
用パターンの基準位置からの位置ずれ量の平均値は、上
記の二重の平均化効果により、転写時の基板の位置決め
誤差、及び計測誤差の影響が軽減された更に精度の良い
値となる。従って、いずれにしても、算出工程では、上
記の位置ずれ量の平均値に基づいて投影光学系の光学特
性を精度良く算出することが可能となる。
各計測用パターンを各１回転写する場合には、上記の基
板上の各計測用パターンの転写位置の基準位置からの位
置ずれ量の平均値は、複数の部分領域についての平均値
演算による平均化効果により、１つの部分領域に対する
１回の露光により転写された各計測用パターンの基準位
置からの位置ずれ量に比べて計測値に含まれる計測誤差
が低減された値となる。また、基板上の同一の部分領域
に各計測用パターンを複数回転写する場合には、上記の
基板上の各計測用パターンの転写位置の基準位置からの
位置ずれ量の平均値は、複数回の転写の際の基板の位置
決め誤差（ランダム誤差）が平均化効果により低減され
た位置となる。特に、基板上の異なる部分領域に対して
各計測用パターンを各複数回転写する場合には、各計測
用パターンの基準位置からの位置ずれ量の平均値は、上
記の二重の平均化効果により、転写時の基板の位置決め
誤差、及び計測誤差の影響が軽減された更に精度の良い
値となる。従って、いずれにしても、算出工程では、上
記の位置ずれ量の平均値に基づいて投影光学系の光学特
性を精度良く算出することが可能となる。
【００３１】なお、基板上に転写される基準パターンを
前記基準位置として計測用パターンの位置ずれ量を計測
しても良いが、例えば投影光学系の視野（照明光の照射
領域）内で計測用パターンを配置すべき複数の計測点と
同一の位置関係で複数の基準パターンが形成された基準
基板を用い、その各計測点で基準パターンを前記基準位
置として計測用パターンの位置ずれ量を計測しても良
い。この場合、基準パターンの転写が不要となり、計測
用パターンの位置ずれ量の計測精度を向上させることが
できる。このとき、基準基板上での複数の基準パターン
の位置関係（間隔など）を計測しておき、例えばこの計
測結果を用いて計測用パターン毎に前述の位置ずれ量を
求める、あるいは投影光学系の光学特性の計測結果を補
正することが望ましい。これにより、基準基板の製造誤
差（基準パターンの位置誤差など）に起因した光学特性
の計測誤差を低減することができる。
前記基準位置として計測用パターンの位置ずれ量を計測
しても良いが、例えば投影光学系の視野（照明光の照射
領域）内で計測用パターンを配置すべき複数の計測点と
同一の位置関係で複数の基準パターンが形成された基準
基板を用い、その各計測点で基準パターンを前記基準位
置として計測用パターンの位置ずれ量を計測しても良
い。この場合、基準パターンの転写が不要となり、計測
用パターンの位置ずれ量の計測精度を向上させることが
できる。このとき、基準基板上での複数の基準パターン
の位置関係（間隔など）を計測しておき、例えばこの計
測結果を用いて計測用パターン毎に前述の位置ずれ量を
求める、あるいは投影光学系の光学特性の計測結果を補
正することが望ましい。これにより、基準基板の製造誤
差（基準パターンの位置誤差など）に起因した光学特性
の計測誤差を低減することができる。
【００３２】上記請求項１〜１０に記載の各光学特性計
測方法において、請求項１１に記載の発明の如く、前記
算出工程では、前記光学特性として前記投影光学系の波
面収差を算出することとすることができる。
測方法において、請求項１１に記載の発明の如く、前記
算出工程では、前記光学特性として前記投影光学系の波
面収差を算出することとすることができる。
【００３３】請求項１２に記載の発明は、マスク（Ｒ）
のパターンを投影光学系（ＰＬ）を介して基板（Ｗ）上
に転写する露光装置を製造する方法であって、請求項１
〜１１のいずれか一項に記載の光学特性計測方法を用い
て前記投影光学系の光学特性を計測する工程と；前記光
学特性の計測結果に基づいて前記投影光学系を調整する
工程と；を含む露光装置の製造方法である。
のパターンを投影光学系（ＰＬ）を介して基板（Ｗ）上
に転写する露光装置を製造する方法であって、請求項１
〜１１のいずれか一項に記載の光学特性計測方法を用い
て前記投影光学系の光学特性を計測する工程と；前記光
学特性の計測結果に基づいて前記投影光学系を調整する
工程と；を含む露光装置の製造方法である。
【００３４】これによれば、請求項１〜１１に記載の各
光学特性計測方法を用いて投影光学系の光学特性を精度
良く計測し、その計測された光学特性に基づいて投影光
学系を調整するので、投影光学系の光学特性（結像特性
を含む）が精度良く調整される。従って、投影光学系の
光学特性が精度良く調整された露光装置が製造され、該
露光装置を用いて露光を行うことにより、マスクのパタ
ーンを投影光学系を介して基板上に精度良く転写するこ
とが可能になる。
光学特性計測方法を用いて投影光学系の光学特性を精度
良く計測し、その計測された光学特性に基づいて投影光
学系を調整するので、投影光学系の光学特性（結像特性
を含む）が精度良く調整される。従って、投影光学系の
光学特性が精度良く調整された露光装置が製造され、該
露光装置を用いて露光を行うことにより、マスクのパタ
ーンを投影光学系を介して基板上に精度良く転写するこ
とが可能になる。
【００３５】請求項１３に記載の発明は、請求項１〜１
１のいずれか一項に記載の光学特性計測方法を用いて投
影光学系の光学特性を計測する工程と；前記光学特性の
計測結果に基づいて前記投影光学系を調整する工程と；
を含む投影光学系の調整方法である。
１のいずれか一項に記載の光学特性計測方法を用いて投
影光学系の光学特性を計測する工程と；前記光学特性の
計測結果に基づいて前記投影光学系を調整する工程と；
を含む投影光学系の調整方法である。
【００３６】これによれば、請求項１〜１１に記載の各
光学特性計測方法を用いて投影光学系の光学特性を計測
するので、投影光学系の光学特性が精度良く計測され
る。そして、この精度良く計測された光学特性の計測結
果に基づいて投影光学系が調整されるので、投影光学系
の光学特性を精度良く調整することができる。
光学特性計測方法を用いて投影光学系の光学特性を計測
するので、投影光学系の光学特性が精度良く計測され
る。そして、この精度良く計測された光学特性の計測結
果に基づいて投影光学系が調整されるので、投影光学系
の光学特性を精度良く調整することができる。
【００３７】請求項１４に記載の発明は、マスク（Ｒ）
のパターンを投影光学系（ＰＬ）を介して基板（Ｗ）上
に転写する露光方法であって、請求項１２に記載の調整
方法を用いて前記投影光学系を調整する工程と；該調整
後の前記投影光学系を用いて前記パターンを前記基板上
に転写する工程と；を含む露光方法である。
のパターンを投影光学系（ＰＬ）を介して基板（Ｗ）上
に転写する露光方法であって、請求項１２に記載の調整
方法を用いて前記投影光学系を調整する工程と；該調整
後の前記投影光学系を用いて前記パターンを前記基板上
に転写する工程と；を含む露光方法である。
【００３８】これによれば、請求項１２に記載の調整方
法を用いて投影光学系を調整するので、投影光学系の光
学特性が精度良く調整され、この光学特性が精度良く調
整された投影光学系を用いてマスクのパターンを基板上
に転写するので、マスクのパターンを基板上に精度良く
転写することが可能になる。
法を用いて投影光学系を調整するので、投影光学系の光
学特性が精度良く調整され、この光学特性が精度良く調
整された投影光学系を用いてマスクのパターンを基板上
に転写するので、マスクのパターンを基板上に精度良く
転写することが可能になる。
【００３９】請求項１５に記載の発明は、複数のパター
ンが所定の繰り返し周期で２次元的に配置されたパター
ン領域を有するマスクを第１面上に配置し、前記パター
ン領域の一部にその照明領域が設定された照明光により
前記マスクを照明して前記照明領域部分の前記パターン
を投影光学系を介して第２面上に配置された基板上の第
１領域に転写する第１転写工程と；前記照明領域を固定
したままの状態で、前記マスクを前記第１面上で所定方
向に移動した後、前記照明光により前記マスクを照明し
て前記照明領域部分の前記パターンを投影光学系を介し
て前記第２面上に配置された基板上の第２領域に転写す
る第２転写工程と；前記第１、第２転写工程の後に得ら
れる前記基板上の第１領域内の前記パターンの転写像の
位置と、前記第２領域内の前記パターンの転写像の位置
との関係に基づいて前記マスクのパターンの位置誤差を
検査する検査工程と；を含むマスク検査方法である。
ンが所定の繰り返し周期で２次元的に配置されたパター
ン領域を有するマスクを第１面上に配置し、前記パター
ン領域の一部にその照明領域が設定された照明光により
前記マスクを照明して前記照明領域部分の前記パターン
を投影光学系を介して第２面上に配置された基板上の第
１領域に転写する第１転写工程と；前記照明領域を固定
したままの状態で、前記マスクを前記第１面上で所定方
向に移動した後、前記照明光により前記マスクを照明し
て前記照明領域部分の前記パターンを投影光学系を介し
て前記第２面上に配置された基板上の第２領域に転写す
る第２転写工程と；前記第１、第２転写工程の後に得ら
れる前記基板上の第１領域内の前記パターンの転写像の
位置と、前記第２領域内の前記パターンの転写像の位置
との関係に基づいて前記マスクのパターンの位置誤差を
検査する検査工程と；を含むマスク検査方法である。
【００４０】これによれば、複数のパターンが所定の繰
り返し周期で２次元的に配置されたパターン領域を有す
るマスクを第１面上に配置し、前記パターン領域の一部
にその照明領域が設定された照明光により前記マスクを
照明して前記照明領域部分の前記パターンを投影光学系
を介して第２面上に配置された基板上の第１領域に転写
する（第１転写工程）。次いで、照明領域を固定したま
まの状態で、マスクを第１面上で所定方向に例えば前記
繰り返し周期の整数倍の移動量だけ移動し、照明光によ
りマスクを照明して照明領域部分の前記パターンを投影
光学系を介して第２面上に配置された基板上の第２領域
に転写する（第２転写工程）。従って、マスク上のパタ
ーンが設計値通りに形成されている場合には、第１、第
２転写工程により、基板上の第１領域、第２領域には、
投影光学系の収差の大小を問わず、同一の位置関係で複
数のパターンが転写されている筈である。従って、第
１、第２転写工程の後に得られる基板上の第１領域内の
前記パターンの転写像の位置と、第２領域内の前記パタ
ーンの転写像の位置との関係に基づいて、マスクのパタ
ーンの位置誤差を検査する（検査工程）ことにより、精
度良くパターンの位置誤差を検出することができる。
り返し周期で２次元的に配置されたパターン領域を有す
るマスクを第１面上に配置し、前記パターン領域の一部
にその照明領域が設定された照明光により前記マスクを
照明して前記照明領域部分の前記パターンを投影光学系
を介して第２面上に配置された基板上の第１領域に転写
する（第１転写工程）。次いで、照明領域を固定したま
まの状態で、マスクを第１面上で所定方向に例えば前記
繰り返し周期の整数倍の移動量だけ移動し、照明光によ
りマスクを照明して照明領域部分の前記パターンを投影
光学系を介して第２面上に配置された基板上の第２領域
に転写する（第２転写工程）。従って、マスク上のパタ
ーンが設計値通りに形成されている場合には、第１、第
２転写工程により、基板上の第１領域、第２領域には、
投影光学系の収差の大小を問わず、同一の位置関係で複
数のパターンが転写されている筈である。従って、第
１、第２転写工程の後に得られる基板上の第１領域内の
前記パターンの転写像の位置と、第２領域内の前記パタ
ーンの転写像の位置との関係に基づいて、マスクのパタ
ーンの位置誤差を検査する（検査工程）ことにより、精
度良くパターンの位置誤差を検出することができる。
【００４１】
【発明の実施の形態】≪第１の実施形態≫以下、本発明
の第１の実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。
の第１の実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。
【００４２】図１には、第１の実施形態に係る露光装置
１０の概略構成が示されている。この露光装置１０は、
露光用光源（以下「光源」という）にパルスレーザ光源
を用いたステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露
光装置、すなわちいわゆるステッパである。
１０の概略構成が示されている。この露光装置１０は、
露光用光源（以下「光源」という）にパルスレーザ光源
を用いたステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露
光装置、すなわちいわゆるステッパである。
【００４３】この露光装置１０は、光源１６及び照明光
学系１２を含む照明系、この照明系からのエネルギビー
ムとしての露光用照明光ＥＬにより照明されるマスクと
してのレチクルＲを保持するマスクステージとしてのレ
チクルステージＲＳＴ、レチクルＲから出射された露光
用照明光ＥＬを基板としてのウエハＷ上（像面上）に投
射する投影光学系ＰＬ、ウエハＷを保持するＺチルトス
テージ５８が搭載された基板ステージとしてのウエハス
テージＷＳＴ、及びこれらの制御系等を備えている。
学系１２を含む照明系、この照明系からのエネルギビー
ムとしての露光用照明光ＥＬにより照明されるマスクと
してのレチクルＲを保持するマスクステージとしてのレ
チクルステージＲＳＴ、レチクルＲから出射された露光
用照明光ＥＬを基板としてのウエハＷ上（像面上）に投
射する投影光学系ＰＬ、ウエハＷを保持するＺチルトス
テージ５８が搭載された基板ステージとしてのウエハス
テージＷＳＴ、及びこれらの制御系等を備えている。
【００４４】前記光源１６としては、ここでは、ＡｒＦ
エキシマレーザ光源（出力波長１９３ｎｍ）が用いられ
ている。なお、光源１６として、Ｆ2レーザ光源（出力
波長１５７ｎｍ）等の真空紫外域のパルス光を出力する
光源や、ＫｒＦエキシマレーザ光源（出力波長２４８ｎ
ｍ）などの近紫外域のパルス光を出力する光源などを用
いても良い。
エキシマレーザ光源（出力波長１９３ｎｍ）が用いられ
ている。なお、光源１６として、Ｆ2レーザ光源（出力
波長１５７ｎｍ）等の真空紫外域のパルス光を出力する
光源や、ＫｒＦエキシマレーザ光源（出力波長２４８ｎ
ｍ）などの近紫外域のパルス光を出力する光源などを用
いても良い。
【００４５】前記光源１６は、実際には、照明光学系１
２の各構成要素及びレチクルステージＲＳＴ、投影光学
系ＰＬ、及びウエハステージＷＳＴ等から成る露光装置
本体が収納されたチャンバ１１が設置されたクリーンル
ームとは別のクリーン度の低いサービスルームに設置さ
れており、チャンバ１１にビームマッチングユニットと
呼ばれる光軸調整用光学系を少なくとも一部に含む不図
示の送光光学系を介して接続されている。この光源１６
は、主制御装置５０からの制御情報ＴＳに基づいて、内
部のコントローラにより、レーザ光ＬＢの出力のオン・
オフ、レーザ光ＬＢの１パルスあたりのエネルギ、発振
周波数（繰り返し周波数）、中心波長及びスペクトル半
値幅などが制御されるようになっている。
２の各構成要素及びレチクルステージＲＳＴ、投影光学
系ＰＬ、及びウエハステージＷＳＴ等から成る露光装置
本体が収納されたチャンバ１１が設置されたクリーンル
ームとは別のクリーン度の低いサービスルームに設置さ
れており、チャンバ１１にビームマッチングユニットと
呼ばれる光軸調整用光学系を少なくとも一部に含む不図
示の送光光学系を介して接続されている。この光源１６
は、主制御装置５０からの制御情報ＴＳに基づいて、内
部のコントローラにより、レーザ光ＬＢの出力のオン・
オフ、レーザ光ＬＢの１パルスあたりのエネルギ、発振
周波数（繰り返し周波数）、中心波長及びスペクトル半
値幅などが制御されるようになっている。
【００４６】前記照明光学系１２は、シリンダレンズ，
ビームエキスパンダ及びズーム光学系（いずれも不図
示）及びオプティカルインテグレータ（ホモジナイザ）
としてのフライアイレンズ又は内面反射型インテグレー
タ（本実施形態ではフライアイレンズ）２２等を含むビ
ーム整形・照度均一化光学系２０、照明系開口絞り板２
４、第１リレーレンズ２８Ａ、第２リレーレンズ２８
Ｂ、レチクルブラインド３０、光路折り曲げ用のミラー
Ｍ及びコンデンサレンズ３２等を備えている。
ビームエキスパンダ及びズーム光学系（いずれも不図
示）及びオプティカルインテグレータ（ホモジナイザ）
としてのフライアイレンズ又は内面反射型インテグレー
タ（本実施形態ではフライアイレンズ）２２等を含むビ
ーム整形・照度均一化光学系２０、照明系開口絞り板２
４、第１リレーレンズ２８Ａ、第２リレーレンズ２８
Ｂ、レチクルブラインド３０、光路折り曲げ用のミラー
Ｍ及びコンデンサレンズ３２等を備えている。
【００４７】前記ビーム整形・照度均一化光学系２０
は、チャンバ１１に設けられた光透過窓１７を介して不
図示の送光光学系に接続されている。このビーム整形・
照度均一化光学系２０は、光源１６でパルス発光され光
透過窓１７を介して入射したレーザビームＬＢの断面形
状を、例えばシリンダレンズやビームエキスパンダを用
いて整形する。そして、ビーム整形・照度均一化光学系
２０内部の射出端側に位置するフライアイレンズ２２
は、レチクルＲを均一な照度分布で照明するために、前
記断面形状が整形されたレーザビームの入射により、照
明光学系１２の瞳面とほぼ一致するように配置されるそ
の射出側焦点面に多数の点光源（光源像）から成る面光
源（２次光源）を形成する。この２次光源から射出され
るレーザビームを以下においては、「照明光ＥＬ」と呼
ぶものとする。
は、チャンバ１１に設けられた光透過窓１７を介して不
図示の送光光学系に接続されている。このビーム整形・
照度均一化光学系２０は、光源１６でパルス発光され光
透過窓１７を介して入射したレーザビームＬＢの断面形
状を、例えばシリンダレンズやビームエキスパンダを用
いて整形する。そして、ビーム整形・照度均一化光学系
２０内部の射出端側に位置するフライアイレンズ２２
は、レチクルＲを均一な照度分布で照明するために、前
記断面形状が整形されたレーザビームの入射により、照
明光学系１２の瞳面とほぼ一致するように配置されるそ
の射出側焦点面に多数の点光源（光源像）から成る面光
源（２次光源）を形成する。この２次光源から射出され
るレーザビームを以下においては、「照明光ＥＬ」と呼
ぶものとする。
【００４８】フライアイレンズ２２の射出側焦点面の近
傍に、円板状部材から成る照明系開口絞り板２４が配置
されている。この照明系開口絞り板２４には、ほぼ等角
度間隔で、例えば通常の円形開口より成る開口絞り（通
常絞り）、小さな円形開口より成りコヒーレンスファク
タであるσ値を小さくするための開口絞り（小σ絞
り）、輪帯照明用の輪帯状の開口絞り（輪帯絞り）、及
び変形光源法用に複数の開口を偏心させて配置して成る
変形開口絞り（図１ではこのうちの２種類の開口絞りの
みが図示されている）等が配置されている。この照明系
開口絞り板２４は、主制御装置５０により制御されるモ
ータ等の駆動装置４０により回転されるようになってお
り、これによりいずれかの開口絞りが照明光ＥＬの光路
上に選択的に設定され、後述するケーラー照明における
光源面形状が、輪帯、小円形、大円形、あるいは四つ目
等に制限される。
傍に、円板状部材から成る照明系開口絞り板２４が配置
されている。この照明系開口絞り板２４には、ほぼ等角
度間隔で、例えば通常の円形開口より成る開口絞り（通
常絞り）、小さな円形開口より成りコヒーレンスファク
タであるσ値を小さくするための開口絞り（小σ絞
り）、輪帯照明用の輪帯状の開口絞り（輪帯絞り）、及
び変形光源法用に複数の開口を偏心させて配置して成る
変形開口絞り（図１ではこのうちの２種類の開口絞りの
みが図示されている）等が配置されている。この照明系
開口絞り板２４は、主制御装置５０により制御されるモ
ータ等の駆動装置４０により回転されるようになってお
り、これによりいずれかの開口絞りが照明光ＥＬの光路
上に選択的に設定され、後述するケーラー照明における
光源面形状が、輪帯、小円形、大円形、あるいは四つ目
等に制限される。
【００４９】なお、本実施形態では開口絞り板２４を用
いて照明光学系の瞳面上での照明光の光量分布（２次光
源の形状や大きさ）、すなわちレチクルＲの照明条件を
変更するものとしたが、開口絞り板２４の代わりに、あ
るいはそれと組み合わせて、例えば照明光学系の光路上
に交換して配置される複数の回折光学素子、照明光学系
の光軸に沿って移動可能な少なくとも１つのプリズム
（円錐プリズムや多面体プリズムなど）、及びズーム光
学系の少なくとも１つを含む光学ユニットを光源１６と
オプティカルインテグレータ（フライアイレンズ）２２
との間に配置し、オプティカルインテグレータ（フライ
アイレンズ）２２の入射面上での照明光の強度分布ある
いは照明光の入射角度範囲を可変として、前述の照明条
件の変更に伴う光量損失を最小限に抑えることが好まし
い。
いて照明光学系の瞳面上での照明光の光量分布（２次光
源の形状や大きさ）、すなわちレチクルＲの照明条件を
変更するものとしたが、開口絞り板２４の代わりに、あ
るいはそれと組み合わせて、例えば照明光学系の光路上
に交換して配置される複数の回折光学素子、照明光学系
の光軸に沿って移動可能な少なくとも１つのプリズム
（円錐プリズムや多面体プリズムなど）、及びズーム光
学系の少なくとも１つを含む光学ユニットを光源１６と
オプティカルインテグレータ（フライアイレンズ）２２
との間に配置し、オプティカルインテグレータ（フライ
アイレンズ）２２の入射面上での照明光の強度分布ある
いは照明光の入射角度範囲を可変として、前述の照明条
件の変更に伴う光量損失を最小限に抑えることが好まし
い。
【００５０】照明系開口絞り板２４から出た照明光ＥＬ
の光路上に、レチクルブラインド３０を介在させて第１
リレーレンズ２８Ａ及び第２リレーレンズ２８Ｂから成
るリレー光学系が配置されている。レチクルブラインド
３０は、レチクルＲのパターン面に対する共役面に配置
され、レチクルＲ上の矩形の照明領域ＩＡＲを規定する
矩形開口が形成されている。ここで、レチクルブライン
ド３０としては、開口形状が可変の可動ブラインドが用
いられており、主制御装置５０によってマスキング情報
とも呼ばれるブラインド設定情報に基づいてその開口が
設定されるようになっている。
の光路上に、レチクルブラインド３０を介在させて第１
リレーレンズ２８Ａ及び第２リレーレンズ２８Ｂから成
るリレー光学系が配置されている。レチクルブラインド
３０は、レチクルＲのパターン面に対する共役面に配置
され、レチクルＲ上の矩形の照明領域ＩＡＲを規定する
矩形開口が形成されている。ここで、レチクルブライン
ド３０としては、開口形状が可変の可動ブラインドが用
いられており、主制御装置５０によってマスキング情報
とも呼ばれるブラインド設定情報に基づいてその開口が
設定されるようになっている。
【００５１】リレー光学系を構成する第２リレーレンズ
２８Ｂ後方の照明光ＥＬの光路上には、当該第２リレー
レンズ２８Ｂを通過した照明光ＥＬをレチクルＲに向け
て反射する折り曲げミラーＭが配置され、このミラーＭ
後方の照明光ＥＬの光路上にコンデンサレンズ３２が配
置されている。
２８Ｂ後方の照明光ＥＬの光路上には、当該第２リレー
レンズ２８Ｂを通過した照明光ＥＬをレチクルＲに向け
て反射する折り曲げミラーＭが配置され、このミラーＭ
後方の照明光ＥＬの光路上にコンデンサレンズ３２が配
置されている。
【００５２】以上の構成において、フライアイレンズ２
２の入射面、レチクルブラインド３０の配置面、及びレ
チクルＲのパターン面は、光学的に互いに共役に設定さ
れ、フライアイレンズ２２の射出側焦点面に形成される
光源面（照明光学系の瞳面）、投影光学系ＰＬのフーリ
エ変換面（射出瞳面）は光学的に互いに共役に設定さ
れ、ケーラー照明系となっている。
２の入射面、レチクルブラインド３０の配置面、及びレ
チクルＲのパターン面は、光学的に互いに共役に設定さ
れ、フライアイレンズ２２の射出側焦点面に形成される
光源面（照明光学系の瞳面）、投影光学系ＰＬのフーリ
エ変換面（射出瞳面）は光学的に互いに共役に設定さ
れ、ケーラー照明系となっている。
【００５３】このようにして構成された照明光学系１２
の作用を簡単に説明すると、光源１６からパルス発光さ
れたレーザビームＬＢは、ビーム整形・照度均一化光学
系に入射して断面形状が整形された後、フライアイレン
ズ２２に入射する。これにより、フライアイレンズ２２
の射出端に前述した２次光源が形成される。
の作用を簡単に説明すると、光源１６からパルス発光さ
れたレーザビームＬＢは、ビーム整形・照度均一化光学
系に入射して断面形状が整形された後、フライアイレン
ズ２２に入射する。これにより、フライアイレンズ２２
の射出端に前述した２次光源が形成される。
【００５４】上記の２次光源から射出された照明光ＥＬ
は、照明系開口絞り板２４上のいずれかの開口絞りを通
過した後、第１リレーレンズ２８Ａを経てレチクルブラ
インド３０の矩形開口を通過した後、第２リレーレンズ
２８Ｂを通過してミラーＭによって光路が垂直下方に折
り曲げられた後、コンデンサレンズ３２を経て、レチク
ルステージＲＳＴ上に保持されたレチクルＲ上の矩形の
照明領域ＩＡＲを均一な照度分布で照明する。
は、照明系開口絞り板２４上のいずれかの開口絞りを通
過した後、第１リレーレンズ２８Ａを経てレチクルブラ
インド３０の矩形開口を通過した後、第２リレーレンズ
２８Ｂを通過してミラーＭによって光路が垂直下方に折
り曲げられた後、コンデンサレンズ３２を経て、レチク
ルステージＲＳＴ上に保持されたレチクルＲ上の矩形の
照明領域ＩＡＲを均一な照度分布で照明する。
【００５５】前記レチクルステージＲＳＴ上にはレチク
ルＲが装填され、不図示の静電チャック（又はバキュー
ムチャック）等を介して吸着保持されている。レチクル
ステージＲＳＴは、不図示の駆動系により水平面（ＸＹ
平面）内で微小駆動（回転を含む）が可能な構成となっ
ている。また、レチクルステージＲＳＴは、Ｙ軸方向に
ついては、所定のストローク範囲（レチクルＲの長さ程
度）で移動可能な構成となっている。なお、レチクルス
テージＲＳＴの位置は、不図示の位置検出器、例えばレ
チクルレーザ干渉計によって、所定の分解能（例えば
０．５〜１ｎｍ程度の分解能）で計測され、この計測結
果が主制御装置５０に供給されるようになっている。
ルＲが装填され、不図示の静電チャック（又はバキュー
ムチャック）等を介して吸着保持されている。レチクル
ステージＲＳＴは、不図示の駆動系により水平面（ＸＹ
平面）内で微小駆動（回転を含む）が可能な構成となっ
ている。また、レチクルステージＲＳＴは、Ｙ軸方向に
ついては、所定のストローク範囲（レチクルＲの長さ程
度）で移動可能な構成となっている。なお、レチクルス
テージＲＳＴの位置は、不図示の位置検出器、例えばレ
チクルレーザ干渉計によって、所定の分解能（例えば
０．５〜１ｎｍ程度の分解能）で計測され、この計測結
果が主制御装置５０に供給されるようになっている。
【００５６】前記投影光学系ＰＬは、例えば両側テレセ
ントリックな縮小系が用いられている。この投影光学系
ＰＬの投影倍率は例えば１／４、１／５あるいは１／６
等である。このため、前記の如くして、照明光ＥＬによ
りレチクルＲ上の照明領域ＩＡＲが照明されると、その
レチクルＲに形成されたパターンが投影光学系ＰＬによ
って前記投影倍率で縮小された像が表面にレジスト（感
光剤）が塗布されたウエハＷ上の矩形の露光領域ＩＡ
（通常は、ショット領域に一致）に投影され転写され
る。
ントリックな縮小系が用いられている。この投影光学系
ＰＬの投影倍率は例えば１／４、１／５あるいは１／６
等である。このため、前記の如くして、照明光ＥＬによ
りレチクルＲ上の照明領域ＩＡＲが照明されると、その
レチクルＲに形成されたパターンが投影光学系ＰＬによ
って前記投影倍率で縮小された像が表面にレジスト（感
光剤）が塗布されたウエハＷ上の矩形の露光領域ＩＡ
（通常は、ショット領域に一致）に投影され転写され
る。
【００５７】投影光学系ＰＬとしては、図１に示される
ように、複数枚、例えば１０〜２０枚程度の屈折光学素
子（レンズ）１３のみから成る屈折系が用いられてい
る。この投影光学系ＰＬを構成する複数枚のレンズ１３
のうち、物体面側（レチクルＲ側）の複数枚（ここで
は、説明を簡略化するために４枚とする）のレンズ１３
1，１３2，１３3，１３4は、結像特性補正コントローラ
４８によって外部から駆動可能な可動レンズとなってい
る。レンズ１３1，１３2，１３4は、不図示のレンズホ
ルダにそれぞれ保持され、これらのレンズホルダが不図
示の駆動素子、例えばピエゾ素子などにより重力方向に
３点で支持されている。そして、これらの駆動素子に対
する印加電圧を独立して調整することにより、レンズ１
３1，１３2，１３4を投影光学系ＰＬの光軸方向である
Ｚ軸方向にシフト駆動、及びＸＹ面に対する傾斜方向
（すなわちＸ軸回りの回転方向及びＹ軸回りの回転方
向）に駆動可能（チルト可能）な構成となっている。ま
た、レンズ１３3は、不図示のレンズホルダに保持さ
れ、このレンズホルダの外周部に例えばほぼ９０°間隔
でピエゾ素子などの駆動素子が配置されており、相互に
対向する２つの駆動素子をそれぞれ一組として、各駆動
素子に対する印加電圧を調整することにより、レンズ１
３3をＸＹ面内で２次元的にシフト駆動可能な構成とな
っている。
ように、複数枚、例えば１０〜２０枚程度の屈折光学素
子（レンズ）１３のみから成る屈折系が用いられてい
る。この投影光学系ＰＬを構成する複数枚のレンズ１３
のうち、物体面側（レチクルＲ側）の複数枚（ここで
は、説明を簡略化するために４枚とする）のレンズ１３
1，１３2，１３3，１３4は、結像特性補正コントローラ
４８によって外部から駆動可能な可動レンズとなってい
る。レンズ１３1，１３2，１３4は、不図示のレンズホ
ルダにそれぞれ保持され、これらのレンズホルダが不図
示の駆動素子、例えばピエゾ素子などにより重力方向に
３点で支持されている。そして、これらの駆動素子に対
する印加電圧を独立して調整することにより、レンズ１
３1，１３2，１３4を投影光学系ＰＬの光軸方向である
Ｚ軸方向にシフト駆動、及びＸＹ面に対する傾斜方向
（すなわちＸ軸回りの回転方向及びＹ軸回りの回転方
向）に駆動可能（チルト可能）な構成となっている。ま
た、レンズ１３3は、不図示のレンズホルダに保持さ
れ、このレンズホルダの外周部に例えばほぼ９０°間隔
でピエゾ素子などの駆動素子が配置されており、相互に
対向する２つの駆動素子をそれぞれ一組として、各駆動
素子に対する印加電圧を調整することにより、レンズ１
３3をＸＹ面内で２次元的にシフト駆動可能な構成とな
っている。
【００５８】なお、レチクルＲ、及び投影光学系ＰＬの
光学素子（特にレンズエレメント）はそれぞれ照明光Ｅ
Ｌの波長に応じてその硝材が適宜選択される。例えば、
照明光ＥＬの波長が１９０ｎｍ程度以上（照明光ＥＬが
ＡｒＦエキシマレーザ光、ＫｒＦエキシマレーザ光な
ど）では、合成石英を用いることができる。しかし、例
えば、照明光ＥＬの波長が１８０ｎｍ程度以下（照明光
ＥＬがＦ2レーザ光など）では、透過率などの点で合成
石英の使用が困難なので、ホタル石などのフッ化物結晶
や不純物（フッ素など）ドープした合成石英などが用い
られる。
光学素子（特にレンズエレメント）はそれぞれ照明光Ｅ
Ｌの波長に応じてその硝材が適宜選択される。例えば、
照明光ＥＬの波長が１９０ｎｍ程度以上（照明光ＥＬが
ＡｒＦエキシマレーザ光、ＫｒＦエキシマレーザ光な
ど）では、合成石英を用いることができる。しかし、例
えば、照明光ＥＬの波長が１８０ｎｍ程度以下（照明光
ＥＬがＦ2レーザ光など）では、透過率などの点で合成
石英の使用が困難なので、ホタル石などのフッ化物結晶
や不純物（フッ素など）ドープした合成石英などが用い
られる。
【００５９】前記ウエハステージＷＳＴは、ウエハステ
ージ駆動部５６によりＸＹ２次元面内で自在に駆動され
るようになっている。このウエハステージＷＳＴ上に搭
載されたＺチルトステージ５８上には不図示のウエハホ
ルダを介してウエハＷが静電吸着（あるいは真空吸着）
等により保持されている。Ｚチルトステージ５８は、ウ
エハＷのＺ方向の位置（フォーカス位置）を調整すると
共に、ＸＹ平面に対するウエハＷの傾斜角を調整する機
能を有する。また、ウエハステージＷＳＴのＸ、Ｙ位置
及び回転（ヨーイング、ピッチング、ローリングを含
む）は、Ｚチルトステージ５８上に固定された移動鏡５
２Ｗを介して外部のウエハレーザ干渉計５４Ｗにより計
測され、このウエハレーザ干渉計５４Ｗの計測値が主制
御装置５０に供給されるようになっている。
ージ駆動部５６によりＸＹ２次元面内で自在に駆動され
るようになっている。このウエハステージＷＳＴ上に搭
載されたＺチルトステージ５８上には不図示のウエハホ
ルダを介してウエハＷが静電吸着（あるいは真空吸着）
等により保持されている。Ｚチルトステージ５８は、ウ
エハＷのＺ方向の位置（フォーカス位置）を調整すると
共に、ＸＹ平面に対するウエハＷの傾斜角を調整する機
能を有する。また、ウエハステージＷＳＴのＸ、Ｙ位置
及び回転（ヨーイング、ピッチング、ローリングを含
む）は、Ｚチルトステージ５８上に固定された移動鏡５
２Ｗを介して外部のウエハレーザ干渉計５４Ｗにより計
測され、このウエハレーザ干渉計５４Ｗの計測値が主制
御装置５０に供給されるようになっている。
【００６０】また、Ｚチルトステージ５８上には、不図
示のウエハアライメント系のいわゆるベースライン計測
用の第１基準マークその他の基準マークが形成された基
準マーク板ＦＭが、その表面がほぼウエハＷの表面と同
一高さとなるように固定されている。
示のウエハアライメント系のいわゆるベースライン計測
用の第１基準マークその他の基準マークが形成された基
準マーク板ＦＭが、その表面がほぼウエハＷの表面と同
一高さとなるように固定されている。
【００６１】制御系は、図１中、前記主制御装置５０に
よって主に構成される。主制御装置５０は、ＣＰＵ（中
央演算処理装置）、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモ
リ）、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）等からな
るいわゆるワークステーション（又はマイクロコンピュ
ータ）等から構成され、露光動作が的確に行われるよう
に、例えば、ウエハステージＷＳＴのショット間ステッ
ピング、露光タイミング等を統括して制御する。
よって主に構成される。主制御装置５０は、ＣＰＵ（中
央演算処理装置）、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモ
リ）、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）等からな
るいわゆるワークステーション（又はマイクロコンピュ
ータ）等から構成され、露光動作が的確に行われるよう
に、例えば、ウエハステージＷＳＴのショット間ステッ
ピング、露光タイミング等を統括して制御する。
【００６２】次に、本実施形態の露光装置１０の投影光
学系ＰＬの光学特性の計測の際に用いられる、光学特性
計測用マスクとしての計測用レチクルＲTについて説明
する。
学系ＰＬの光学特性の計測の際に用いられる、光学特性
計測用マスクとしての計測用レチクルＲTについて説明
する。
【００６３】図２には、この計測用レチクルＲTの概略
斜視図が示されている。また、図３には、レチクルステ
ージＲＳＴ上に装填した状態におけるレチクルＲTの光
軸ＡＸ近傍のＸＺ断面の概略図が、投影光学系ＰＬの模
式図とともに示されている。また、図４には、レチクル
ステージＲＳＴ上に装填した状態におけるレチクルＲ T
の−Ｙ側端部近傍のＸＺ断面の概略図が、投影光学系Ｐ
Ｌの模式図とともに示されている。
斜視図が示されている。また、図３には、レチクルステ
ージＲＳＴ上に装填した状態におけるレチクルＲTの光
軸ＡＸ近傍のＸＺ断面の概略図が、投影光学系ＰＬの模
式図とともに示されている。また、図４には、レチクル
ステージＲＳＴ上に装填した状態におけるレチクルＲ T
の−Ｙ側端部近傍のＸＺ断面の概略図が、投影光学系Ｐ
Ｌの模式図とともに示されている。
【００６４】図２から明らかなように、この計測用レチ
クルＲTの全体形状は、通常のペリクル付きレチクルと
ほぼ同様の形状を有している。この計測用レチクルＲT
は、パターン形成部材としてのガラス基板６０、該ガラ
ス基板６０の図２における上面のＸ軸方向中央部に、固
定された長方形板状の形状を有するレンズ取付け部材６
２、ガラス基板６０の図２における下面に取り付けられ
た通常のペリクルフレームと同様の外観を有する枠状部
材から成るスペーサ部材６４、及びこのスペーサ部材６
４の下面に取り付けられた開口板６６等を備えている。
クルＲTの全体形状は、通常のペリクル付きレチクルと
ほぼ同様の形状を有している。この計測用レチクルＲT
は、パターン形成部材としてのガラス基板６０、該ガラ
ス基板６０の図２における上面のＸ軸方向中央部に、固
定された長方形板状の形状を有するレンズ取付け部材６
２、ガラス基板６０の図２における下面に取り付けられ
た通常のペリクルフレームと同様の外観を有する枠状部
材から成るスペーサ部材６４、及びこのスペーサ部材６
４の下面に取り付けられた開口板６６等を備えている。
【００６５】前記レンズ取付け部材６２には、Ｙ軸方向
の両端部の一部の帯状の領域を除く、ほぼ全域にマトリ
ックス状配置でｎ個の円形開口６３i,j（ｉ＝１〜ｐ、
ｊ＝１〜ｑ、ｐ×ｑ＝ｎ）が形成されている。各円形開
口６３i,jの内部には、Ｚ軸方向の光軸を有する凸レン
ズから成る集光レンズ６５i,jがそれぞれ設けられてい
る（図３参照）。
の両端部の一部の帯状の領域を除く、ほぼ全域にマトリ
ックス状配置でｎ個の円形開口６３i,j（ｉ＝１〜ｐ、
ｊ＝１〜ｑ、ｐ×ｑ＝ｎ）が形成されている。各円形開
口６３i,jの内部には、Ｚ軸方向の光軸を有する凸レン
ズから成る集光レンズ６５i,jがそれぞれ設けられてい
る（図３参照）。
【００６６】また、ガラス基板６０とスペーサ部材６４
と開口板６６とで囲まれる空間の内部には、図３に示さ
れるように、補強部材６９が所定の間隔で設けられてい
る。
と開口板６６とで囲まれる空間の内部には、図３に示さ
れるように、補強部材６９が所定の間隔で設けられてい
る。
【００６７】更に、前記各集光レンズ６５i,jに対向し
て、図３に示されるように、ガラス基板６０の下面に
は、計測用パターン６７i,jがそれぞれ形成されてい
る。また、開口板６６には、図４に示されるように、各
計測用パターン６７i,jにそれぞれ対向してピンホール
状の開口７０i,jが形成されている。このピンホール状
の開口７０i,jは、例えば直径１００〜１５０μｍ程度
とされる。
て、図３に示されるように、ガラス基板６０の下面に
は、計測用パターン６７i,jがそれぞれ形成されてい
る。また、開口板６６には、図４に示されるように、各
計測用パターン６７i,jにそれぞれ対向してピンホール
状の開口７０i,jが形成されている。このピンホール状
の開口７０i,jは、例えば直径１００〜１５０μｍ程度
とされる。
【００６８】図２に戻り、レンズ保持部材６２には、Ｙ
軸方向の両端部の一部の帯状の領域の中央部に、開口７
２1、７２2がそれぞれ形成されている。図４に示される
ように、ガラス基板６０の下面（パターン面）には、一
方の開口７２1に対向して基準パターン７４1が形成され
ている。また、図示は省略されているが、他方の開口７
２2に対向して、ガラス基板６０の下面（パターン面）
に、基準パターン７４1と同様の基準パターン（便宜
上、「基準パターン７４2」と記述する）が形成されて
いる。
軸方向の両端部の一部の帯状の領域の中央部に、開口７
２1、７２2がそれぞれ形成されている。図４に示される
ように、ガラス基板６０の下面（パターン面）には、一
方の開口７２1に対向して基準パターン７４1が形成され
ている。また、図示は省略されているが、他方の開口７
２2に対向して、ガラス基板６０の下面（パターン面）
に、基準パターン７４1と同様の基準パターン（便宜
上、「基準パターン７４2」と記述する）が形成されて
いる。
【００６９】また、図２に示されるように、ガラス基板
６０のレチクル中心を通るＸ軸上には、レンズ保持部材
６２の両外側に、レチクル中心に関して対称な配置で一
対のレチクルアライメントマークＲＭ１，ＲＭ２が形成
されている。
６０のレチクル中心を通るＸ軸上には、レンズ保持部材
６２の両外側に、レチクル中心に関して対称な配置で一
対のレチクルアライメントマークＲＭ１，ＲＭ２が形成
されている。
【００７０】ここで、本実施形態では、計測用パターン
６７i,jとして、図５（Ａ）に示されるような網目状
（ストリートライン状）のパターンが用いられている。
６７i,jとして、図５（Ａ）に示されるような網目状
（ストリートライン状）のパターンが用いられている。
【００７１】上記の計測用パターン６７i,jに対応し
て、基準パターン７４1、７４2として、図５（Ｂ）に示
されるような、計測用パターン６７i,jと同一ピッチで
正方形パターンが配置された２次元の格子パターンが用
いられている。
て、基準パターン７４1、７４2として、図５（Ｂ）に示
されるような、計測用パターン６７i,jと同一ピッチで
正方形パターンが配置された２次元の格子パターンが用
いられている。
【００７２】なお、基準パターン７４1、７４2として図
５（Ａ）のパターンを用い、計測用パターンとして図６
（Ｂ）に示されるパターンを用いることは可能である。
また、計測用パターン６７i,jは、これに限られず、そ
の他の形状のパターンを用いても良く、その場合には、
基準パターンとして、その計測用パターンとの間に所定
の位置関係があるパターンを用いれば良い。すなわち、
基準パターンは、計測用パターンの位置ずれの基準とな
るパターンであれば良く、その形状等は問わないが、投
影光学系ＰＬの光学特性（結像特性を含む）を計測する
ためには、投影光学系ＰＬのイメージフィールド又は露
光エリアの全面に渡ってパターンが分布しているパター
ンが望ましい。
５（Ａ）のパターンを用い、計測用パターンとして図６
（Ｂ）に示されるパターンを用いることは可能である。
また、計測用パターン６７i,jは、これに限られず、そ
の他の形状のパターンを用いても良く、その場合には、
基準パターンとして、その計測用パターンとの間に所定
の位置関係があるパターンを用いれば良い。すなわち、
基準パターンは、計測用パターンの位置ずれの基準とな
るパターンであれば良く、その形状等は問わないが、投
影光学系ＰＬの光学特性（結像特性を含む）を計測する
ためには、投影光学系ＰＬのイメージフィールド又は露
光エリアの全面に渡ってパターンが分布しているパター
ンが望ましい。
【００７３】次に、計測用レチクルＲTを用いて、投影
光学系ＰＬの光学特性を計測する際の手順について説明
する。
光学系ＰＬの光学特性を計測する際の手順について説明
する。
【００７４】計測の開始に先立って、計測用レチクルＲ
T上のレチクルアライメントマークＲＭ１，ＲＭ２と各
計測用パターン６７i,jとの相対位置（位置関係）が、
不図示の計測装置、例えば座標測定装置、あるいはＳＥ
Ｍ（走査型電子顕微鏡）を用いて高精度に計測され、こ
の計測値と、対応する設計値との差が各計測用パターン
６７i,jの描画誤差として、主制御装置５０の不図示の
メモリ内に記憶されているものとする。そして、計測が
終了した計測用レチクルＲTが、露光装置のレチクル保
管部にセットされているものとする。
T上のレチクルアライメントマークＲＭ１，ＲＭ２と各
計測用パターン６７i,jとの相対位置（位置関係）が、
不図示の計測装置、例えば座標測定装置、あるいはＳＥ
Ｍ（走査型電子顕微鏡）を用いて高精度に計測され、こ
の計測値と、対応する設計値との差が各計測用パターン
６７i,jの描画誤差として、主制御装置５０の不図示の
メモリ内に記憶されているものとする。そして、計測が
終了した計測用レチクルＲTが、露光装置のレチクル保
管部にセットされているものとする。
【００７５】まず、主制御装置５０では、不図示のレチ
クルローダを介して計測用レチクルＲTをレチクルステ
ージＲＳＴ上にロードする。次いで、主制御装置５０で
は、レーザ干渉計５４Ｗの出力をモニタしつつ、ウエハ
ステージ駆動部５６を介してウエハステージＷＳＴを移
動し、基準マーク板ＦＭ上の一対のレチクルアライメン
ト用基準マーク（以下、「第２基準マーク」と呼ぶ）を
予め定められた基準位置に位置決めする。ここで、この
基準位置とは、例えば一対の第２基準マークの中心が、
レーザ干渉計５４Ｗで規定されるステージ座標系上の原
点に一致する位置に定められている。
クルローダを介して計測用レチクルＲTをレチクルステ
ージＲＳＴ上にロードする。次いで、主制御装置５０で
は、レーザ干渉計５４Ｗの出力をモニタしつつ、ウエハ
ステージ駆動部５６を介してウエハステージＷＳＴを移
動し、基準マーク板ＦＭ上の一対のレチクルアライメン
ト用基準マーク（以下、「第２基準マーク」と呼ぶ）を
予め定められた基準位置に位置決めする。ここで、この
基準位置とは、例えば一対の第２基準マークの中心が、
レーザ干渉計５４Ｗで規定されるステージ座標系上の原
点に一致する位置に定められている。
【００７６】次に、主制御装置５０では、計測用レチク
ルＲT上の一対のレチクルアライメントマークＲＭ１，
ＲＭ２とこれらに対応する第２基準マークとを、不図示
の一対のレチクルアライメント顕微鏡により同時に観察
し、レチクルアライメントマークＲＭ１，ＲＭ２の基準
板ＦＭ上への投影像と、対応する第２基準マークとの位
置ずれ量が、共に最小となるように、不図示の駆動系を
介してレチクルステージＲＳＴをＸＹ２次元面内で微少
駆動する。これにより、レチクルアライメントが終了
し、レチクル中心が投影光学系ＰＬの光軸にほぼ一致す
る。
ルＲT上の一対のレチクルアライメントマークＲＭ１，
ＲＭ２とこれらに対応する第２基準マークとを、不図示
の一対のレチクルアライメント顕微鏡により同時に観察
し、レチクルアライメントマークＲＭ１，ＲＭ２の基準
板ＦＭ上への投影像と、対応する第２基準マークとの位
置ずれ量が、共に最小となるように、不図示の駆動系を
介してレチクルステージＲＳＴをＸＹ２次元面内で微少
駆動する。これにより、レチクルアライメントが終了
し、レチクル中心が投影光学系ＰＬの光軸にほぼ一致す
る。
【００７７】次に、主制御装置５０では、不図示のウエ
ハローダを用いて表面にレジスト（感光剤）が塗布され
たウエハＷをＺチルトステージ５８上にロードする。
ハローダを用いて表面にレジスト（感光剤）が塗布され
たウエハＷをＺチルトステージ５８上にロードする。
【００７８】次いで、主制御装置５０では、計測用レチ
クルＲTの集光レンズ６５i,jの全てが含まれ、かつ開口
７２1，７２2が含まれず、レンズ保持部材６２のＸ軸方
向の最大幅以内のＸ軸方向の長さを有する矩形の照明領
域を形成するため、不図示の駆動系を介してレチクルブ
ラインド３０の開口を設定する。また、これと同時に、
主制御装置５０では、駆動装置４０を介して照明系開口
絞り板２４を回転して、所定の開口絞り、例えば小σ絞
りを照明光ＥＬの光路上に設定する。このとき、前述し
た照明光学系内の光学ユニット（不図示）、例えばズー
ム光学系などを用いてオプティカルインテグレータ（フ
ライアイレンズ２２）に入射する照明光の光束径（又は
入射角度範囲）を小さくして光量損失を最小限とするこ
とが望ましい。
クルＲTの集光レンズ６５i,jの全てが含まれ、かつ開口
７２1，７２2が含まれず、レンズ保持部材６２のＸ軸方
向の最大幅以内のＸ軸方向の長さを有する矩形の照明領
域を形成するため、不図示の駆動系を介してレチクルブ
ラインド３０の開口を設定する。また、これと同時に、
主制御装置５０では、駆動装置４０を介して照明系開口
絞り板２４を回転して、所定の開口絞り、例えば小σ絞
りを照明光ＥＬの光路上に設定する。このとき、前述し
た照明光学系内の光学ユニット（不図示）、例えばズー
ム光学系などを用いてオプティカルインテグレータ（フ
ライアイレンズ２２）に入射する照明光の光束径（又は
入射角度範囲）を小さくして光量損失を最小限とするこ
とが望ましい。
【００７９】このような準備作業の後、主制御装置５０
では、制御情報ＴＳを光源１６に与えて、レーザビーム
ＬＢを発光させて、照明光ＥＬをレチクルＲTに照射し
て露光を行う。これにより、図３に示されるように、各
計測用パターン６７i,jが、対応するピンホール状の開
口７０i,j及び投影光学系ＰＬを介して同時にウエハＷ
上のレジスト（ポジレジスト）層に転写される。この結
果、ウエハＷ上のレジスト層には、図６（Ａ）に示され
るような各計測用パターン６７i,jの縮小像（潜像）６
７’i,jが、所定間隔でＸＹ２次元方向に沿って所定間
隔で形成される。
では、制御情報ＴＳを光源１６に与えて、レーザビーム
ＬＢを発光させて、照明光ＥＬをレチクルＲTに照射し
て露光を行う。これにより、図３に示されるように、各
計測用パターン６７i,jが、対応するピンホール状の開
口７０i,j及び投影光学系ＰＬを介して同時にウエハＷ
上のレジスト（ポジレジスト）層に転写される。この結
果、ウエハＷ上のレジスト層には、図６（Ａ）に示され
るような各計測用パターン６７i,jの縮小像（潜像）６
７’i,jが、所定間隔でＸＹ２次元方向に沿って所定間
隔で形成される。
【００８０】次に、主制御装置５０では、不図示のレチ
クルレーザ干渉計の計測値とレチクルセンタと一方の基
準パターン７４1との設計上の位置関係とに基づいて、
基準パターン７４1の中心位置が光軸ＡＸ上に一致する
ように、不図示の駆動系を介してレチクルステージＲＳ
ＴをＹ軸方向に所定距離移動する。次いで、主制御装置
５０では、その移動後の開口７２1を含むレンズ保持部
材６２上の所定面積の矩形領域（この領域は、いずれの
集光レンズにも掛からない）にのみ照明光ＥＬの照明領
域を規定すべく、不図示の駆動系を介してレチクルブラ
インド３０の開口を設定する。
クルレーザ干渉計の計測値とレチクルセンタと一方の基
準パターン７４1との設計上の位置関係とに基づいて、
基準パターン７４1の中心位置が光軸ＡＸ上に一致する
ように、不図示の駆動系を介してレチクルステージＲＳ
ＴをＹ軸方向に所定距離移動する。次いで、主制御装置
５０では、その移動後の開口７２1を含むレンズ保持部
材６２上の所定面積の矩形領域（この領域は、いずれの
集光レンズにも掛からない）にのみ照明光ＥＬの照明領
域を規定すべく、不図示の駆動系を介してレチクルブラ
インド３０の開口を設定する。
【００８１】次に、主制御装置５０では、最初の計測用
パターン６７1,1の潜像６７’1,1が形成されたウエハＷ
上の領域（領域Ｓ1,1と呼ぶ）のほぼ中心が、投影光学
系ＰＬの光軸上にほぼ一致するように、レーザ干渉計５
４Ｗの計測値をモニタしつつ、ウエハステージＷＳＴを
移動する。
パターン６７1,1の潜像６７’1,1が形成されたウエハＷ
上の領域（領域Ｓ1,1と呼ぶ）のほぼ中心が、投影光学
系ＰＬの光軸上にほぼ一致するように、レーザ干渉計５
４Ｗの計測値をモニタしつつ、ウエハステージＷＳＴを
移動する。
【００８２】そして、主制御装置５０では、制御情報Ｔ
Ｓを光源１６に与えて、レーザビームＬＢを発光させ
て、照明光ＥＬをレチクルＲTに照射して前記領域Ｓ1,1
に対する基準パターン７４1を用いた第１回目の露光を
行う。この第１回目の露光に際し、主制御装置５０で
は、露光量を制御し、例えばウエハＷ上に塗布されたレ
ジストのレジスト感度（resist sensitivity）、すなわ
ち通常与えられるべきエネルギ量の１／Ｎ（Ｎは２以上
の整数、本実施形態ではＮは５とする）が、ウエハＷ上
の各点に与えられるようにする。ここでは、主制御装置
５０は１回の露光でウエハＷに与えるエネルギ量の積算
値（露光量）を、上記レジスト感度に対応する適正露光
量の１／Ｎ（この場合１／５）に設定するものとする。
なお、複数回の露光でそれぞれウエハに与える露光量を
異ならせても良く、要は各回の露光でウエハに与えられ
る露光量の総和が適正露光量となれば良い。
Ｓを光源１６に与えて、レーザビームＬＢを発光させ
て、照明光ＥＬをレチクルＲTに照射して前記領域Ｓ1,1
に対する基準パターン７４1を用いた第１回目の露光を
行う。この第１回目の露光に際し、主制御装置５０で
は、露光量を制御し、例えばウエハＷ上に塗布されたレ
ジストのレジスト感度（resist sensitivity）、すなわ
ち通常与えられるべきエネルギ量の１／Ｎ（Ｎは２以上
の整数、本実施形態ではＮは５とする）が、ウエハＷ上
の各点に与えられるようにする。ここでは、主制御装置
５０は１回の露光でウエハＷに与えるエネルギ量の積算
値（露光量）を、上記レジスト感度に対応する適正露光
量の１／Ｎ（この場合１／５）に設定するものとする。
なお、複数回の露光でそれぞれウエハに与える露光量を
異ならせても良く、要は各回の露光でウエハに与えられ
る露光量の総和が適正露光量となれば良い。
【００８３】次いで、主制御装置５０では、レチクルＲ
T上の計測用パターン６７i,jの配列ピッチと投影光学系
ＰＬの投影倍率とに基づいて、ウエハＷ上の計測用パタ
ーン６７i,jの設計上の配列ピッチｐを算出し、そのピ
ッチｐだけ、ウエハステージＷＳＴをＸ軸方向に移動し
て、第２番目の計測用パターン６７1,2の潜像が形成さ
れたウエハＷ上の領域（領域Ｓ1,2と呼ぶ）のほぼ中心
が、投影光学系ＰＬの光軸上にほぼ一致するように、ウ
エハステージＷＳＴを移動する。
T上の計測用パターン６７i,jの配列ピッチと投影光学系
ＰＬの投影倍率とに基づいて、ウエハＷ上の計測用パタ
ーン６７i,jの設計上の配列ピッチｐを算出し、そのピ
ッチｐだけ、ウエハステージＷＳＴをＸ軸方向に移動し
て、第２番目の計測用パターン６７1,2の潜像が形成さ
れたウエハＷ上の領域（領域Ｓ1,2と呼ぶ）のほぼ中心
が、投影光学系ＰＬの光軸上にほぼ一致するように、ウ
エハステージＷＳＴを移動する。
【００８４】そして、主制御装置５０では、制御情報Ｔ
Ｓを光源１６に与えて、レーザビームＬＢを発光させ
て、照明光ＥＬをレチクルＲTに照射して前記領域Ｓ1,2
に対する基準パターン７４1を用いた第１回目の露光を
行う。この第１回目の露光に際し、主制御装置５０で
は、露光量を、前記レジスト感度（resist sensitivit
y）に対応する露光量の１／Ｎに設定する。
Ｓを光源１６に与えて、レーザビームＬＢを発光させ
て、照明光ＥＬをレチクルＲTに照射して前記領域Ｓ1,2
に対する基準パターン７４1を用いた第１回目の露光を
行う。この第１回目の露光に際し、主制御装置５０で
は、露光量を、前記レジスト感度（resist sensitivit
y）に対応する露光量の１／Ｎに設定する。
【００８５】以後、上記と同様の領域間ステッピング動
作と、露光動作とを繰り返すことにより、ウエハＷ上の
全ての領域Ｓi,jに対して第１回目の露光を行う。この
ようにして、第１回目の露光が終了すると、主制御装置
５０では、上記第１回目の露光の際と同様の手順で、ウ
エハＷ上の全ての領域Ｓi,jに対して、レジスト感度に
対応する露光量の１／Ｎで、基準パターン７４1を用い
た第２回目、第３回目、……第Ｎ回目の露光を繰り返し
行う。そして、第Ｎ回目（本実施形態では第５回目）の
露光が終了すると、ウエハＷ上のレジスト層の各計測用
パターン６７i, jの潜像が既に形成されている領域Ｓi,j
のそれぞれに基準パターン７４1が重ねて転写され、各
領域Ｓi,jには、図６（Ｂ）に示されるように、計測用
パターン６７i,jの潜像６７’i,jと基準パターン７４1
の潜像７４’1とが、同図のような位置関係で形成され
る。
作と、露光動作とを繰り返すことにより、ウエハＷ上の
全ての領域Ｓi,jに対して第１回目の露光を行う。この
ようにして、第１回目の露光が終了すると、主制御装置
５０では、上記第１回目の露光の際と同様の手順で、ウ
エハＷ上の全ての領域Ｓi,jに対して、レジスト感度に
対応する露光量の１／Ｎで、基準パターン７４1を用い
た第２回目、第３回目、……第Ｎ回目の露光を繰り返し
行う。そして、第Ｎ回目（本実施形態では第５回目）の
露光が終了すると、ウエハＷ上のレジスト層の各計測用
パターン６７i, jの潜像が既に形成されている領域Ｓi,j
のそれぞれに基準パターン７４1が重ねて転写され、各
領域Ｓi,jには、図６（Ｂ）に示されるように、計測用
パターン６７i,jの潜像６７’i,jと基準パターン７４1
の潜像７４’1とが、同図のような位置関係で形成され
る。
【００８６】このようにして、全ての露光が終了する
と、主制御装置５０では、不図示のウエハローダを介し
てウエハＷをＺチルトステージ５８上からアンロードし
た後、チャンバ１１にインラインにて接続されている不
図示のコータ・デベロッパ（以下、「Ｃ／Ｄ」と略述す
る）に送る。そして、Ｃ／Ｄ内で、そのウエハＷの現像
が行われ、その現像後にウエハＷ上には、マトリックス
状に配列された各領域Ｓ i,jに図６（Ｂ）と同様の配置
で計測用パターンと基準パターンとのレジスト像が形成
される。
と、主制御装置５０では、不図示のウエハローダを介し
てウエハＷをＺチルトステージ５８上からアンロードし
た後、チャンバ１１にインラインにて接続されている不
図示のコータ・デベロッパ（以下、「Ｃ／Ｄ」と略述す
る）に送る。そして、Ｃ／Ｄ内で、そのウエハＷの現像
が行われ、その現像後にウエハＷ上には、マトリックス
状に配列された各領域Ｓ i,jに図６（Ｂ）と同様の配置
で計測用パターンと基準パターンとのレジスト像が形成
される。
【００８７】その後、現像が終了したウエハＷは、Ｃ／
Ｄから取り出され、外部の重ね合せ測定器（レジストレ
ーション測定器）を用いて、各領域Ｓi,jについて重ね
合せ誤差の測定が行われ、この結果に基づいて、各計測
用パターン６７i,jのレジスト像の対応する基準パター
ン７４1のレジスト像に対する位置誤差（位置ずれ量）
が算出される。
Ｄから取り出され、外部の重ね合せ測定器（レジストレ
ーション測定器）を用いて、各領域Ｓi,jについて重ね
合せ誤差の測定が行われ、この結果に基づいて、各計測
用パターン６７i,jのレジスト像の対応する基準パター
ン７４1のレジスト像に対する位置誤差（位置ずれ量）
が算出される。
【００８８】ここで、本実施形態では、基準パターン７
４1を照明光で照明して基準パターン７４1を投影光学系
ＰＬを介してウエハＷ上の各計測用パターンの転写領域
に個別に対応する領域それぞれに順次、Ｎ回繰り返し転
写するので、その転写後に得られるウエハＷ上の各計測
用パターンの転写領域に個別に対応する領域それぞれの
基準パターン７４1の各レジスト像（転写像）の位置
は、複数回の転写の際のウエハＷの位置決め誤差（ウエ
ハステージＷＳＴの位置決め誤差）が一種の平均化効果
により低減された位置となる。すなわち、それぞれの基
準パターンの転写位置情報は、転写時の位置決め誤差が
低減された値となり、これを基準位置として各計測用パ
ターンのレジスト像の位置（転写位置情報）に基づいて
各計測用パターンの前記基準位置に対する位置ずれ量を
求めれば、位置ずれ量の計測精度を向上させることが可
能である。
４1を照明光で照明して基準パターン７４1を投影光学系
ＰＬを介してウエハＷ上の各計測用パターンの転写領域
に個別に対応する領域それぞれに順次、Ｎ回繰り返し転
写するので、その転写後に得られるウエハＷ上の各計測
用パターンの転写領域に個別に対応する領域それぞれの
基準パターン７４1の各レジスト像（転写像）の位置
は、複数回の転写の際のウエハＷの位置決め誤差（ウエ
ハステージＷＳＴの位置決め誤差）が一種の平均化効果
により低減された位置となる。すなわち、それぞれの基
準パターンの転写位置情報は、転写時の位置決め誤差が
低減された値となり、これを基準位置として各計測用パ
ターンのレジスト像の位置（転写位置情報）に基づいて
各計測用パターンの前記基準位置に対する位置ずれ量を
求めれば、位置ずれ量の計測精度を向上させることが可
能である。
【００８９】そして、本実施形態では、前述のようにし
て求められた各領域Ｓi,jについての基準パターンに対
する計測用パターンのＸ，Ｙ２次元方向の位置ずれ量
（Δ’ξ，Δ’η）のデータが、オペレータ等により、
図１の入出力装置４４を介して主制御装置５０に入力さ
れる。なお、外部の重ね合せ測定器から、演算した各領
域Ｓi,jについての位置ずれ量（Δ’ξ，Δ’η）のデ
ータを、オンラインにて主制御装置５０に入力すること
も可能である。
て求められた各領域Ｓi,jについての基準パターンに対
する計測用パターンのＸ，Ｙ２次元方向の位置ずれ量
（Δ’ξ，Δ’η）のデータが、オペレータ等により、
図１の入出力装置４４を介して主制御装置５０に入力さ
れる。なお、外部の重ね合せ測定器から、演算した各領
域Ｓi,jについての位置ずれ量（Δ’ξ，Δ’η）のデ
ータを、オンラインにて主制御装置５０に入力すること
も可能である。
【００９０】いずれにしても、上記の入力に応答して、
主制御装置５０内では、メモリ内に記憶している各計測
用パターン６７i,jの描画誤差（レチクルアライメント
マークＲＭ１，ＲＭ２と各計測用パターン６７i,jとの
相対位置（位置関係））を用いて、所定の演算を行い、
前記各領域Ｓi,jについての位置ずれ量（Δ’ξ，Δ’
η）に含まれる描画誤差を補正した、各計測用パターン
６７i,jの真の位置ずれ量（Δξ，Δη）を算出する。
主制御装置５０内では、メモリ内に記憶している各計測
用パターン６７i,jの描画誤差（レチクルアライメント
マークＲＭ１，ＲＭ２と各計測用パターン６７i,jとの
相対位置（位置関係））を用いて、所定の演算を行い、
前記各領域Ｓi,jについての位置ずれ量（Δ’ξ，Δ’
η）に含まれる描画誤差を補正した、各計測用パターン
６７i,jの真の位置ずれ量（Δξ，Δη）を算出する。
【００９１】ここで、この位置ずれ量（Δξ，Δη）に
基づいて、投影光学系ＰＬの波面を演算により求めるの
であるが、その前提として、位置ずれ量（Δξ，Δη）
と波面との物理的な関係を、図３及び図４に基づいて簡
単に説明する。ここでは、簡単のため、各計測用パター
ン６７i,jに描画誤差がない、すなわち位置ずれ量
（Δ’ξ，Δ’η）が位置ずれ量（Δξ，Δη）に一致
しているものとして説明する。本実施形態では、上記の
描画誤差を補正した位置ずれ量（Δξ，Δη）に基づい
て後述する波面収差を算出するので、このように仮定し
ても何らの不都合も生じない。
基づいて、投影光学系ＰＬの波面を演算により求めるの
であるが、その前提として、位置ずれ量（Δξ，Δη）
と波面との物理的な関係を、図３及び図４に基づいて簡
単に説明する。ここでは、簡単のため、各計測用パター
ン６７i,jに描画誤差がない、すなわち位置ずれ量
（Δ’ξ，Δ’η）が位置ずれ量（Δξ，Δη）に一致
しているものとして説明する。本実施形態では、上記の
描画誤差を補正した位置ずれ量（Δξ，Δη）に基づい
て後述する波面収差を算出するので、このように仮定し
ても何らの不都合も生じない。
【００９２】図３に、計測用パターン６７k,lについ
て、代表的に示されるように、計測用パターン６７i,j
（６７k,l）で発生した回折光のうち、ピンホール状の
開口７０ i,j（７０k,l）を通過した光は、計測用パター
ン６７i,j（６７k,l）のどの位置に由来する光であるか
によって、投影光学系ＰＬの瞳面を通る位置が異なる。
すなわち、当該瞳面の各位置における波面は、その位置
に対応する計測用パターン６７i,j（６７k,l）における
位置を介した光の波面と対応している。そして、仮に投
影光学系ＰＬに収差が全くないものとすると、それらの
波面は、投影光学系ＰＬの瞳面では、符号Ｆ1で示され
るような理想波面（ここでは平面）となるはずである。
しかるに、収差の全く無い投影光学系は実際には存在し
ないため、瞳面においては、例えば、点線で示されるよ
うな曲面状の波面Ｆ2となる。従って、計測用パターン
６７i,j（６７k,l）の像は、ウエハＷ上で波面Ｆ2の理
想波面に対する傾きに応じてずれた位置に結像される。
て、代表的に示されるように、計測用パターン６７i,j
（６７k,l）で発生した回折光のうち、ピンホール状の
開口７０ i,j（７０k,l）を通過した光は、計測用パター
ン６７i,j（６７k,l）のどの位置に由来する光であるか
によって、投影光学系ＰＬの瞳面を通る位置が異なる。
すなわち、当該瞳面の各位置における波面は、その位置
に対応する計測用パターン６７i,j（６７k,l）における
位置を介した光の波面と対応している。そして、仮に投
影光学系ＰＬに収差が全くないものとすると、それらの
波面は、投影光学系ＰＬの瞳面では、符号Ｆ1で示され
るような理想波面（ここでは平面）となるはずである。
しかるに、収差の全く無い投影光学系は実際には存在し
ないため、瞳面においては、例えば、点線で示されるよ
うな曲面状の波面Ｆ2となる。従って、計測用パターン
６７i,j（６７k,l）の像は、ウエハＷ上で波面Ｆ2の理
想波面に対する傾きに応じてずれた位置に結像される。
【００９３】この一方、基準パターン７４1（又は７
４2）から発生する回折光は、図４に示されるように、
ピンホール状の開口の制限を受けることなく、しかも投
影光学系ＰＬに直接入射し、該投影光学系ＰＬを介して
ウエハＷ上に結像される。更に、この基準パターン７４
1を用いた露光は、投影光学系ＰＬの光軸上に基準パタ
ーン７４1の中心を位置決めした状態で行われることか
ら、基準パターン７４1から発生する結像光束は殆ど投
影光学系ＰＬの収差の影響を受けることなく、光軸を含
む微小領域に位置ずれなく結像する。
４2）から発生する回折光は、図４に示されるように、
ピンホール状の開口の制限を受けることなく、しかも投
影光学系ＰＬに直接入射し、該投影光学系ＰＬを介して
ウエハＷ上に結像される。更に、この基準パターン７４
1を用いた露光は、投影光学系ＰＬの光軸上に基準パタ
ーン７４1の中心を位置決めした状態で行われることか
ら、基準パターン７４1から発生する結像光束は殆ど投
影光学系ＰＬの収差の影響を受けることなく、光軸を含
む微小領域に位置ずれなく結像する。
【００９４】従って、位置ずれ量（Δξ，Δη）は、波
面の理想波面に対する傾斜をそのまま反映した値にな
り、逆に位置ずれ量（Δξ，Δη）に基づいて波面を復
元することができる。なお、上記の位置ずれ量（Δξ，
Δη）と波面との物理的な関係から明らかなように、本
実施形態における波面の算出原理は、周知のShack-Hart
manの波面算出原理そのものである。
面の理想波面に対する傾斜をそのまま反映した値にな
り、逆に位置ずれ量（Δξ，Δη）に基づいて波面を復
元することができる。なお、上記の位置ずれ量（Δξ，
Δη）と波面との物理的な関係から明らかなように、本
実施形態における波面の算出原理は、周知のShack-Hart
manの波面算出原理そのものである。
【００９５】次に、上記の位置ずれ量に基づいて、波面
を算出する方法について、簡単に説明する。
を算出する方法について、簡単に説明する。
【００９６】上述の如く、位置ずれ量（Δξ，Δη）は
波面の傾きに対応しており、これを積分することにより
波面の形状（厳密には基準面（理想波面）からのずれ）
が求められる。波面（波面の基準面からのずれ）の式を
Ｗ（ｘ，ｙ）とし、比例係数をｋとすると、次式
（１）、（２）のような関係式が成立する。
波面の傾きに対応しており、これを積分することにより
波面の形状（厳密には基準面（理想波面）からのずれ）
が求められる。波面（波面の基準面からのずれ）の式を
Ｗ（ｘ，ｙ）とし、比例係数をｋとすると、次式
（１）、（２）のような関係式が成立する。
【００９７】
【数１】
【００９８】位置ずれ量のみでしか与えられていない波
面の傾きをそのまま積分するのは容易ではないため、面
形状を級数に展開して、これにフィットするものとす
る。この場合、級数は直交系を選ぶものとする。ツェル
ニケ多項式は軸対称な面の展開に適した級数で、円周方
向は三角級数に展開する。すなわち、波面Ｗを極座標系
（ρ，θ）で表すと、ツェルニケ多項式をＲn m（ρ）と
して、次式（３）のように展開できる。
面の傾きをそのまま積分するのは容易ではないため、面
形状を級数に展開して、これにフィットするものとす
る。この場合、級数は直交系を選ぶものとする。ツェル
ニケ多項式は軸対称な面の展開に適した級数で、円周方
向は三角級数に展開する。すなわち、波面Ｗを極座標系
（ρ，θ）で表すと、ツェルニケ多項式をＲn m（ρ）と
して、次式（３）のように展開できる。
【００９９】
【数２】
【０１００】なお、Ｒn m（ρ）の具体的な形は、周知で
ある（例えば光学の一般的な教科書などに記載されてい
る）ので、詳細な説明は省略する。直交系であるから各
項の係数、Ａn m，Ｂn mは独立に決定することができる。
有限項で切ることはある種のフィルタリングを行うこと
に対応する。
ある（例えば光学の一般的な教科書などに記載されてい
る）ので、詳細な説明は省略する。直交系であるから各
項の係数、Ａn m，Ｂn mは独立に決定することができる。
有限項で切ることはある種のフィルタリングを行うこと
に対応する。
【０１０１】実際には、その微分が上記の位置ずれ量と
して検出されるので、フィッティングは微係数について
行う必要がある。極座標系（ｘ＝ρｃｏｓθ，ｙ＝ρｓ
ｉｎθ）では、次式（４）、（５）のように表される。
して検出されるので、フィッティングは微係数について
行う必要がある。極座標系（ｘ＝ρｃｏｓθ，ｙ＝ρｓ
ｉｎθ）では、次式（４）、（５）のように表される。
【０１０２】
【数３】
【０１０３】ツェルニケ多項式の微分形は直交系ではな
いので、フィッティングは最小自乗法で行う必要があ
る。１つの計測用パターンからの情報（ずれの量）はＸ
とＹ方向につき与えられるので、計測用パターンの数を
Ｎ（Ｎは、例えば８１〜４００程度とする）とすると、
上式（１）〜（５）で与えられる観測方程式の数は２Ｎ
（＝１６２〜８００程度）となる。これから例えば２７
の係数を決めるため各係数の誤差はかなり小さくなる
（面の傾きを表すＡ1 1，Ｂ1 1を除けば係数のばらつきは
数ｎｍ程度に収まっている）。
いので、フィッティングは最小自乗法で行う必要があ
る。１つの計測用パターンからの情報（ずれの量）はＸ
とＹ方向につき与えられるので、計測用パターンの数を
Ｎ（Ｎは、例えば８１〜４００程度とする）とすると、
上式（１）〜（５）で与えられる観測方程式の数は２Ｎ
（＝１６２〜８００程度）となる。これから例えば２７
の係数を決めるため各係数の誤差はかなり小さくなる
（面の傾きを表すＡ1 1，Ｂ1 1を除けば係数のばらつきは
数ｎｍ程度に収まっている）。
【０１０４】ツェルニケ多項式のそれぞれの項は光学収
差に対応する。しかも低次の項はザイデル収差にほぼ対
応する。従って、ツェルニケ多項式を用いることによ
り、投影光学系ＰＬの波面収差を求めることができる。
差に対応する。しかも低次の項はザイデル収差にほぼ対
応する。従って、ツェルニケ多項式を用いることによ
り、投影光学系ＰＬの波面収差を求めることができる。
【０１０５】そこで、主制御装置５０では、前述のよう
にして位置ずれ量（Δξ，Δη）を算出した後、所定の
演算プログラムを用いて、位置ずれ量（Δξ，Δη）に
基づいて、前述した原理に従って、各領域Ｓi,jに対応
する、すなわち投影光学系ＰＬの視野内の第１計測点〜
第ｎ計測点に対応する波面（波面収差）、ここでは、ツ
ェルニケ多項式の各項の係数、例えば第２項の係数Ｚ2
〜第３６項の係数Ｚ36を演算する。
にして位置ずれ量（Δξ，Δη）を算出した後、所定の
演算プログラムを用いて、位置ずれ量（Δξ，Δη）に
基づいて、前述した原理に従って、各領域Ｓi,jに対応
する、すなわち投影光学系ＰＬの視野内の第１計測点〜
第ｎ計測点に対応する波面（波面収差）、ここでは、ツ
ェルニケ多項式の各項の係数、例えば第２項の係数Ｚ2
〜第３６項の係数Ｚ36を演算する。
【０１０６】ところで、本実施形態の露光装置１０で
は、定期的にメンテナンスが行われる。その際に、前述
した計測用レチクルＲTを用いて、前述した手順で波面
収差の計測が行われ、その計測結果に基づいて、投影光
学系ＰＬが調整される。この調整は、例えば、主制御装
置５０が波面収差の計測結果に基づいて、非点収差、コ
マ収差、ディストーション、像面湾曲（又はフォーカ
ス）、球面収差などの低次収差、すなわちザイデルの５
収差等を求め、これらの収差を補正すべき旨の指令を結
像特性補正コントローラ４８に与える。これにより、結
像特性補正コントローラ４８により、可動レンズ１３1
〜１３4のうちの少なくとも１つの所定の可動レンズ
を、少なくとも１自由度方向に駆動する所定の駆動素子
に対する印加電圧が制御され、前記所定の可動レンズの
位置及び姿勢の少なくとも一方が調整され、投影光学系
ＰＬの結像特性、例えばディストーション、像面湾曲、
コマ収差、球面収差、及び非点収差等が補正される。
は、定期的にメンテナンスが行われる。その際に、前述
した計測用レチクルＲTを用いて、前述した手順で波面
収差の計測が行われ、その計測結果に基づいて、投影光
学系ＰＬが調整される。この調整は、例えば、主制御装
置５０が波面収差の計測結果に基づいて、非点収差、コ
マ収差、ディストーション、像面湾曲（又はフォーカ
ス）、球面収差などの低次収差、すなわちザイデルの５
収差等を求め、これらの収差を補正すべき旨の指令を結
像特性補正コントローラ４８に与える。これにより、結
像特性補正コントローラ４８により、可動レンズ１３1
〜１３4のうちの少なくとも１つの所定の可動レンズ
を、少なくとも１自由度方向に駆動する所定の駆動素子
に対する印加電圧が制御され、前記所定の可動レンズの
位置及び姿勢の少なくとも一方が調整され、投影光学系
ＰＬの結像特性、例えばディストーション、像面湾曲、
コマ収差、球面収差、及び非点収差等が補正される。
【０１０７】この場合において、予め各可動レンズの各
自由度方向の単位駆動量と、波面収差（ツェルニケ多項
式の各項の係数）の変化量との関係を予め求め、これを
データベースとしてメモリ内に記憶しておくとともに、
このデータベースとツェルニケ多項式の各項の係数とに
基づいて結像特性の調整量を演算する調整量演算プログ
ラムを準備しておくこととしても良い。このようにする
と、主制御装置５０では、波面収差の計測結果（ツェル
ニケ多項式の各項の係数の算出値）が得られた時点で、
上記のデータベースとその得られた波面収差の計測結果
とを用いて上記の調整量演算プログラムに従って、可動
レンズ１３1〜１３4を各自由度方向に駆動すべき調整量
を演算し、この調整量の指令値を、結像特性補正コント
ローラ４８に与える。これにより、結像特性補正コント
ローラ４８により、可動レンズ１３1〜１３4をそれぞれ
の自由度方向に駆動する各駆動素子に対する印加電圧が
制御され、可動レンズ１３1〜１３4の位置及び姿勢の少
なくとも一方がほぼ同時に調整され、投影光学系ＰＬの
結像特性、例えばディストーション、像面湾曲、コマ収
差、球面収差、及び非点収差等が補正される。なお、コ
マ収差、球面収差、及び非点収差については、低次のみ
ならず高次の収差をも補正可能である。
自由度方向の単位駆動量と、波面収差（ツェルニケ多項
式の各項の係数）の変化量との関係を予め求め、これを
データベースとしてメモリ内に記憶しておくとともに、
このデータベースとツェルニケ多項式の各項の係数とに
基づいて結像特性の調整量を演算する調整量演算プログ
ラムを準備しておくこととしても良い。このようにする
と、主制御装置５０では、波面収差の計測結果（ツェル
ニケ多項式の各項の係数の算出値）が得られた時点で、
上記のデータベースとその得られた波面収差の計測結果
とを用いて上記の調整量演算プログラムに従って、可動
レンズ１３1〜１３4を各自由度方向に駆動すべき調整量
を演算し、この調整量の指令値を、結像特性補正コント
ローラ４８に与える。これにより、結像特性補正コント
ローラ４８により、可動レンズ１３1〜１３4をそれぞれ
の自由度方向に駆動する各駆動素子に対する印加電圧が
制御され、可動レンズ１３1〜１３4の位置及び姿勢の少
なくとも一方がほぼ同時に調整され、投影光学系ＰＬの
結像特性、例えばディストーション、像面湾曲、コマ収
差、球面収差、及び非点収差等が補正される。なお、コ
マ収差、球面収差、及び非点収差については、低次のみ
ならず高次の収差をも補正可能である。
【０１０８】本実施形態の露光装置１０では、半導体デ
バイスの製造時には、レチクルとしてデバイス製造用の
レチクルＲがレチクルステージＲＳＴ上に装填され、そ
の後、レチクルアライメント及び不図示のウエハアライ
メント系のいわゆるベースライン計測、並びにＥＧＡ
（エンハンスト・グローバル・アライメント）等のウエ
ハアライメントなどの準備作業が行われる。その後、前
述した光学特性の計測時と同様のステップ・アンド・リ
ピート方式の露光が行われる。但し、この場合、ステッ
ピングは、ウエハアライメント結果に基づいて、ショッ
ト間を単位として行われる。なお、露光時の動作等は通
常のステッパと異なることがないので、詳細説明につい
ては省略する。
バイスの製造時には、レチクルとしてデバイス製造用の
レチクルＲがレチクルステージＲＳＴ上に装填され、そ
の後、レチクルアライメント及び不図示のウエハアライ
メント系のいわゆるベースライン計測、並びにＥＧＡ
（エンハンスト・グローバル・アライメント）等のウエ
ハアライメントなどの準備作業が行われる。その後、前
述した光学特性の計測時と同様のステップ・アンド・リ
ピート方式の露光が行われる。但し、この場合、ステッ
ピングは、ウエハアライメント結果に基づいて、ショッ
ト間を単位として行われる。なお、露光時の動作等は通
常のステッパと異なることがないので、詳細説明につい
ては省略する。
【０１０９】但し、露光装置１０では、露光に先立っ
て、前述したメンテナンス時、あるいはその他必要なタ
イミングで、前述した投影光学系ＰＬの結像特性の補正
（調整）が行われ、この結像特性補正後の投影光学系Ｐ
Ｌを用いて、上記のステップ・アンド・リピート方式の
露光が行われる。
て、前述したメンテナンス時、あるいはその他必要なタ
イミングで、前述した投影光学系ＰＬの結像特性の補正
（調整）が行われ、この結像特性補正後の投影光学系Ｐ
Ｌを用いて、上記のステップ・アンド・リピート方式の
露光が行われる。
【０１１０】次に、露光装置１０の製造方法について説
明する。
明する。
【０１１１】露光装置１０の製造に際しては、まず、複
数のレンズ、ミラー等の光学素子などを含む照明光学系
１２、投影光学系ＰＬ、多数の機械部品から成るレチク
ルステージ系やウエハステージ系などを、それぞれユニ
ットとして組み立てるとともに、それぞれユニット単体
としての所望の性能を発揮するように、光学的な調整、
機械的な調整、及び電気的な調整等を行う。
数のレンズ、ミラー等の光学素子などを含む照明光学系
１２、投影光学系ＰＬ、多数の機械部品から成るレチク
ルステージ系やウエハステージ系などを、それぞれユニ
ットとして組み立てるとともに、それぞれユニット単体
としての所望の性能を発揮するように、光学的な調整、
機械的な調整、及び電気的な調整等を行う。
【０１１２】次に、照明光学系１２や投影光学系ＰＬな
どを露光装置本体に組むとともに、レチクルステージ系
やウエハステージ系などを露光装置本体に取り付けて配
線や配管を接続する。
どを露光装置本体に組むとともに、レチクルステージ系
やウエハステージ系などを露光装置本体に取り付けて配
線や配管を接続する。
【０１１３】次いで、照明光学系１２や投影光学系ＰＬ
については、光学的な調整を更に行う。これは、露光装
置本体への組み付け前と組み付け後とでは、それらの光
学系、特に投影光学系ＰＬの光学特性が微妙に変化する
からである。本実施形態では、この露光装置本体へ組み
込み後に行われる投影光学系ＰＬの光学的な調整に際し
て、前述した計測用レチクルＲTを用いて前述した手順
で、投影光学系ＰＬの波面収差の計測を行う。そして、
この波面収差結果に基づいて、前述のメンテナンス時と
同様にして、ザイデル収差等の補正が行われる。また、
より高次の収差に基づいて必要であればレンズ等の組付
けを再調整する。なお、再調整により所望の性能が得ら
れない場合などには、一部のレンズを再加工する必要も
生じる。なお、投影光学系ＰＬの光学素子の再加工を容
易に行うため、投影光学系ＰＬを露光装置本体に組み込
む前に前述の波面収差を計測し、この計測結果に基づい
て再加工が必要な光学素子の有無や位置などを特定し、
その光学素子の再加工と他の光学素子の再調整とを並行
して行うようにしても良い。
については、光学的な調整を更に行う。これは、露光装
置本体への組み付け前と組み付け後とでは、それらの光
学系、特に投影光学系ＰＬの光学特性が微妙に変化する
からである。本実施形態では、この露光装置本体へ組み
込み後に行われる投影光学系ＰＬの光学的な調整に際し
て、前述した計測用レチクルＲTを用いて前述した手順
で、投影光学系ＰＬの波面収差の計測を行う。そして、
この波面収差結果に基づいて、前述のメンテナンス時と
同様にして、ザイデル収差等の補正が行われる。また、
より高次の収差に基づいて必要であればレンズ等の組付
けを再調整する。なお、再調整により所望の性能が得ら
れない場合などには、一部のレンズを再加工する必要も
生じる。なお、投影光学系ＰＬの光学素子の再加工を容
易に行うため、投影光学系ＰＬを露光装置本体に組み込
む前に前述の波面収差を計測し、この計測結果に基づい
て再加工が必要な光学素子の有無や位置などを特定し、
その光学素子の再加工と他の光学素子の再調整とを並行
して行うようにしても良い。
【０１１４】その後、更に総合調整（電気調整、動作確
認等）をする。これにより、光学特性が高精度に調整さ
れた投影光学系ＰＬを用いて、レチクルＲのパターンを
ウエハＷ上に精度良く転写することができる、本実施形
態の露光装置１０を製造することができる。なお、露光
装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリ
ーンルームで行うことが望ましい。
認等）をする。これにより、光学特性が高精度に調整さ
れた投影光学系ＰＬを用いて、レチクルＲのパターンを
ウエハＷ上に精度良く転写することができる、本実施形
態の露光装置１０を製造することができる。なお、露光
装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリ
ーンルームで行うことが望ましい。
【０１１５】以上説明したように、本第１の実施形態に
よると、投影光学系ＰＬの波面収差の計測に際し、計測
用レチクルＲTがレチクルステージＲＳＴ上に装填さ
れ、レチクルアライメントが行われた状態で、計測用レ
チクルＲT上の複数の計測用パターン６７i,jが照明光で
照明される。これにより、各計測用パターン６７
i,jが、個別に対応するピンホール状の開口７０i,j及び
投影光学系ＰＬを介してウエハステージＷＳＴ上に保持
され、投影光学系ＰＬの像面上に配置されたウエハＷ上
のレジスト層に転写される。このとき、各計測用パター
ン６７i,jの像は、前述の如く、投影光学系ＰＬにより
それぞれの計測用パターン６７i,jを介した光の波面の
理想波面に対する傾きに応じてずれた位置に結像され
る。
よると、投影光学系ＰＬの波面収差の計測に際し、計測
用レチクルＲTがレチクルステージＲＳＴ上に装填さ
れ、レチクルアライメントが行われた状態で、計測用レ
チクルＲT上の複数の計測用パターン６７i,jが照明光で
照明される。これにより、各計測用パターン６７
i,jが、個別に対応するピンホール状の開口７０i,j及び
投影光学系ＰＬを介してウエハステージＷＳＴ上に保持
され、投影光学系ＰＬの像面上に配置されたウエハＷ上
のレジスト層に転写される。このとき、各計測用パター
ン６７i,jの像は、前述の如く、投影光学系ＰＬにより
それぞれの計測用パターン６７i,jを介した光の波面の
理想波面に対する傾きに応じてずれた位置に結像され
る。
【０１１６】次いで、計測用レチクルＲT上の基準パタ
ーン７４1（又は７４2）が、ウエハＷ上の各計測用パタ
ーンの転写領域に個別に対応する領域それぞれにステッ
プ・アンド・リピート方式で順次、Ｎ回繰り返して投影
光学系ＰＬを介して転写される。ここで、各回の露光の
際には、露光量がレジスト感度に対応する適正露光量の
１／Ｎに設定される。
ーン７４1（又は７４2）が、ウエハＷ上の各計測用パタ
ーンの転写領域に個別に対応する領域それぞれにステッ
プ・アンド・リピート方式で順次、Ｎ回繰り返して投影
光学系ＰＬを介して転写される。ここで、各回の露光の
際には、露光量がレジスト感度に対応する適正露光量の
１／Ｎに設定される。
【０１１７】その後、ウエハＷが計測されるが、その現
像後に得られるウエハＷ上の各計測用パターンの転写領
域に個別に対応する領域それぞれの基準パターンの各レ
ジスト像（転写像）の位置は、複数回の転写の際のウエ
ハＷの位置決め誤差が一種の平均化効果により低減され
た位置となる。すなわち、それぞれの基準パターンの転
写位置は、１回の転写により転写像が形成された場合に
比べて、転写時の位置決め誤差がより小さい位置とな
る。
像後に得られるウエハＷ上の各計測用パターンの転写領
域に個別に対応する領域それぞれの基準パターンの各レ
ジスト像（転写像）の位置は、複数回の転写の際のウエ
ハＷの位置決め誤差が一種の平均化効果により低減され
た位置となる。すなわち、それぞれの基準パターンの転
写位置は、１回の転写により転写像が形成された場合に
比べて、転写時の位置決め誤差がより小さい位置とな
る。
【０１１８】次いで、重ね合わせ計測装置により各計測
用パターンのレジスト像について対応する基準パターン
のレジスト像を基準位置として、位置ずれ量が計測され
るので、この位置ずれ量の計測精度の向上が図られてい
る。
用パターンのレジスト像について対応する基準パターン
のレジスト像を基準位置として、位置ずれ量が計測され
るので、この位置ずれ量の計測精度の向上が図られてい
る。
【０１１９】さらに、上記の計測された位置ずれ量と予
め計測された計測用レチクルＲT上の各計測用パターン
の描画誤差（位置ずれ）を用いて、上記の位置ずれ量の
計測値を補正した真の位置ずれ量が算出され、この真の
位置ずれ量を用いて、投影光学系ＰＬの波面収差が算出
される。
め計測された計測用レチクルＲT上の各計測用パターン
の描画誤差（位置ずれ）を用いて、上記の位置ずれ量の
計測値を補正した真の位置ずれ量が算出され、この真の
位置ずれ量を用いて、投影光学系ＰＬの波面収差が算出
される。
【０１２０】従って、本実施形態によると、投影光学系
ＰＬの波面収差を精度良く算出することが可能となって
いる。
ＰＬの波面収差を精度良く算出することが可能となって
いる。
【０１２１】また、本実施形態によると、メンテナンス
時等において定期的に投影光学系ＰＬの波面収差が精度
良く計測され、この精度良く計測された波面収差の計測
結果に基づいて投影光学系ＰＬが調整されるので、投影
光学系ＰＬの光学特性を精度良く調整することができ
る。
時等において定期的に投影光学系ＰＬの波面収差が精度
良く計測され、この精度良く計測された波面収差の計測
結果に基づいて投影光学系ＰＬが調整されるので、投影
光学系ＰＬの光学特性を精度良く調整することができ
る。
【０１２２】そして、本実施形態に係る露光装置による
と、露光に先立って、上述の如くして光学特性が調整さ
れた投影光学系ＰＬを用いて、レチクルＲのパターンが
ウエハＷ上に転写されるので、レチクルＲのパターンを
ウエハＷ上に精度良く転写することが可能になる。
と、露光に先立って、上述の如くして光学特性が調整さ
れた投影光学系ＰＬを用いて、レチクルＲのパターンが
ウエハＷ上に転写されるので、レチクルＲのパターンを
ウエハＷ上に精度良く転写することが可能になる。
【０１２３】さらに、本実施形態によると、露光装置１
０の製造時においても、投影光学系ＰＬを露光装置本体
に組み込んだ後において、前述のように投影光学系ＰＬ
の波面収差が計測され、その計測された波面収差に基づ
いて投影光学系ＰＬを調整するので、投影光学系の結像
特性が精度良く調整される。従って、投影光学系の結像
特性が精度良く調整された露光装置１０が製造され、該
露光装置１０を用いて露光を行うことにより、レチクル
パターンを投影光学系ＰＬを介してウエハ上に精度良く
転写することが可能になる。
０の製造時においても、投影光学系ＰＬを露光装置本体
に組み込んだ後において、前述のように投影光学系ＰＬ
の波面収差が計測され、その計測された波面収差に基づ
いて投影光学系ＰＬを調整するので、投影光学系の結像
特性が精度良く調整される。従って、投影光学系の結像
特性が精度良く調整された露光装置１０が製造され、該
露光装置１０を用いて露光を行うことにより、レチクル
パターンを投影光学系ＰＬを介してウエハ上に精度良く
転写することが可能になる。
【０１２４】なお、上記実施形態では、計測用レチクル
ＲT上の基準パターン７４1（又は７４2）を、ウエハＷ
上の各計測用パターンの転写領域に個別に対応する領域
それぞれにステップ・アンド・リピート方式で順次、Ｎ
回繰り返して投影光学系ＰＬを介して転写するととも
に、そのウエハＷを現像後に得られた各計測用パターン
のレジスト像の対応する基準パターンのレジスト像に対
する位置ずれ量と予め計測された計測用レチクルＲT上
の各計測用パターンの描画誤差（位置ずれ）を用いて、
上記の位置ずれ量の計測値を補正した真の位置ずれ量を
算出するものとしたが、本発明がこれに限定されるもの
ではない。すなわち、上記実施形態と同様に、各計測用
パターンの描画誤差を用いて位置ずれ量の計測値を補正
する場合には、必ずしも基準パターンの転写を複数回に
分けて行う必要はない。かかる場合であっても、描画誤
差を補正することにより、描画誤差を考慮しない場合に
比べて投影光学系ＰＬの波面収差を精度良く算出するこ
とができる。なお、描画誤差を用いて位置ずれ量の計測
値を補正することなく、その位置ずれ量の計測値に基づ
いて算出された投影光学系の波面収差の算出結果（上記
実施形態では、ツェルニケ多項式の各項の係数の算出
値）を、描画誤差を用いて補正することとしても良い。
ＲT上の基準パターン７４1（又は７４2）を、ウエハＷ
上の各計測用パターンの転写領域に個別に対応する領域
それぞれにステップ・アンド・リピート方式で順次、Ｎ
回繰り返して投影光学系ＰＬを介して転写するととも
に、そのウエハＷを現像後に得られた各計測用パターン
のレジスト像の対応する基準パターンのレジスト像に対
する位置ずれ量と予め計測された計測用レチクルＲT上
の各計測用パターンの描画誤差（位置ずれ）を用いて、
上記の位置ずれ量の計測値を補正した真の位置ずれ量を
算出するものとしたが、本発明がこれに限定されるもの
ではない。すなわち、上記実施形態と同様に、各計測用
パターンの描画誤差を用いて位置ずれ量の計測値を補正
する場合には、必ずしも基準パターンの転写を複数回に
分けて行う必要はない。かかる場合であっても、描画誤
差を補正することにより、描画誤差を考慮しない場合に
比べて投影光学系ＰＬの波面収差を精度良く算出するこ
とができる。なお、描画誤差を用いて位置ずれ量の計測
値を補正することなく、その位置ずれ量の計測値に基づ
いて算出された投影光学系の波面収差の算出結果（上記
実施形態では、ツェルニケ多項式の各項の係数の算出
値）を、描画誤差を用いて補正することとしても良い。
【０１２５】一方、上記実施形態と同様に、基準パター
ンの転写を複数回に分けて行う場合には、各計測用パタ
ーンの描画誤差を用いて、上記位置ずれ量あるいはそれ
に基づいて算出された投影光学系の波面収差の算出結果
を必ずしも補正する必要はない。かかる場合であって
も、上記の複数回の分割露光により、ウエハＷ上に形成
される基準パターンの各レジスト像（転写像）の位置
は、複数回の転写の際のウエハＷの位置決め誤差が一種
の平均化効果により低減された位置となるので、上記実
施形態と同様に位置ずれ量の計測精度の向上が可能とな
り、結果的に投影光学系の波面収差の計測精度の向上が
可能である。
ンの転写を複数回に分けて行う場合には、各計測用パタ
ーンの描画誤差を用いて、上記位置ずれ量あるいはそれ
に基づいて算出された投影光学系の波面収差の算出結果
を必ずしも補正する必要はない。かかる場合であって
も、上記の複数回の分割露光により、ウエハＷ上に形成
される基準パターンの各レジスト像（転写像）の位置
は、複数回の転写の際のウエハＷの位置決め誤差が一種
の平均化効果により低減された位置となるので、上記実
施形態と同様に位置ずれ量の計測精度の向上が可能とな
り、結果的に投影光学系の波面収差の計測精度の向上が
可能である。
【０１２６】また、上記実施形態では、各計測用パター
ンの転写像の位置ずれを基準パターンの転写像の位置を
基準位置として求める場合について説明したが、これに
限らず、基準位置として設計値を用いることも可能であ
る。あるいは、後に説明する第２の実施形態と同様に基
準ウエハ上に予め形成された基準パターンの位置を基準
位置として用いても良い。かかる場合であっても、前述
した描画誤差を用いた位置ずれ量あるいは波面収差の算
出結果の補正により、投影光学系の波面収差の計測精度
の向上が可能となる。
ンの転写像の位置ずれを基準パターンの転写像の位置を
基準位置として求める場合について説明したが、これに
限らず、基準位置として設計値を用いることも可能であ
る。あるいは、後に説明する第２の実施形態と同様に基
準ウエハ上に予め形成された基準パターンの位置を基準
位置として用いても良い。かかる場合であっても、前述
した描画誤差を用いた位置ずれ量あるいは波面収差の算
出結果の補正により、投影光学系の波面収差の計測精度
の向上が可能となる。
【０１２７】なお、上記実施形態では、計測用レチクル
ＲT上の計測用パターンを１回の露光によりウエハＷ上
の１つの矩形領域（部分領域）にのみ転写する場合につ
いて説明したが、本発明がこれに限定されるものではな
い。
ＲT上の計測用パターンを１回の露光によりウエハＷ上
の１つの矩形領域（部分領域）にのみ転写する場合につ
いて説明したが、本発明がこれに限定されるものではな
い。
【０１２８】すなわち、上記第１の実施形態において、
計測用レチクルＲT上の計測用パターン、及び基準パタ
ーンをウエハＷ上の１つの部分領域に前述した手順で転
写した後、ウエハステージＷＳＴを所定距離移動した
後、計測用レチクルＲT上の計測用パターン、及び基準
パターンをウエハＷ上の別の部分領域に対して同様の手
順で転写する。このようにして、ウエハＷ上の複数の部
分領域に対して計測用パターンと基準パターンとを転写
する。その後、そのウエハＷを現像して上記実施形態と
同様に各部分領域について、各計測用パターンのレジス
ト像の対応する基準パターンに対する位置ずれ量をそれ
ぞれ求め、さらに、それらの位置ずれ量の平均値を求め
る。そして、求められた位置ずれ量に基づいて投影光学
系ＰＬの波面収差を前述と同様の手順で算出する。この
ようにすると、ウエハＷ上の各部分領域の各計測用パタ
ーンの転写領域に重ねて転写された基準パターンのレジ
スト像の位置（基準位置）は、前述した一種の平均化効
果により、転写時のウエハの位置ずれ誤差が低減されて
いる。また、ウエハ上の複数の部分領域における各計測
用パターンの転写位置の上記の基準位置からの位置ずれ
量の平均値は、各部分領域内の各計測用パターンの転写
位置の基準位置からの位置ずれ量の計測値に含まれる計
測誤差が、平均値演算に伴なう平均化効果により低減さ
れる。従って、各計測用パターンの基準位置からの位置
ずれ量は、上記の二重の平均化効果により、転写時の基
板の位置決め誤差、及び計測誤差の影響が軽減された精
度の良い値となる。従って、この位置ずれ量に基づいて
投影光学系の波面収差を精度良く算出することが可能と
なる。この場合、前述した描画誤差を用いた位置ずれ量
等の補正は、行っても良いし、行わなくても良い。
計測用レチクルＲT上の計測用パターン、及び基準パタ
ーンをウエハＷ上の１つの部分領域に前述した手順で転
写した後、ウエハステージＷＳＴを所定距離移動した
後、計測用レチクルＲT上の計測用パターン、及び基準
パターンをウエハＷ上の別の部分領域に対して同様の手
順で転写する。このようにして、ウエハＷ上の複数の部
分領域に対して計測用パターンと基準パターンとを転写
する。その後、そのウエハＷを現像して上記実施形態と
同様に各部分領域について、各計測用パターンのレジス
ト像の対応する基準パターンに対する位置ずれ量をそれ
ぞれ求め、さらに、それらの位置ずれ量の平均値を求め
る。そして、求められた位置ずれ量に基づいて投影光学
系ＰＬの波面収差を前述と同様の手順で算出する。この
ようにすると、ウエハＷ上の各部分領域の各計測用パタ
ーンの転写領域に重ねて転写された基準パターンのレジ
スト像の位置（基準位置）は、前述した一種の平均化効
果により、転写時のウエハの位置ずれ誤差が低減されて
いる。また、ウエハ上の複数の部分領域における各計測
用パターンの転写位置の上記の基準位置からの位置ずれ
量の平均値は、各部分領域内の各計測用パターンの転写
位置の基準位置からの位置ずれ量の計測値に含まれる計
測誤差が、平均値演算に伴なう平均化効果により低減さ
れる。従って、各計測用パターンの基準位置からの位置
ずれ量は、上記の二重の平均化効果により、転写時の基
板の位置決め誤差、及び計測誤差の影響が軽減された精
度の良い値となる。従って、この位置ずれ量に基づいて
投影光学系の波面収差を精度良く算出することが可能と
なる。この場合、前述した描画誤差を用いた位置ずれ量
等の補正は、行っても良いし、行わなくても良い。
【０１２９】上述の如く、ウエハＷ上の複数の部分領域
に対して複数の計測用パターンを転写する場合に、前述
した計測用パターンの転写をデバイス製造時と同様にス
テップ・アンド・リピート方式で行い、ウエハＷ上の複
数の部分領域に順次、複数回繰り返し転写することとし
ても良い。この場合、前述と同様に、複数回の露光によ
りウエハ上に与えられる照明光のエネルギ量の総量が全
体として必要とされるエネルギ量となるように、各回の
露光の際の露光量を調整する。このようにすると、その
転写後に得られるウエハ上の各部分領域内の計測用パタ
ーンの転写像の位置は、複数回の転写の際のウエハの位
置決め誤差（ランダム誤差）が平均化効果により低減さ
れた位置となる。すなわち、それぞれの計測用パターン
の転写像の位置は、１回の転写により転写像が形成され
た場合に比べて、転写時の位置決め誤差がより小さい位
置となる。従って、この場合に求められる位置ずれ量
は、いわば三重の平均化効果により、より一層誤差が低
減された値となる。
に対して複数の計測用パターンを転写する場合に、前述
した計測用パターンの転写をデバイス製造時と同様にス
テップ・アンド・リピート方式で行い、ウエハＷ上の複
数の部分領域に順次、複数回繰り返し転写することとし
ても良い。この場合、前述と同様に、複数回の露光によ
りウエハ上に与えられる照明光のエネルギ量の総量が全
体として必要とされるエネルギ量となるように、各回の
露光の際の露光量を調整する。このようにすると、その
転写後に得られるウエハ上の各部分領域内の計測用パタ
ーンの転写像の位置は、複数回の転写の際のウエハの位
置決め誤差（ランダム誤差）が平均化効果により低減さ
れた位置となる。すなわち、それぞれの計測用パターン
の転写像の位置は、１回の転写により転写像が形成され
た場合に比べて、転写時の位置決め誤差がより小さい位
置となる。従って、この場合に求められる位置ずれ量
は、いわば三重の平均化効果により、より一層誤差が低
減された値となる。
【０１３０】なお、上記実施形態では、計測用レチクル
ＲTを構成するガラス基板６０上に一対のアライメント
マークＲＭ１，ＲＭ２が形成され、各計測用パターンの
描画誤差として、レチクルアライメントマークＲＭ１，
ＲＭ２と各計測用パターン６７i,jとの相対位置（位置
関係）の計測値と、対応する設計値との差としたが、本
発明がこれに限定されるものではない。すなわち、レチ
クルアライメントマークは、１つだけ又は３つ以上あっ
ても良く、各レチクルアライメントマークと各計測用パ
ターンとの相対位置（計測値）と設計値との差を描画誤
差としても良い。あるいは、描画誤差は、各計測用パタ
ーンを構成する各パターンの設計値に対する位置誤差で
ある、又は複数の計測用パターンの各形成位置やその相
対位置（間隔）の誤差であることとしても良い。
ＲTを構成するガラス基板６０上に一対のアライメント
マークＲＭ１，ＲＭ２が形成され、各計測用パターンの
描画誤差として、レチクルアライメントマークＲＭ１，
ＲＭ２と各計測用パターン６７i,jとの相対位置（位置
関係）の計測値と、対応する設計値との差としたが、本
発明がこれに限定されるものではない。すなわち、レチ
クルアライメントマークは、１つだけ又は３つ以上あっ
ても良く、各レチクルアライメントマークと各計測用パ
ターンとの相対位置（計測値）と設計値との差を描画誤
差としても良い。あるいは、描画誤差は、各計測用パタ
ーンを構成する各パターンの設計値に対する位置誤差で
ある、又は複数の計測用パターンの各形成位置やその相
対位置（間隔）の誤差であることとしても良い。
【０１３１】なお、上記実施形態では、計測用パターン
と基準パターンとが、同一の計測用レチクルＲT上に形
成されている場合について説明したが、これに限らず、
基準パターンを計測用パターンとは別のレチクル（マス
ク）上に形成しても良い。
と基準パターンとが、同一の計測用レチクルＲT上に形
成されている場合について説明したが、これに限らず、
基準パターンを計測用パターンとは別のレチクル（マス
ク）上に形成しても良い。
【０１３２】≪第２の実施形態≫次に、本発明の第２の
実施形態を図７及び図８（Ａ）〜図８（Ｃ）に基づいて
説明する。ここで、前述した第１の実施形態と同一若し
くは同等の構成部分については、同一の符号を用いると
ともに、その説明を簡略にし若しくは省略する。
実施形態を図７及び図８（Ａ）〜図８（Ｃ）に基づいて
説明する。ここで、前述した第１の実施形態と同一若し
くは同等の構成部分については、同一の符号を用いると
ともに、その説明を簡略にし若しくは省略する。
【０１３３】本第２の実施形態では、投影光学系ＰＬの
光学特性、具体的には波面収差の計測に際して、前述し
た計測用レチクルＲTに代えて、図７に示される計測用
レチクルＲ’Tが用いられる点、及びこれに対応して基
板として図８（Ａ）に示される基準ウエハＷFが用いら
れる点に特徴を有する。
光学特性、具体的には波面収差の計測に際して、前述し
た計測用レチクルＲTに代えて、図７に示される計測用
レチクルＲ’Tが用いられる点、及びこれに対応して基
板として図８（Ａ）に示される基準ウエハＷFが用いら
れる点に特徴を有する。
【０１３４】計測用レチクルＲ’Tは、前述した計測用
レチクルＲTと基本的には同様に構成されているが、ガ
ラス基板６０の下面（パターン面）には、基準パターン
が一切形成されてなく、これに対応してレンズ保持部材
６２に基準パターンに対する照明光の通路を成す開口が
設けられていない点において相違する。その他の部分
は、計測用レチクルＲTと同様に構成されている。
レチクルＲTと基本的には同様に構成されているが、ガ
ラス基板６０の下面（パターン面）には、基準パターン
が一切形成されてなく、これに対応してレンズ保持部材
６２に基準パターンに対する照明光の通路を成す開口が
設けられていない点において相違する。その他の部分
は、計測用レチクルＲTと同様に構成されている。
【０１３５】本第２の実施形態では、基準パターンを計
測用レチクルＲ’Tに設けていない代わりに、基準パタ
ーンが設けられた基準ウエハＷFを用いるものである。
この基準ウエハＷFには、図８（Ａ）に示されるよう
に、計測用レチクルＲ’T上の計測用パターン６７i,jの
全てが含まれる矩形領域を投影倍率倍した矩形の区画領
域ＳＡ1〜ＳＡm（図８（Ａ）の場合はｍ＝８）が予め形
成されたウエハである。各区画領域ＳＡには、図８
（Ｂ）中に区画領域ＳＡmについて拡大して示されるよ
うに、計測用パターン６７i,jに対応するマトリクス状
配置の各領域Ｓi,j内に基準パターン７６i,jが予め形成
されている。基準パターン７６i,jとしては、図８
（Ｃ）に拡大して示されるように、前述した第１の実施
形態における基準パターン７４1，７４2と同様の計測用
パターン６７i,jに対応するピッチで正方形パターンが
配置された２次元の格子パターン（但し、この場合、各
正方形パターンは、投影倍率に応じて縮小した計測用パ
ターンに対応する配置及び大きさとされている）が用い
られている。
測用レチクルＲ’Tに設けていない代わりに、基準パタ
ーンが設けられた基準ウエハＷFを用いるものである。
この基準ウエハＷFには、図８（Ａ）に示されるよう
に、計測用レチクルＲ’T上の計測用パターン６７i,jの
全てが含まれる矩形領域を投影倍率倍した矩形の区画領
域ＳＡ1〜ＳＡm（図８（Ａ）の場合はｍ＝８）が予め形
成されたウエハである。各区画領域ＳＡには、図８
（Ｂ）中に区画領域ＳＡmについて拡大して示されるよ
うに、計測用パターン６７i,jに対応するマトリクス状
配置の各領域Ｓi,j内に基準パターン７６i,jが予め形成
されている。基準パターン７６i,jとしては、図８
（Ｃ）に拡大して示されるように、前述した第１の実施
形態における基準パターン７４1，７４2と同様の計測用
パターン６７i,jに対応するピッチで正方形パターンが
配置された２次元の格子パターン（但し、この場合、各
正方形パターンは、投影倍率に応じて縮小した計測用パ
ターンに対応する配置及び大きさとされている）が用い
られている。
【０１３６】次に、本第２の実施形態における計測用レ
チクルＲ’Tを用いて、投影光学系ＰＬの光学特性を計
測する際の手順について説明する。
チクルＲ’Tを用いて、投影光学系ＰＬの光学特性を計
測する際の手順について説明する。
【０１３７】計測の開始に先立って、前述した第１の実
施形態と同様にして、計測用レチクルＲ’T上の各計測
用パターン６７i,jの描画誤差が計測され、主制御装置
５０の不図示のメモリ内に記憶される。そして、計測が
終了した計測用レチクルＲ’Tが、露光装置のレチクル
保管部にセットされる。
施形態と同様にして、計測用レチクルＲ’T上の各計測
用パターン６７i,jの描画誤差が計測され、主制御装置
５０の不図示のメモリ内に記憶される。そして、計測が
終了した計測用レチクルＲ’Tが、露光装置のレチクル
保管部にセットされる。
【０１３８】次に、主制御装置５０では、不図示のレチ
クルローダを介して計測用レチクルＲ’Tをレチクルス
テージＲＳＴ上にロードし、その計測用レチクルＲ’T
のレチクルアライメントを前述と同様の手順で行う。
クルローダを介して計測用レチクルＲ’Tをレチクルス
テージＲＳＴ上にロードし、その計測用レチクルＲ’T
のレチクルアライメントを前述と同様の手順で行う。
【０１３９】次に、主制御装置５０では、不図示のウエ
ハローダを用いて表面にレジスト（感光剤）が塗布され
た基準ウエハＷFをＺチルトステージ５８上にロードす
る。
ハローダを用いて表面にレジスト（感光剤）が塗布され
た基準ウエハＷFをＺチルトステージ５８上にロードす
る。
【０１４０】そして、主制御装置５０では、計測用レチ
クルＲ’Tの集光レンズ６５i,jの全てが含まれ、かつ開
口７２1，７２2が含まれず、レンズ保持部材６２のＸ軸
方向の最大幅以内のＸ軸方向の長さを有する矩形の照明
領域（この照明領域は、基準ウエハ上の矩形の区画領域
ＳＡを投影倍率の逆数倍した大きさの領域である）を形
成するため、不図示の駆動系を介してレチクルブライン
ド３０の開口を設定する。また、これと同時に、主制御
装置５０では、駆動装置４０を介して照明系開口絞り板
２４を回転して、所定の開口絞り、例えば小σ絞りを照
明光ＥＬの光路上に設定する。
クルＲ’Tの集光レンズ６５i,jの全てが含まれ、かつ開
口７２1，７２2が含まれず、レンズ保持部材６２のＸ軸
方向の最大幅以内のＸ軸方向の長さを有する矩形の照明
領域（この照明領域は、基準ウエハ上の矩形の区画領域
ＳＡを投影倍率の逆数倍した大きさの領域である）を形
成するため、不図示の駆動系を介してレチクルブライン
ド３０の開口を設定する。また、これと同時に、主制御
装置５０では、駆動装置４０を介して照明系開口絞り板
２４を回転して、所定の開口絞り、例えば小σ絞りを照
明光ＥＬの光路上に設定する。
【０１４１】次いで、主制御装置５０では、基準ウエハ
ＷF上の最初の区画領域ＳＡ1の設計値に基づいて、干渉
計５４Ｗの計測値をモニタしつつ、ウエハ駆動装置５６
を介して区画領域ＳＡ1を、前記矩形の照明領域の投影
位置（以下、適宜「露光位置」と呼ぶ）に位置決めす
る。
ＷF上の最初の区画領域ＳＡ1の設計値に基づいて、干渉
計５４Ｗの計測値をモニタしつつ、ウエハ駆動装置５６
を介して区画領域ＳＡ1を、前記矩形の照明領域の投影
位置（以下、適宜「露光位置」と呼ぶ）に位置決めす
る。
【０１４２】このような準備作業の後、主制御装置５０
では、制御情報ＴＳを光源１６に与えて、レーザビーム
ＬＢを発光させて、照明光ＥＬをレチクルＲ’Tに照射
して区画領域ＳＡ1に対する、計測用パターン６７i,j転
写のための第１回目の露光を行う。但し、この第１回目
の露光に際し、主制御装置５０では、露光量を制御し、
例えば基準ウエハ上に塗布されたレジストのレジスト感
度（resist sensitivity）、すなわち通常与えられるべ
きエネルギ量の１／Ｍ（Ｍは２以上の整数、本実施形態
ではＭは８）が、基準ウエハ上の各点に与えられるよう
にする。ここでは、主制御装置５０は、１回の露光でウ
エハに与えるエネルギ量の積算値（露光量）を、上記レ
ジスト感度に対応する適正露光量の１／Ｍ（この場合１
／８）に設定するものとする。なお、複数回の露光でそ
れぞれウエハに与える露光量を異ならせても良く、要は
各回の露光でウエハに与えられる露光量の総和が適正露
光量となれば良い。
では、制御情報ＴＳを光源１６に与えて、レーザビーム
ＬＢを発光させて、照明光ＥＬをレチクルＲ’Tに照射
して区画領域ＳＡ1に対する、計測用パターン６７i,j転
写のための第１回目の露光を行う。但し、この第１回目
の露光に際し、主制御装置５０では、露光量を制御し、
例えば基準ウエハ上に塗布されたレジストのレジスト感
度（resist sensitivity）、すなわち通常与えられるべ
きエネルギ量の１／Ｍ（Ｍは２以上の整数、本実施形態
ではＭは８）が、基準ウエハ上の各点に与えられるよう
にする。ここでは、主制御装置５０は、１回の露光でウ
エハに与えるエネルギ量の積算値（露光量）を、上記レ
ジスト感度に対応する適正露光量の１／Ｍ（この場合１
／８）に設定するものとする。なお、複数回の露光でそ
れぞれウエハに与える露光量を異ならせても良く、要は
各回の露光でウエハに与えられる露光量の総和が適正露
光量となれば良い。
【０１４３】次いで、主制御装置５０では、ウエハステ
ージＷＳＴを所定量移動し、隣接する区画領域ＳＡ2を
露光位置に位置決めする。そして、前述と同様にして、
区画領域ＳＡ2に対する計測用パターン６７i,j転写のた
めの第１回目の露光を行う。この露光の際にも、主制御
装置５０では、露光量を上記レジスト感度に対応する露
光量の１／Ｍ（この場合１／８）に設定する。以後、上
記と同様の区画領域ＳＡ間のステッピング動作と、露光
動作とを繰り返すことにより、基準ウエハＷ上の全ての
区画領域ＳＡ1〜ＳＡmに対して第１回目の露光を行う。
このようにして、第１回目の露光が終了すると、主制御
装置５０では、上記第１回目の露光の際と同様の手順
で、基準ウエハＷ上の全ての区画領域ＳＡ1〜ＳＡmに対
して、レジスト感度に対応する露光量の１／Ｍで、計測
用レチクルＲ’T（計測用パターン６７i,j）転写のため
の、第２回目、第３回目、……第Ｍ回目の露光を繰り返
し行う。そして、第Ｍ回目（本実施形態では第８回目）
の露光が終了すると、基準ウエハＷ上のレジスト層の区
画領域ＳＡのそれぞれに計測用パターン６７i,jの潜像
がそれぞれ形成される。
ージＷＳＴを所定量移動し、隣接する区画領域ＳＡ2を
露光位置に位置決めする。そして、前述と同様にして、
区画領域ＳＡ2に対する計測用パターン６７i,j転写のた
めの第１回目の露光を行う。この露光の際にも、主制御
装置５０では、露光量を上記レジスト感度に対応する露
光量の１／Ｍ（この場合１／８）に設定する。以後、上
記と同様の区画領域ＳＡ間のステッピング動作と、露光
動作とを繰り返すことにより、基準ウエハＷ上の全ての
区画領域ＳＡ1〜ＳＡmに対して第１回目の露光を行う。
このようにして、第１回目の露光が終了すると、主制御
装置５０では、上記第１回目の露光の際と同様の手順
で、基準ウエハＷ上の全ての区画領域ＳＡ1〜ＳＡmに対
して、レジスト感度に対応する露光量の１／Ｍで、計測
用レチクルＲ’T（計測用パターン６７i,j）転写のため
の、第２回目、第３回目、……第Ｍ回目の露光を繰り返
し行う。そして、第Ｍ回目（本実施形態では第８回目）
の露光が終了すると、基準ウエハＷ上のレジスト層の区
画領域ＳＡのそれぞれに計測用パターン６７i,jの潜像
がそれぞれ形成される。
【０１４４】次いで、その基準ウエハＷFが不図示のＣ
／Ｄにより現像され、この現像後に基準ウエハＷF上に
は、マトリックス状に配列された各区画領域ＳＡに基準
パターン７６i,jとの位置関係が、図６（Ｂ）と同様の
配置で、計測用パターン６７i ,jのレジスト像がそれぞ
れ形成される。
／Ｄにより現像され、この現像後に基準ウエハＷF上に
は、マトリックス状に配列された各区画領域ＳＡに基準
パターン７６i,jとの位置関係が、図６（Ｂ）と同様の
配置で、計測用パターン６７i ,jのレジスト像がそれぞ
れ形成される。
【０１４５】その後、現像が終了したウエハＷは、Ｃ／
Ｄから取り出され、外部の重ね合せ測定器（レジストレ
ーション測定器）を用いて、各区画領域ＳＡについて、
各計測用パターン６７i,jの対応する基準パターンに対
するＸ，Ｙ２次元方向の位置ずれ量（Δ”ξ，Δ”η）
が求められる。
Ｄから取り出され、外部の重ね合せ測定器（レジストレ
ーション測定器）を用いて、各区画領域ＳＡについて、
各計測用パターン６７i,jの対応する基準パターンに対
するＸ，Ｙ２次元方向の位置ずれ量（Δ”ξ，Δ”η）
が求められる。
【０１４６】そして、本第２の実施形態では、前述のよ
うにして求められた各区画領域ＳＡについての各計測用
パターン６７i,jの対応する基準パターンに対するＸ，
Ｙ２次元方向の位置ずれ量（Δ”ξ，Δ”η）のデータ
が、オペレータ等により、図１の入出力装置４４を介し
て主制御装置５０に入力される。なお、外部の重ね合せ
測定器から、演算した各区画領域Ｓi,jについての位置
ずれ量（Δ”ξ，Δ”η）のデータを、オンラインにて
主制御装置５０に入力することも可能である。
うにして求められた各区画領域ＳＡについての各計測用
パターン６７i,jの対応する基準パターンに対するＸ，
Ｙ２次元方向の位置ずれ量（Δ”ξ，Δ”η）のデータ
が、オペレータ等により、図１の入出力装置４４を介し
て主制御装置５０に入力される。なお、外部の重ね合せ
測定器から、演算した各区画領域Ｓi,jについての位置
ずれ量（Δ”ξ，Δ”η）のデータを、オンラインにて
主制御装置５０に入力することも可能である。
【０１４７】いずれにしても、上記の入力に応答して、
主制御装置５０内では、入力されたデータに基づいて、
位置ずれ量（Δ”ξ，Δ”η）を全ての区画領域につい
て平均した新たな位置ずれ量（Δ”ξ，Δ”η）
newを、すべての計測用パターン６７i,jについて求め、
この求めた新たな位置ずれ量（Δ”ξ，Δ”η）newを
メモリ内に記憶している各計測用パターン６７i,jの描
画誤差を用いて、所定の演算を行い、前記各計測用パタ
ーン６７i,jについての位置ずれ量に含まれる描画誤差
を補正した、各計測用パターン６７i,jの真の位置ずれ
量（Δξ，Δη）を算出する。
主制御装置５０内では、入力されたデータに基づいて、
位置ずれ量（Δ”ξ，Δ”η）を全ての区画領域につい
て平均した新たな位置ずれ量（Δ”ξ，Δ”η）
newを、すべての計測用パターン６７i,jについて求め、
この求めた新たな位置ずれ量（Δ”ξ，Δ”η）newを
メモリ内に記憶している各計測用パターン６７i,jの描
画誤差を用いて、所定の演算を行い、前記各計測用パタ
ーン６７i,jについての位置ずれ量に含まれる描画誤差
を補正した、各計測用パターン６７i,jの真の位置ずれ
量（Δξ，Δη）を算出する。
【０１４８】その後、主制御装置５０では、前述と同様
の手順で、位置ずれ量（Δξ，Δη）に基づいて、投影
光学系ＰＬの光学特性として波面収差を計測する。
の手順で、位置ずれ量（Δξ，Δη）に基づいて、投影
光学系ＰＬの光学特性として波面収差を計測する。
【０１４９】本実施形態では、各回の露光の際に、各計
測用パターン６７i,jの像は、前述したように、投影光
学系ＰＬによりそれぞれの計測用パターン６７i,jを介
した光の波面の理想波面に対する傾きに応じてずれた位
置に結像される。この場合、各回の露光（転写）の際の
基準ウエハの位置は、ウエハステージＷＳＴの位置決め
誤差（ランダム誤差）を含む。しかし、Ｍ回の露光の結
果基準ウエハ上のレジスト層に形成される転写像（潜
像）の位置は、複数回の露光（転写）の際の基準ウエハ
の位置決め誤差（ランダム誤差）が平均化効果により低
減された位置となる。すなわち、それぞれの計測用パタ
ーンの転写像の位置は、１回の転写により転写像が形成
された場合に比べて、転写時の位置決め誤差がより小さ
い位置となる。
測用パターン６７i,jの像は、前述したように、投影光
学系ＰＬによりそれぞれの計測用パターン６７i,jを介
した光の波面の理想波面に対する傾きに応じてずれた位
置に結像される。この場合、各回の露光（転写）の際の
基準ウエハの位置は、ウエハステージＷＳＴの位置決め
誤差（ランダム誤差）を含む。しかし、Ｍ回の露光の結
果基準ウエハ上のレジスト層に形成される転写像（潜
像）の位置は、複数回の露光（転写）の際の基準ウエハ
の位置決め誤差（ランダム誤差）が平均化効果により低
減された位置となる。すなわち、それぞれの計測用パタ
ーンの転写像の位置は、１回の転写により転写像が形成
された場合に比べて、転写時の位置決め誤差がより小さ
い位置となる。
【０１５０】基準ウエハＷFは、予め作製することがで
きるので、高精度なパターン描画装置等を用いることに
より、基準パターン７６i,jの配置をほぼ設計値通りに
することができる。このため、基準ウエハＷF上におけ
る各計測用パターン６７i,jの転写像の対応する基準パ
ターン７６i,jに対する位置ずれ量は、投影光学系ＰＬ
の光学特性を正確に反映した量となっている。
きるので、高精度なパターン描画装置等を用いることに
より、基準パターン７６i,jの配置をほぼ設計値通りに
することができる。このため、基準ウエハＷF上におけ
る各計測用パターン６７i,jの転写像の対応する基準パ
ターン７６i,jに対する位置ずれ量は、投影光学系ＰＬ
の光学特性を正確に反映した量となっている。
【０１５１】また、前述した新たな位置ずれ量（Δ”
ξ，Δ”η）newの計測に際しては、基準ウエハ上の複
数の区画領域における各計測用パターンの転写位置（平
均化効果により露光時の基板の位置決め誤差の影響が軽
減された情報）の基準位置（基準パターンの位置）から
の位置ずれ量の平均値を求める。このため、各区画領域
内の各計測用パターンの転写位置の基準位置からの位置
ずれ量の計測値に含まれる計測誤差が、平均値演算に伴
なう平均化効果により低減された値が、各計測用パター
ンの基準位置からの位置ずれ量（Δ”ξ，Δ”η）new
として求められる。従って、当該各計測用パターンの基
準位置からの位置ずれ量（Δ”ξ，Δ”η）newは、上
記の二重の平均化効果により、転写時の基準ウエハの位
置決め誤差、及び計測誤差の影響が軽減された精度の良
い値となる。
ξ，Δ”η）newの計測に際しては、基準ウエハ上の複
数の区画領域における各計測用パターンの転写位置（平
均化効果により露光時の基板の位置決め誤差の影響が軽
減された情報）の基準位置（基準パターンの位置）から
の位置ずれ量の平均値を求める。このため、各区画領域
内の各計測用パターンの転写位置の基準位置からの位置
ずれ量の計測値に含まれる計測誤差が、平均値演算に伴
なう平均化効果により低減された値が、各計測用パター
ンの基準位置からの位置ずれ量（Δ”ξ，Δ”η）new
として求められる。従って、当該各計測用パターンの基
準位置からの位置ずれ量（Δ”ξ，Δ”η）newは、上
記の二重の平均化効果により、転写時の基準ウエハの位
置決め誤差、及び計測誤差の影響が軽減された精度の良
い値となる。
【０１５２】以上より、本第２の実施形態によると、投
影光学系ＰＬの波面収差を上記第１の実施形態と同等、
あるいはそれ以上に精度良く算出することが可能とな
る。
影光学系ＰＬの波面収差を上記第１の実施形態と同等、
あるいはそれ以上に精度良く算出することが可能とな
る。
【０１５３】本第２の実施形態においても、露光装置の
メンテナンスを定期的に行い、その際に、前述した計測
用レチクルＲ’Tを用いて、前述した手順で波面収差の
計測が行われ、その計測結果に基づいて、第１の実施形
態と同様にして投影光学系ＰＬが調整される。そして、
デバイス製造の際には、この調整後の投影光学系を介し
てレチクルＲのパターンがウエハ上に精度良く転写され
る。また、露光装置の製造工程においても、投影光学系
ＰＬの露光装置本体への組み付け後において波面収差の
計測及びこれに基づく、投影光学系ＰＬの調整が第１の
実施形態と同様にして行われる。
メンテナンスを定期的に行い、その際に、前述した計測
用レチクルＲ’Tを用いて、前述した手順で波面収差の
計測が行われ、その計測結果に基づいて、第１の実施形
態と同様にして投影光学系ＰＬが調整される。そして、
デバイス製造の際には、この調整後の投影光学系を介し
てレチクルＲのパターンがウエハ上に精度良く転写され
る。また、露光装置の製造工程においても、投影光学系
ＰＬの露光装置本体への組み付け後において波面収差の
計測及びこれに基づく、投影光学系ＰＬの調整が第１の
実施形態と同様にして行われる。
【０１５４】以上説明した本第２の実施形態によると、
前述した第１の実施形態と同等の効果を得ることができ
る。これに加え、本実施形態では、投影光学系ＰＬの光
学特性の計測に際し、計測用パターンの転写を行うのみ
で足りるので、基準パターンの転写（通常のこの転写
は、ステップ・アンド・リピート方式で行われる）が不
要となり、その分計測時間の短縮が可能となり、より一
層投影光学系の波面収差の計測に要する時間の短縮、ひ
いては投影光学系の調整時間の短縮が可能となる。ま
た、基準パターンの転写が不要となるので、基準パター
ンの転写誤差及び計測誤差に起因する、位置ずれ量成分
を零にすることができるので、その分計測用パターンの
位置ずれ量の計測精度を向上させることができる。
前述した第１の実施形態と同等の効果を得ることができ
る。これに加え、本実施形態では、投影光学系ＰＬの光
学特性の計測に際し、計測用パターンの転写を行うのみ
で足りるので、基準パターンの転写（通常のこの転写
は、ステップ・アンド・リピート方式で行われる）が不
要となり、その分計測時間の短縮が可能となり、より一
層投影光学系の波面収差の計測に要する時間の短縮、ひ
いては投影光学系の調整時間の短縮が可能となる。ま
た、基準パターンの転写が不要となるので、基準パター
ンの転写誤差及び計測誤差に起因する、位置ずれ量成分
を零にすることができるので、その分計測用パターンの
位置ずれ量の計測精度を向上させることができる。
【０１５５】なお、この場合も、各計測用パターンの描
画誤差を用いて位置ずれ量の計測値を補正することな
く、その位置ずれ量の計測値に基づいて算出された投影
光学系の波面収差の算出結果を、描画誤差を用いて補正
することとしても良いことは勿論である。
画誤差を用いて位置ずれ量の計測値を補正することな
く、その位置ずれ量の計測値に基づいて算出された投影
光学系の波面収差の算出結果を、描画誤差を用いて補正
することとしても良いことは勿論である。
【０１５６】また、上記第２の実施形態においても、各
計測用パターンの描画誤差を用いて、上記位置ずれ量あ
るいはそれに基づいて算出された投影光学系の波面収差
の算出結果を必ずしも補正する必要はない。かかる場合
であっても、上記の二重の平均化効果により、上記第２
の実施形態と同様に位置ずれ量の計測精度が向上してい
るので、結果的に投影光学系の波面収差の計測精度の向
上が可能である。
計測用パターンの描画誤差を用いて、上記位置ずれ量あ
るいはそれに基づいて算出された投影光学系の波面収差
の算出結果を必ずしも補正する必要はない。かかる場合
であっても、上記の二重の平均化効果により、上記第２
の実施形態と同様に位置ずれ量の計測精度が向上してい
るので、結果的に投影光学系の波面収差の計測精度の向
上が可能である。
【０１５７】なお、上記第２の実施形態では、基準ウエ
ハ上での複数の基準パターンの位置関係（間隔など）を
計測しておき、例えばこの計測結果を用いて計測用パタ
ーン毎に前述の位置ずれ量を求める、あるいは投影光学
系の光学特性の計測結果を補正することが望ましい。こ
れにより、基準基板の製造誤差（基準パターンの位置誤
差など）に起因した光学特性の計測誤差を低減すること
ができる。
ハ上での複数の基準パターンの位置関係（間隔など）を
計測しておき、例えばこの計測結果を用いて計測用パタ
ーン毎に前述の位置ずれ量を求める、あるいは投影光学
系の光学特性の計測結果を補正することが望ましい。こ
れにより、基準基板の製造誤差（基準パターンの位置誤
差など）に起因した光学特性の計測誤差を低減すること
ができる。
【０１５８】なお、上記第１、第２の実施形態では、基
準パターンあるいは計測用パターンの転写のため、複数
回の露光を行うに当たり、各回の露光の際の露光量の調
整は、例えば、照明光学系１２内に照明光透過率が連続
的、あるいは等比級数的に変更可能なＮＤフィルタ等を
含む減光装置を配置し、この減光装置による透過率を適
宜設定することにより行うこととすることができる。あ
るいは、光源１６から射出されるパルス光の１パルス当
たりのエネルギ量を変更するか、パルス光の繰り返し周
波数を変更することにより、露光量を制御することがで
きる。この他、光源として連続光源を用いる場合に、上
記各実施形態のような静止露光に当たり、連続光の照射
時間、すなわち露光時間を制御することにより露光量を
調整することもできる。あるいは、これらの少なくとも
２つを組み合わせて露光量を調整しても良い。すなわ
ち、露光量の制御方法は、如何なる方法を用いても良
い。
準パターンあるいは計測用パターンの転写のため、複数
回の露光を行うに当たり、各回の露光の際の露光量の調
整は、例えば、照明光学系１２内に照明光透過率が連続
的、あるいは等比級数的に変更可能なＮＤフィルタ等を
含む減光装置を配置し、この減光装置による透過率を適
宜設定することにより行うこととすることができる。あ
るいは、光源１６から射出されるパルス光の１パルス当
たりのエネルギ量を変更するか、パルス光の繰り返し周
波数を変更することにより、露光量を制御することがで
きる。この他、光源として連続光源を用いる場合に、上
記各実施形態のような静止露光に当たり、連続光の照射
時間、すなわち露光時間を制御することにより露光量を
調整することもできる。あるいは、これらの少なくとも
２つを組み合わせて露光量を調整しても良い。すなわ
ち、露光量の制御方法は、如何なる方法を用いても良
い。
【０１５９】なお、上記各実施形態では、計測用パター
ン（及び基準パターン）をウエハＷ上に転写した後に、
そのウエハを現像して得られるレジスト像の計測結果に
基づいて、投影光学系ＰＬの波面収差を算出するものと
したが、これに限らず、レジスト層に形成された計測用
パターン及び基準パターンの潜像あるいはウエハをエッ
チングして得られる像を計測することとしても良い。か
かる場合であっても、計測用パターンの潜像又はエッチ
ング像の基準位置（例えば設計上の計測用パターンの投
影位置、あるいは基準パターンの潜像又はエッチング像
の位置）からの位置ずれ量を計測すれば、その計測結果
に基づいて上記各実施形態と同様の手順で投影光学系の
波面収差を求めることは可能である。さらに、上記各実
施形態では前述した位置ずれ量を重ね合せ測定器を用い
て計測するものとしたが、それ以外、例えば露光装置内
に設けられるアライメントセンサなどを用いても良い。
ン（及び基準パターン）をウエハＷ上に転写した後に、
そのウエハを現像して得られるレジスト像の計測結果に
基づいて、投影光学系ＰＬの波面収差を算出するものと
したが、これに限らず、レジスト層に形成された計測用
パターン及び基準パターンの潜像あるいはウエハをエッ
チングして得られる像を計測することとしても良い。か
かる場合であっても、計測用パターンの潜像又はエッチ
ング像の基準位置（例えば設計上の計測用パターンの投
影位置、あるいは基準パターンの潜像又はエッチング像
の位置）からの位置ずれ量を計測すれば、その計測結果
に基づいて上記各実施形態と同様の手順で投影光学系の
波面収差を求めることは可能である。さらに、上記各実
施形態では前述した位置ずれ量を重ね合せ測定器を用い
て計測するものとしたが、それ以外、例えば露光装置内
に設けられるアライメントセンサなどを用いても良い。
【０１６０】また、上記各実施形態では、投影光学系の
光学特性として波面収差を求める場合について説明した
が、上記の各計測用パターンの投影位置の所定の基準位
置からの位置ずれ量に基づいて求められるものであれ
ば、光学特性は、波面収差に限られない。
光学特性として波面収差を求める場合について説明した
が、上記の各計測用パターンの投影位置の所定の基準位
置からの位置ずれ量に基づいて求められるものであれ
ば、光学特性は、波面収差に限られない。
【０１６１】≪マスク検査方法≫次に、前述した第１、
第２の実施形態においても、計測用レチクルＲT又は
Ｒ’T上の計測用パターンの描画の計測に好適に適用で
きる、本発明に係るマスク検査方法の一実施形態につい
て説明する。ここで、前述した第１の実施形態と同一若
しくは同等の構成部分については、同一の符号を用いる
とともに、その説明を簡略にし若しくは省略する。な
お、ここでは、露光装置１０にマスク検査方法を適用し
て、計測用レチクルＲTの検査を行うものとする。
第２の実施形態においても、計測用レチクルＲT又は
Ｒ’T上の計測用パターンの描画の計測に好適に適用で
きる、本発明に係るマスク検査方法の一実施形態につい
て説明する。ここで、前述した第１の実施形態と同一若
しくは同等の構成部分については、同一の符号を用いる
とともに、その説明を簡略にし若しくは省略する。な
お、ここでは、露光装置１０にマスク検査方法を適用し
て、計測用レチクルＲTの検査を行うものとする。
【０１６２】まず、主制御装置５０では、不図示のレチ
クルローダを介して計測用レチクルＲTをレチクルステ
ージＲＳＴ上にロードする。次いで、主制御装置５０で
は、前述した第１の実施形態と同様にして、レチクルア
ライメントを行う。これにより、レチクル中心が投影光
学系ＰＬの光軸にほぼ一致する。
クルローダを介して計測用レチクルＲTをレチクルステ
ージＲＳＴ上にロードする。次いで、主制御装置５０で
は、前述した第１の実施形態と同様にして、レチクルア
ライメントを行う。これにより、レチクル中心が投影光
学系ＰＬの光軸にほぼ一致する。
【０１６３】次に、主制御装置５０では、不図示のウエ
ハローダを用いて表面にレジスト（感光剤）が塗布され
たウエハＷをＺチルトステージ５８上にロードする。
ハローダを用いて表面にレジスト（感光剤）が塗布され
たウエハＷをＺチルトステージ５８上にロードする。
【０１６４】次いで、主制御装置５０では、計測用レチ
クルＲTの集光レンズ６５i,jのうちの一部が含まれ、か
つ開口７２1，７２2が含まれず、レンズ保持部材６２の
Ｘ軸方向の最大幅以内のＸ軸方向の長さを有する長方形
の照明領域を形成するため、不図示の駆動系を介してレ
チクルブラインド３０の開口を設定する。また、これと
同時に、主制御装置５０では、小σ絞りを照明光ＥＬの
光路上に設定する。
クルＲTの集光レンズ６５i,jのうちの一部が含まれ、か
つ開口７２1，７２2が含まれず、レンズ保持部材６２の
Ｘ軸方向の最大幅以内のＸ軸方向の長さを有する長方形
の照明領域を形成するため、不図示の駆動系を介してレ
チクルブラインド３０の開口を設定する。また、これと
同時に、主制御装置５０では、小σ絞りを照明光ＥＬの
光路上に設定する。
【０１６５】このような準備作業の後、主制御装置５０
では、制御情報ＴＳを光源１６に与えて、レーザビーム
ＬＢを発光させて、照明光ＥＬをレチクルＲTに照射し
て露光を行う。これにより、照明領域内に含まれる各計
測用パターン６７i,jが、対応するピンホール状の開口
７０i,j及び投影光学系ＰＬを介して同時にウエハＷ上
のレジスト層に転写される。この結果、ウエハＷ上のレ
ジスト層には、図９に示されるように、長方形領域ＲＡ
1内に各計測用パターン６７i,jの縮小像（潜像）６７’
i,j（ｉ＝ｈ〜ｈ＋２、ｊ＝１〜ｑ）がＸＹ２次元方向
に沿って所定間隔で形成される。
では、制御情報ＴＳを光源１６に与えて、レーザビーム
ＬＢを発光させて、照明光ＥＬをレチクルＲTに照射し
て露光を行う。これにより、照明領域内に含まれる各計
測用パターン６７i,jが、対応するピンホール状の開口
７０i,j及び投影光学系ＰＬを介して同時にウエハＷ上
のレジスト層に転写される。この結果、ウエハＷ上のレ
ジスト層には、図９に示されるように、長方形領域ＲＡ
1内に各計測用パターン６７i,jの縮小像（潜像）６７’
i,j（ｉ＝ｈ〜ｈ＋２、ｊ＝１〜ｑ）がＸＹ２次元方向
に沿って所定間隔で形成される。
【０１６６】次に、主制御装置５０では、前記照明領域
を固定したままの状態で、レチクルステージＲＳＴをＹ
軸方向に沿って、計測用パターン６７i,jの配列周期の
１ピッチ分だけ移動する。主制御装置５０では、ウエハ
ステージＷＳＴをＹ軸方向に所定距離移動する。そし
て、主制御装置５０では、前述と同様にして、照明光Ｅ
ＬをレチクルＲTに照射して露光を行う。これにより、
ウエハＷ上のレジスト層には、長方形領域ＲＡ1から所
定間隔を隔てた長方形領域ＲＡ2内に各計測用パターン
６７i,jの縮小像（潜像）６７’i,j（ｉ＝ｈ＋１〜ｈ＋
３，ｊ＝１〜ｑ）が、ＸＹ２次元方向に沿って所定間隔
で形成される。
を固定したままの状態で、レチクルステージＲＳＴをＹ
軸方向に沿って、計測用パターン６７i,jの配列周期の
１ピッチ分だけ移動する。主制御装置５０では、ウエハ
ステージＷＳＴをＹ軸方向に所定距離移動する。そし
て、主制御装置５０では、前述と同様にして、照明光Ｅ
ＬをレチクルＲTに照射して露光を行う。これにより、
ウエハＷ上のレジスト層には、長方形領域ＲＡ1から所
定間隔を隔てた長方形領域ＲＡ2内に各計測用パターン
６７i,jの縮小像（潜像）６７’i,j（ｉ＝ｈ＋１〜ｈ＋
３，ｊ＝１〜ｑ）が、ＸＹ２次元方向に沿って所定間隔
で形成される。
【０１６７】その後、上記と同様にレチクルステージＲ
ＳＴの移動及びウエハステージＷＳＴを移動する動作
と、露光動作とを繰り返すことにより、ウエハＷ上のレ
ジスト層には、図９と同様の配置の各計測用パターン６
７i,jの縮小像（潜像）６７’i ,jが、Ｙ軸方向に所定間
隔を隔てた長方形領域に順次形成される。
ＳＴの移動及びウエハステージＷＳＴを移動する動作
と、露光動作とを繰り返すことにより、ウエハＷ上のレ
ジスト層には、図９と同様の配置の各計測用パターン６
７i,jの縮小像（潜像）６７’i ,jが、Ｙ軸方向に所定間
隔を隔てた長方形領域に順次形成される。
【０１６８】このようにして、露光が終了すると、主制
御装置５０では、不図示のウエハローダを介してウエハ
ＷをＺチルトステージ５８上からアンロードした後、チ
ャンバ１１にインラインにて接続されている不図示のコ
ータ・デベロッパ（以下、「Ｃ／Ｄ」と略述する）に送
る。そして、Ｃ／Ｄ内で、そのウエハＷの現像が行わ
れ、その現像後にウエハＷ上には、図９と同様の配置の
計測用パターンのレジスト像が、所定間隔を隔てた同一
面積の長方形領域にそれぞれ形成される。
御装置５０では、不図示のウエハローダを介してウエハ
ＷをＺチルトステージ５８上からアンロードした後、チ
ャンバ１１にインラインにて接続されている不図示のコ
ータ・デベロッパ（以下、「Ｃ／Ｄ」と略述する）に送
る。そして、Ｃ／Ｄ内で、そのウエハＷの現像が行わ
れ、その現像後にウエハＷ上には、図９と同様の配置の
計測用パターンのレジスト像が、所定間隔を隔てた同一
面積の長方形領域にそれぞれ形成される。
【０１６９】その後、現像が終了したウエハＷは、Ｃ／
Ｄから取り出され、ＳＥＭ等の計測装置を用いて、全て
の計測用パターンの位置が計測される。この計測結果
が、例えば図１の入出力装置４４を介して入力され、主
制御装置５０では、その計測結果に基づいて、各長方形
領域内の対応する位置にある計測用パターンのレジスト
像同士の位置関係を、１つの長方形領域内にある計測用
パターンのレジスト像の位置を基準として算出する。
Ｄから取り出され、ＳＥＭ等の計測装置を用いて、全て
の計測用パターンの位置が計測される。この計測結果
が、例えば図１の入出力装置４４を介して入力され、主
制御装置５０では、その計測結果に基づいて、各長方形
領域内の対応する位置にある計測用パターンのレジスト
像同士の位置関係を、１つの長方形領域内にある計測用
パターンのレジスト像の位置を基準として算出する。
【０１７０】この場合、各計測用パターンが設計値通り
に形成されている場合には、ウエハ上の各長方形領域に
は、投影光学系ＰＬの収差の大小を問わず、同一の位置
関係で複数の計測用パターンが転写されている筈であ
る。従って、上述のようにして算出された各長方形領域
内の対応する位置にある計測用パターンのレジスト像同
士の位置関係に基づいて得られる位置誤差の情報は、計
測用パターンの描画誤差に他ならない。
に形成されている場合には、ウエハ上の各長方形領域に
は、投影光学系ＰＬの収差の大小を問わず、同一の位置
関係で複数の計測用パターンが転写されている筈であ
る。従って、上述のようにして算出された各長方形領域
内の対応する位置にある計測用パターンのレジスト像同
士の位置関係に基づいて得られる位置誤差の情報は、計
測用パターンの描画誤差に他ならない。
【０１７１】従って、本実施形態によると、計測用レチ
クルＲTの計測用パターンの描画誤差を精度良く検出す
ることができる。なお、これまでの説明から明らかなよ
うに、本実施形態の方法は、ピンホール状の開口の有無
を問わないので、前述したような計測用レチクルに限ら
ず、所定のパターンが２次元的に配置されているレチク
ル（又はマスク）であれば、同様に適用が可能である。
クルＲTの計測用パターンの描画誤差を精度良く検出す
ることができる。なお、これまでの説明から明らかなよ
うに、本実施形態の方法は、ピンホール状の開口の有無
を問わないので、前述したような計測用レチクルに限ら
ず、所定のパターンが２次元的に配置されているレチク
ル（又はマスク）であれば、同様に適用が可能である。
【０１７２】なお、上記実施形態では、計測用パターン
をウエハＷ上に転写した後に、そのウエハを現像して得
られるレジスト像の計測結果に基づいて、計測用パター
ンの描画誤差を算出するものとしたが、これに限らず、
レジスト層に形成された計測用パターンの潜像あるいは
ウエハをエッチングして得られる像を計測することとし
ても良い。かかる場合であっても、各長方形領域内の対
応する位置にある計測用パターンの潜像又はエッチング
像同士の位置関係に基づいて得られる位置誤差の情報か
ら、上記実施形態と同様に計測用パターンの描画誤差を
求めることは可能である。
をウエハＷ上に転写した後に、そのウエハを現像して得
られるレジスト像の計測結果に基づいて、計測用パター
ンの描画誤差を算出するものとしたが、これに限らず、
レジスト層に形成された計測用パターンの潜像あるいは
ウエハをエッチングして得られる像を計測することとし
ても良い。かかる場合であっても、各長方形領域内の対
応する位置にある計測用パターンの潜像又はエッチング
像同士の位置関係に基づいて得られる位置誤差の情報か
ら、上記実施形態と同様に計測用パターンの描画誤差を
求めることは可能である。
【０１７３】更に、投影光学系ＰＬの投影視野（照明光
の照射領域）に対応して複数の計測用パターンをレチク
ルに形成することなく、少なくとも１つの計測用パター
ンをレチクルに形成するだけでも良く、この場合は投影
光学系の物体面（第１面）内でそのレチクルを移動する
ことになる。このとき、レチクルステージＲＳＴの移動
時に生じ得る位置決め誤差を、例えば計測用パターンを
配置すべき位置毎に計測しておき、この計測結果を用い
て計測用パターン毎に前述の位置ずれ量を求める、ある
いは投影光学系の光学特性の計測結果を補正することが
望ましい。更に、上記実施形態では計測用レチクルを用
いるものとしたが、例えばレチクルステージＲＳＴ上に
少なくとも１つの計測用パターンを形成するとともに、
投影光学系の光学特性の計測時にピンホールが形成され
たプレートをレチクルのパターン面に近接して配置す
る、あるいはレチクルステージの下面にその計測用パタ
ーンに近接してピンホール板を設けても良い。すなわ
ち、計測用パターンが形成されるパターン形成部材はマ
スク又はレチクルに限られるものではなく、例えばレチ
クルステージなどに設けられるパターン板などをも含む
概念である。また、パターン形成部材に複数の計測用パ
ターンを形成する場合、前述した基準パターンと同様に
その位置関係（間隔など）を実測しておき、この計測結
果を用いて前述の位置ずれ量を求める、あるいは光学特
性の計測結果を補正することが好ましい。
の照射領域）に対応して複数の計測用パターンをレチク
ルに形成することなく、少なくとも１つの計測用パター
ンをレチクルに形成するだけでも良く、この場合は投影
光学系の物体面（第１面）内でそのレチクルを移動する
ことになる。このとき、レチクルステージＲＳＴの移動
時に生じ得る位置決め誤差を、例えば計測用パターンを
配置すべき位置毎に計測しておき、この計測結果を用い
て計測用パターン毎に前述の位置ずれ量を求める、ある
いは投影光学系の光学特性の計測結果を補正することが
望ましい。更に、上記実施形態では計測用レチクルを用
いるものとしたが、例えばレチクルステージＲＳＴ上に
少なくとも１つの計測用パターンを形成するとともに、
投影光学系の光学特性の計測時にピンホールが形成され
たプレートをレチクルのパターン面に近接して配置す
る、あるいはレチクルステージの下面にその計測用パタ
ーンに近接してピンホール板を設けても良い。すなわ
ち、計測用パターンが形成されるパターン形成部材はマ
スク又はレチクルに限られるものではなく、例えばレチ
クルステージなどに設けられるパターン板などをも含む
概念である。また、パターン形成部材に複数の計測用パ
ターンを形成する場合、前述した基準パターンと同様に
その位置関係（間隔など）を実測しておき、この計測結
果を用いて前述の位置ずれ量を求める、あるいは光学特
性の計測結果を補正することが好ましい。
【０１７４】なお、本発明に係るマスク検査方法は、マ
スク又はレチクルに限らず、レチクルステージなどに設
けられるパターン板などの検査にも好適に適用すること
ができる。
スク又はレチクルに限らず、レチクルステージなどに設
けられるパターン板などの検査にも好適に適用すること
ができる。
【０１７５】なお、上記実施形態では、本発明がステッ
パに適用された場合について説明したが、これに限ら
ず、例えば米国特許第５，４７３，４１０号等に開示さ
れるマスクと基板とを同期移動してマスクのパターンを
基板上に転写する走査型の露光装置にも適用することが
できる。この場合において、上記第１、第２の実施形態
と同様に、基準パターンあるいは計測用パターンの転写
のため、複数回の露光を行う際には、各回の露光量の調
整は、例えば光源がパルス光である場合には、マスクと
基板の走査速度、照明光が照射される照明領域の走査方
向の幅、パルスの繰り返し周波数、及びマスクに照射さ
れる照明光の１パルス当たりのエネルギ量（前述したＮ
Ｄフィルタなどの減光装置を用いる場合を含む）の少な
くとも１つを調整することにより行うことができる。
パに適用された場合について説明したが、これに限ら
ず、例えば米国特許第５，４７３，４１０号等に開示さ
れるマスクと基板とを同期移動してマスクのパターンを
基板上に転写する走査型の露光装置にも適用することが
できる。この場合において、上記第１、第２の実施形態
と同様に、基準パターンあるいは計測用パターンの転写
のため、複数回の露光を行う際には、各回の露光量の調
整は、例えば光源がパルス光である場合には、マスクと
基板の走査速度、照明光が照射される照明領域の走査方
向の幅、パルスの繰り返し周波数、及びマスクに照射さ
れる照明光の１パルス当たりのエネルギ量（前述したＮ
Ｄフィルタなどの減光装置を用いる場合を含む）の少な
くとも１つを調整することにより行うことができる。
【０１７６】露光装置の用途としては半導体製造用の露
光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプ
レートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光
装置や、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシーン及びＤＮＡ
チップなどを製造するための露光装置にも広く適用でき
る。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでな
く、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び
電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを
製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに
回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用でき
る。
光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプ
レートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光
装置や、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシーン及びＤＮＡ
チップなどを製造するための露光装置にも広く適用でき
る。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでな
く、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び
電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを
製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに
回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用でき
る。
【０１７７】また、上記実施形態の露光装置の光源は、
Ｆ2レーザ光源、ＡｒＦエキシマレーザ光源、ＫｒＦエ
キシマレーザ光源などの紫外パルス光源に限らず、ｇ線
（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）などの輝
線を発する超高圧水銀ランプを用いることも可能であ
る。
Ｆ2レーザ光源、ＡｒＦエキシマレーザ光源、ＫｒＦエ
キシマレーザ光源などの紫外パルス光源に限らず、ｇ線
（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）などの輝
線を発する超高圧水銀ランプを用いることも可能であ
る。
【０１７８】また、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバー
レーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レ
ーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテ
ルビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増
幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高
調波を用いても良い。また、投影光学系の倍率は縮小系
のみならず等倍および拡大系のいずれでも良い。
レーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レ
ーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテ
ルビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増
幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高
調波を用いても良い。また、投影光学系の倍率は縮小系
のみならず等倍および拡大系のいずれでも良い。
【０１７９】なお、半導体デバイスは、デバイスの機能
・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づい
たレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエ
ハを製作するステップ、前述した実施形態の露光装置に
よりレチクルのパターンをウエハに転写するステップ、
デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディ
ング工程、パッケージ工程を含む）、検査ステップ等を
経て製造される。
・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づい
たレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエ
ハを製作するステップ、前述した実施形態の露光装置に
よりレチクルのパターンをウエハに転写するステップ、
デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディ
ング工程、パッケージ工程を含む）、検査ステップ等を
経て製造される。
【０１８０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の投影光学
系の光学特性計測方法によれば、投影光学系の光学特性
を高精度に計測することができるという効果がある。
系の光学特性計測方法によれば、投影光学系の光学特性
を高精度に計測することができるという効果がある。
【０１８１】また、本発明の投影光学系の調整方法によ
れば、投影光学系の光学特性を精度良く調整することが
できるという効果がある。
れば、投影光学系の光学特性を精度良く調整することが
できるという効果がある。
【０１８２】また、本発明の露光方法、及び露光装置の
製造方法によれば、マスクのパターンを基板上に精度良
く転写することが可能な露光方法、及び露光装置の製造
方法が提供される。
製造方法によれば、マスクのパターンを基板上に精度良
く転写することが可能な露光方法、及び露光装置の製造
方法が提供される。
【０１８３】本発明のマスク検査方法によれば、マスク
のパターンの位置誤差を高精度に検出することができる
という効果がある。
のパターンの位置誤差を高精度に検出することができる
という効果がある。
【図１】第１の実施形態に係る露光装置の概略構成を示
す図である。
す図である。
【図２】計測用レチクルを示す概略斜視図である。
【図３】レチクルステージ上に装填した状態における計
測用レチクルの光軸近傍のＸＺ断面の概略図を投影光学
系の模式図とともに示す図である。
測用レチクルの光軸近傍のＸＺ断面の概略図を投影光学
系の模式図とともに示す図である。
【図４】レチクルステージ上に装填した状態における計
測用レチクルの−Ｙ側端部近傍のＸＺ断面の概略図を投
影光学系の模式図とともに示す図である。
測用レチクルの−Ｙ側端部近傍のＸＺ断面の概略図を投
影光学系の模式図とともに示す図である。
【図５】図５（Ａ）は、第１の実施形態の計測用レチク
ルに形成された計測用パターンを示す図であり、図５
（Ｂ）は、第１の実施形態の計測用レチクルに形成され
た基準パターンを示す図である。
ルに形成された計測用パターンを示す図であり、図５
（Ｂ）は、第１の実施形態の計測用レチクルに形成され
た基準パターンを示す図である。
【図６】図６（Ａ）は、ウエハ上のレジスト層に所定間
隔で形成される計測用パターンの縮小像（潜像）を示す
図であり、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）の計測用パターン
の潜像と基準パターンの潜像の位置関係を示す図であ
る。
隔で形成される計測用パターンの縮小像（潜像）を示す
図であり、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）の計測用パターン
の潜像と基準パターンの潜像の位置関係を示す図であ
る。
【図７】第２の実施形態に係る計測用レチクルを示す概
略斜視図である。
略斜視図である。
【図８】図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、基準ウエハを説明
するための図である。
するための図である。
【図９】マスク検査方法の一実施形態において、ウエハ
上のレジスト層に所定間隔で形成される計測用パターン
の縮小像（潜像）を示す図である。
上のレジスト層に所定間隔で形成される計測用パターン
の縮小像（潜像）を示す図である。
１０…露光装置、６０…ガラス基板（パターン形成部
材）、６６…開口板、６７i,j…計測用パターン、７０
i,j…ピンホール状の開口、７４1，７４2…基準パター
ン、ＥＬ…照明光、ＰＬ…投影光学系、Ｒ…レチクル
（マスク）、ＲT…計測用レチクル（計測用マスク）、
Ｗ…ウエハ（基板）、ＷF…基準ウエハ。
材）、６６…開口板、６７i,j…計測用パターン、７０
i,j…ピンホール状の開口、７４1，７４2…基準パター
ン、ＥＬ…照明光、ＰＬ…投影光学系、Ｒ…レチクル
（マスク）、ＲT…計測用レチクル（計測用マスク）、
Ｗ…ウエハ（基板）、ＷF…基準ウエハ。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2F065 AA03 AA20 AA37 BB02 BB27
CC00 CC20 EE00 FF04 FF41
FF51 GG04 JJ03 NN20 PP11
PP12 PP13 PP24 QQ17 QQ18
QQ25 QQ42
2G086 HH06 HH07
5F046 BA04 BA05 CB17 CB25 DA13
DB05
Claims (15)
- 【請求項１】 第１面上のパターンを第２面上に投影す
る投影光学系の光学特性を計測する光学特性計測方法で
あって、 複数の計測用パターンがパターン面に所定の位置関係で
形成されたパターン形成部材と、前記パターン形成部材
の前記パターン面の一側に前記各計測用パターンに個別
に対応する複数のピンホール状の開口が形成された開口
板とを備えた計測用マスクを用意し、前記複数の計測用
パターンそれぞれの描画誤差を計測する描画誤差計測工
程と；前記パターン形成部材が前記第１面上に位置しか
つ前記開口板がその前記投影光学系側に位置するように
前記計測用マスクを配置し、前記計測用マスクを照明光
により照射して前記複数の計測用パターンをそれぞれに
対応する前記各ピンホール及び前記投影光学系を介して
前記第２面上に配置された基板上に転写する第１転写工
程と；前記基板上の前記各計測用パターンの転写位置の
基準位置からの位置ずれ量を計測する位置ずれ量計測工
程と；前記位置ずれ量と前記描画誤差とに基づいて、前
記投影光学系の光学特性を算出する算出工程と；を含む
光学特性計測方法。 - 【請求項２】 前記描画誤差は、前記各計測用パターン
を構成する各パターンの設計値に対する位置誤差である
ことを特徴とする請求項１に記載の光学特性計測方法。 - 【請求項３】 前記パターン形成部材には、前記計測用
マスクの位置合わせのための少なくとも１つの位置合わ
せマークが更に形成され、 前記描画誤差は、前記各計測用パターンと前記少なくと
も１つの位置合わせマークとの相対位置の設計値に対す
る誤差であることを特徴とする請求項１に記載の光学特
性計測方法。 - 【請求項４】 前記パターン形成部材には、前記位置合
わせマークが少なくとも２つ、所定の位置関係で形成さ
れていることを特徴とする請求項３に記載の光学特性計
測方法。 - 【請求項５】 前記パターン形成部材には、前記各計測
用パターンの投影位置の位置ずれの基準となる基準パタ
ーンが更に形成され、 前記照明光を用いて前記基準パターンを前記各計測用パ
ターンの位置ずれの基準として前記投影光学系を介して
前記基板上に順次転写する第２転写工程を更に含み、 前記位置ずれ量計測工程では、前記基板上の前記基準パ
ターンの各転写位置を基準とする対応する前記各計測用
パターンの転写位置を前記位置ずれ量として計測するこ
とを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光
学特性計測方法。 - 【請求項６】 第１面上のパターンを第２面上に投影す
る投影光学系の光学特性を計測する光学特性計測方法で
あって、 前記第１面上に、複数の計測用パターンを所定の位置関
係で配置し、前記複数の計測用パターンを照明光で照明
し、前記複数の計測用パターンを個別に対応するピンホ
ール状の開口及び前記投影光学系を介して前記第２面上
に配置された基板上の少なくとも１つの部分領域に転写
する第１転写工程と；前記第１面上に、前記各計測用パ
ターンの投影位置の位置ずれの基準となる基準パターン
を配置し、該基準パターンを前記照明光で照明して前記
基準パターンを前記投影光学系を介して前記第２面上に
配置された前記基板上の前記各計測用パターンの転写領
域に個別に対応する領域それぞれに順次、複数回繰り返
し転写する第２転写工程と；前記第１、第２転写工程の
後に得られる前記基板上の前記各計測用パターンの転写
位置情報とこれに対応する前記基準パターンの転写位置
情報とに基づいて前記各計測用パターンの基準位置から
の位置ずれ量を求める位置ずれ量計測工程と；前記位置
ずれ量に基づいて前記投影光学系の光学特性を算出する
算出工程と；を含む光学特性計測方法。 - 【請求項７】 前記第２転写工程では、前記照明光のエ
ネルギ量の総量が必要とされるエネルギ量となるように
前記エネルギ量を調整しつつ、前記基準パターンを前記
基板上の同一の複数領域に複数回繰り返して転写するこ
とを特徴とする請求項６に記載の光学特性計測方法。 - 【請求項８】 前記第１転写工程では、前記複数の計測
用パターンを前記基板上の複数の部分領域に転写し、 前記第２転写工程では、前記照明光のエネルギ量の総量
が全体として必要とされるエネルギ量となるように前記
エネルギ量を調整しつつ、前記基準パターンを前記基板
上の前記複数の部分領域内の前記計測用パターンの転写
領域に個別に対応する領域それぞれに順次、複数回繰り
返し転写し、 前記位置ずれ量計測工程では、前記基板上の複数の部分
領域における前記各計測用パターンの転写位置と前記基
準パターンの転写位置との相対位置の平均値に基づい
て、前記各計測用パターンの基準位置からの位置ずれ量
を求めることを特徴とする請求項６に記載の光学特性計
測方法。 - 【請求項９】 前記第１転写工程では、前記照明光のエ
ネルギ量の総量が全体として必要とされるエネルギ量と
なるように前記エネルギ量を調整しつつ、前記複数の計
測用パターンを前記基板上の前記複数の部分領域に順
次、複数回繰り返し転写することを特徴とする請求項８
に記載の光学特性計測方法。 - 【請求項１０】 第１面上のパターンを第２面上に投影
する投影光学系の光学特性を計測する光学特性計測方法
であって、 前記第１面上に、複数の計測用パターンを所定の位置関
係で配置し、前記複数の計測用パターンを所定エネルギ
の照明光で照明し、前記複数の計測用パターンを個別に
対応するピンホール状の開口及び前記投影光学系を介し
て前記第２面上に配置された基板上の少なくとも１つの
部分領域に、複数回繰り返し転写する転写工程と；前記
転写工程の後に得られる前記基板上の各計測用パターン
の転写位置の基準位置からの位置ずれ量の平均値を求め
る位置ずれ量計測工程と；前記位置ずれ量に基づいて前
記投影光学系の光学特性を算出する算出工程と；を含む
光学特性計測方法。 - 【請求項１１】 前記算出工程では、前記光学特性とし
て前記投影光学系の波面収差を算出することを特徴とす
る請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光学特性計測
方法。 - 【請求項１２】 マスクのパターンを投影光学系を介し
て基板上に転写する露光装置の製造方法であって、 請求項１〜１１のいずれか一項に記載の光学特性計測方
法を用いて前記投影光学系の光学特性を計測する工程
と；前記光学特性の計測結果に基づいて前記投影光学系
を調整する工程と；を含む露光装置の製造方法。 - 【請求項１３】 請求項１〜１１のいずれか一項に記載
の光学特性計測方法を用いて投影光学系の光学特性を計
測する工程と；前記光学特性の計測結果に基づいて前記
投影光学系を調整する工程と；を含む投影光学系の調整
方法。 - 【請求項１４】 マスクのパターンを投影光学系を介し
て基板上に転写する露光方法であって、 請求項１２に記載の調整方法を用いて前記投影光学系を
調整する工程と；該調整後の前記投影光学系を用いて前
記パターンを前記基板上に転写する工程と；を含む露光
方法。 - 【請求項１５】 複数のパターンが所定の繰り返し周期
で２次元的に配置されたパターン領域を有するマスクを
第１面上に配置し、前記パターン領域の一部にその照明
領域が設定された照明光により前記マスクを照明して前
記照明領域部分の前記パターンを投影光学系を介して第
２面上に配置された基板上の第１領域に転写する第１転
写工程と；前記照明領域を固定したままの状態で、前記
マスクを前記第１面上で所定方向に移動した後、前記照
明光により前記マスクを照明して前記照明領域部分の前
記パターンを投影光学系を介して前記第２面上に配置さ
れた基板上の第２領域に転写する第２転写工程と；前記
第１、第２転写工程の後に得られる前記基板上の第１領
域内の前記パターンの転写像の位置と、前記第２領域内
の前記パターンの転写像の位置との関係に基づいて前記
マスクのパターンの位置誤差を検査する検査工程と；を
含むマスク検査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002134875A JP2003045794A (ja) | 2001-05-10 | 2002-05-10 | 光学特性計測方法、投影光学系の調整方法、露光方法、及び露光装置の製造方法、並びにマスク検査方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001-140092 | 2001-05-10 | ||
| JP2001140092 | 2001-05-10 | ||
| JP2002134875A JP2003045794A (ja) | 2001-05-10 | 2002-05-10 | 光学特性計測方法、投影光学系の調整方法、露光方法、及び露光装置の製造方法、並びにマスク検査方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003045794A true JP2003045794A (ja) | 2003-02-14 |
Family
ID=26614899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002134875A Pending JP2003045794A (ja) | 2001-05-10 | 2002-05-10 | 光学特性計測方法、投影光学系の調整方法、露光方法、及び露光装置の製造方法、並びにマスク検査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003045794A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7081962B2 (en) | 2003-03-05 | 2006-07-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Aberration measuring apparatus for an optical system utilizing soft x-rays |
| JP2007163461A (ja) * | 2005-11-15 | 2007-06-28 | Olympus Corp | レンズ評価装置 |
| JP2007163455A (ja) * | 2005-11-15 | 2007-06-28 | Olympus Corp | レンズ評価装置 |
| JP2015524575A (ja) * | 2012-07-20 | 2015-08-24 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | 長時間スケールからの系補正 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08316123A (ja) * | 1995-05-19 | 1996-11-29 | Nikon Corp | 投影露光装置 |
| WO1999050712A1 (fr) * | 1998-03-26 | 1999-10-07 | Nikon Corporation | Procede et systeme d'exposition, photomasque et son procede de fabrication, micro-composant et son procede de fabrication |
| JPH11274048A (ja) * | 1998-03-24 | 1999-10-08 | Nikon Corp | パターン形成状態検出装置及びそれを備えた露光装置 |
| US5978085A (en) * | 1997-03-07 | 1999-11-02 | Litel Instruments | Apparatus method of measurement and method of data analysis for correction of optical system |
| WO2000055890A1 (fr) * | 1999-03-18 | 2000-09-21 | Nikon Corporation | Systeme d'exposition et procede de mesure d'aberration pour son systeme optique de projection, et procede de production pour ce dispositif |
-
2002
- 2002-05-10 JP JP2002134875A patent/JP2003045794A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08316123A (ja) * | 1995-05-19 | 1996-11-29 | Nikon Corp | 投影露光装置 |
| US5978085A (en) * | 1997-03-07 | 1999-11-02 | Litel Instruments | Apparatus method of measurement and method of data analysis for correction of optical system |
| JPH11274048A (ja) * | 1998-03-24 | 1999-10-08 | Nikon Corp | パターン形成状態検出装置及びそれを備えた露光装置 |
| WO1999050712A1 (fr) * | 1998-03-26 | 1999-10-07 | Nikon Corporation | Procede et systeme d'exposition, photomasque et son procede de fabrication, micro-composant et son procede de fabrication |
| WO2000055890A1 (fr) * | 1999-03-18 | 2000-09-21 | Nikon Corporation | Systeme d'exposition et procede de mesure d'aberration pour son systeme optique de projection, et procede de production pour ce dispositif |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7081962B2 (en) | 2003-03-05 | 2006-07-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Aberration measuring apparatus for an optical system utilizing soft x-rays |
| JP2007163461A (ja) * | 2005-11-15 | 2007-06-28 | Olympus Corp | レンズ評価装置 |
| JP2007163455A (ja) * | 2005-11-15 | 2007-06-28 | Olympus Corp | レンズ評価装置 |
| JP2015524575A (ja) * | 2012-07-20 | 2015-08-24 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | 長時間スケールからの系補正 |
| US9829800B2 (en) | 2012-07-20 | 2017-11-28 | Carl Zeiss Smt Gmbh | System correction from long timescales |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4174660B2 (ja) | 露光方法及び装置、プログラム及び情報記録媒体、並びにデバイス製造方法 | |
| JP4352458B2 (ja) | 投影光学系の調整方法、予測方法、評価方法、調整方法、露光方法及び露光装置、露光装置の製造方法、プログラム並びにデバイス製造方法 | |
| TWI387855B (zh) | A variable slit device, a lighting device, an exposure device, an exposure method, and an element manufacturing method | |
| JP2003092253A (ja) | 照明光学系、露光装置、及びマイクロデバイスの製造方法 | |
| US8343693B2 (en) | Focus test mask, focus measurement method, exposure method and exposure apparatus | |
| US20100302523A1 (en) | Method and apparatus for measuring wavefront, and exposure method and apparatus | |
| JP2008263194A (ja) | 露光装置、露光方法、および電子デバイス製造方法 | |
| US20090042139A1 (en) | Exposure method and electronic device manufacturing method | |
| WO2010131774A1 (en) | Optical apparatus, exposure apparatus, exposure method, and method for producing device | |
| WO2005008754A1 (ja) | フレア計測方法、露光方法、及びフレア計測用のマスク | |
| JP2005311020A (ja) | 露光方法及びデバイス製造方法 | |
| JP2002324752A (ja) | 投影光学系の製造方法及び調整方法、露光装置及びその製造方法、デバイス製造方法、並びにコンピュータシステム | |
| WO1999036832A1 (fr) | Dispositif d'eclairement et appareil de sensibilisation | |
| JP2009152251A (ja) | 露光装置、露光方法及びデバイス製造方法 | |
| JP2004146454A (ja) | 光学特性の測定方法 | |
| JP5668999B2 (ja) | 露光方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法 | |
| JP4147574B2 (ja) | 波面収差計測方法、投影光学系の調整方法及び露光方法、並びに露光装置の製造方法 | |
| JP2002319539A (ja) | 仕様決定方法及びコンピュータシステム | |
| JP2002139406A (ja) | 光学特性計測用マスク、光学特性計測方法、及び露光装置の製造方法 | |
| JP2003045794A (ja) | 光学特性計測方法、投影光学系の調整方法、露光方法、及び露光装置の製造方法、並びにマスク検査方法 | |
| JP2003224055A (ja) | 露光方法及び露光装置 | |
| JP2003045795A (ja) | 光学特性計測方法、投影光学系の調整方法及び露光方法、並びに露光装置の製造方法 | |
| JPWO2004066371A1 (ja) | 露光装置 | |
| JP2004311742A (ja) | 光学系の調整方法、照明光学装置、露光装置、および露光方法 | |
| JP2005079470A (ja) | 照明光学系の調整方法、露光装置及び方法、並びにデバイス製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050509 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070206 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080611 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090113 |