JP2003100606A

JP2003100606A - 波面収差測定装置、露光装置及びデバイスの製造方法

Info

Publication number: JP2003100606A
Application number: JP2001292657A
Authority: JP
Inventors: Fuyuhiko Inoue; 冬彦井上
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2001-09-25
Filing date: 2001-09-25
Publication date: 2003-04-04

Abstract

(57)【要約】【課題】露光装置への装着が容易で、被検光学系の収
差を迅速、高精度に計測可能な小型の波面収差測定装
置、及び、露光精度を向上できて、デバイス等を高精度
にかつ生産性よく製造可能な露光装置及びデバイスの製
造方法を提供する。【解決手段】受光筐体１３７内に、投影光学系を通過
した露光光ＥＬを平行光に変換する第１〜第３リレーレ
ンズ１４３，１４５，１４６等の受光光学系を収容す
る。検出筐体１３８内に、露光光ＥＬをその瞳面ＰＳで
複数の光束に分割するマイクロレンズアレイ（ＭＬＡ）
１５０と、分割された光束毎の集光点ＦＰを検出する撮
像素子１５３とを収容する。前記ＭＬＡ１５０は、複数
のマイクロレンズエレメントをその走査方向と交差する
方向に一次元的に配列して構成し、受光及び検出筐体１
３７，１３８を、それぞれ第２、第１ウエハステージＷ
Ｓ２，ＷＳ１に載置し、前記瞳面ＰＳ全体を前記ＭＬＡ
１５０で走査する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体素
子、液晶表示素子、撮像素子、薄膜磁気ヘッド等のデバ
イス、レチクル、フォトマスク等のマスク等の製造プロ
セスにおけるフォトリソグラフィ工程で使用される露光
装置、及び例えば露光装置に使用される光学系の波面収
差を測定するための波面収差測定装置、並びに前記のよ
うなデバイスの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の露光装置としては、例えば次の
ようなものが知られている。すなわち、レチクル、フォ
トマスク等のマスク上に形成されたパターンの像を所定
の露光光で照明することにより、前記パターンの像を投
影光学系を介してフォトレジスト等の感光性材料の塗布
されたウエハ、ガラスプレート等の基板上に転写するよ
うになっている。

【０００３】ここで、特に半導体素子は近年ますます高
集積化しており、その回路パターンにおける一層の微細
化の要求が高まってきている。この微細化要求に対応す
るため、より波長の短い遠紫外光、例えばＫｒＦエキシ
マレーザ光（λ＝２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ
光（λ＝１９３ｎｍ）、Ｆ２レーザ光（λ＝１５７ｎ
ｍ）等のパルス光を用いた露光装置も開発されてきてい
る。

【０００４】このような、より高解像度の露光装置に対
する要求の高まりに対応して、前記投影光学系に残存す
る収差をより正確にかつ迅速に測定するため、図１５に
示すように、例えばＳｈａｃｋ−Ｈａｒｔｍａｎｎ（シ
ャック−ハルトマン）方式により、前記投影光学系の収
差を波面収差として測定する収差測定装置３０１が提案
されている。この収差測定装置３０１では、測定対象と
なる投影光学系３０２を通過し、テストレチクルＲｔ上
のピンホールＰＨの一次像を収差測定装置３０１の第１
面３０３に結像させる球面波ＳＷをリレーレンズ３０４
にて平行光ＰＢに変換し、その平行光ＰＢを多数のマイ
クロレンズ３０５が２次元的に配列されたマイクロレン
ズアレイ３０６に入射させる。これにより、前記平行光
ＰＢは、各マイクロレンズ３０５毎により、所定位置に
配置された撮像素子（ＣＣＤ）３０７上に二次像として
結像される。

【０００５】ここで、図１６（ａ）に示すように、前記
投影光学系３０２に収差が存在しない場合には、前記マ
イクロレンズアレイ３０６に入射する平行光ＰＢは平行
な波面ＷＦｐｎを有する。このため、マイクロレンズア
レイ３０６の各マイクロレンズ３０５による二次像Ｆｎ
は、各マイクロレンズ３０５の光軸ＡＸｎ上に結像され
る。

【０００６】一方、図１６（ｂ）に示すように、前記投
影光学系３０２に収差が存在する場合には、前記マイク
ロレンズアレイに入射する平行光ＰＢは前記収差に応じ
て歪んだ波面ＷＦｐａを有するため、同平行光ＰＢは、
各マイクロレンズ３０５毎にそれぞれ異なる波面ＷＦｐ
ａの傾きＡＸｐを持つことになる。そして、各マイクロ
レンズ３０５による二次像Ｆａは、各マイクロレンズ３
０５毎にその光軸ＡＸｎから前記波面ＷＦｐａの傾き量
に応じて横ずれした位置に結像することになる。このよ
うに、各マイクロレンズ３０５毎の光束の結像位置の横
ずれ量から波面ＷＦｐａの傾きＡＸｐを求めることによ
り、前記投影光学系３０２の収差を波面収差として計測
することができる。

【０００７】このようにすることで、従来より広く使用
されていた、投影光学系により形成される収差測定用の
パターンの像を実際に焼き付けた後に現像して、投影光
学系の収差を測定する方式に比べて、感光材料の塗布ム
ラ、現像ムラ等のプロセス誤差を低減することができ、
より正確な収差測定が可能になる。また、投影光学系の
収差を測定するために現像工程を行う必要がなく、短時
間での収差計測が可能となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の露光
装置は、より高精度な露光を実現するために、投影光学
系の基板側にあたる基板ステージの周辺には数多くの装
置が装着されている。このため、投影光学系の波面収差
を測定するための収差測定装置を装着するスペースも限
られている。

【０００９】ところが、前記従来構成では、前記マイク
ロレンズアレイ３０６は、多数のマイクロレンズ３０５
が２次元的に配列されたものとなっている。そして、各
マイクロレンズ３０５毎に結像される二次像Ｆｎ，Ｆａ
を全て同時に撮像するために、ＣＣＤ３０７も、各マイ
クロレンズ３０５毎にさらに複数の画素が二次元方向に
配置されたものが使用される。このため、収差測定装置
３０１が大型化して、露光装置への装着に手間がかかる
という問題があった。

【００１０】本発明は、このような従来の技術に存在す
る問題点に着目してなされたものである。その目的とし
ては、露光装置への装着が容易で、被検光学系の収差を
迅速かつ高精度に計測可能な小型の波面収差測定装置を
提供することにある。また、露光精度を向上できて、デ
バイス等を高精度にかつ生産性よく製造可能な露光装置
及びデバイスの製造方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本願請求項１に記載の発明は、被検光学系の波面収
差を測定する波面収差測定装置において、前記被検光学
系を通過した収差測定光を受光する受光光学系と、前記
受光光学系を通過した前記収差測定光の波面の少なくと
も一部を分割する波面分割素子と、所定面内を移動する
第１ステージ上に配置され、前記受光光学系を収容する
第１筐体と、前記第１ステージと同一面内を移動する第
２ステージ上に配置され、前記波面分割素子を収容する
第２筐体と、前記第１ステージと前記第２ステージとを
互いに相対移動させることによって、前記収差測定光の
波面を前記波面分割素子で走査し、前記被検光学系の波
面収差情報を算出する収差算出装置とを有することを特
徴とするものである。

【００１２】この本願請求項１に記載の発明では、収差
測定光の波面を波面分割素子で走査するようにしたこと
で、被検光学系の波面収差を測定するためにその波面分
割素子を収差測定光の光軸と交差する断面を全てをカバ
ーするように配置する必要がない。これにより、小型の
波面分割素子でもって、被検光学系における波面収差の
測定が可能となる。

【００１３】また、本願請求項２に記載の発明は、前記
請求項１に記載の発明において、前記収差算出装置は、
前記波面分割素子とともに前記第２筐体に収容され、前
記波面分割素子で分割された前記収差測定光の一部を受
光する受光素子を備えることを特徴とするものである。

【００１４】この本願請求項２に記載の発明では、前記
請求項１に記載の発明の作用に加えて、小型化された波
面分割素子に対応した小型の受光素子で、前記波面分割
素子により結像される収差測定光の二次像を検出するこ
とが可能となる。

【００１５】また、本願請求項３に記載の発明は、前記
請求項２に記載の発明において、前記波面分割素子は、
その走査方向と交差する方向に一次元的に配列された複
数のレンズ素子を有することを特徴とするものである。

【００１６】この本願請求項３に記載の発明では、前記
請求項２に記載の発明の作用に加えて、従来のマイクロ
レンズアレイに比べて、マイクロレンズの数を減らすこ
とができ、精密な加工を要するマイクロレンズアレイを
容易にかつ歩留まりよく製造することが可能になる。

【００１７】また、本願請求項４に記載の発明は、前記
請求項２のうちいずれか一項に記載の発明において、前
記波面分割素子は、ピンホールが形成された開口部材か
らなることを特徴とするものである。

【００１８】この本願請求項４に記載の発明では、前記
請求項２に記載の発明の作用に加えて、波面分割素子の
構成が極めて簡素なものとなり、マイクロレンズアレイ
のように厳密な加工を行うことなく波面分割素子を形成
することが可能となる。

【００１９】また、本願請求項５に記載の発明は、前記
請求項２〜請求項４のうちいずれか一項に記載の発明に
おいて、前記受光素子は、前記波面分割素子の走査方向
及びその走査方向と交差する方向に二次元的に配列され
ることを特徴とするものである。

【００２０】この本願請求項５に記載の発明では、前記
請求項２〜請求項４のうちいずれか一項に記載の発明の
作用に加えて、波面分割素子により結像される収差測定
光の二次像が確実に受光される。

【００２１】また、本願請求項６に記載の発明は、前記
請求項３または請求項４に記載の発明において、前記受
光素子は、前記波面分割素子の走査方向と交差する方向
に一次元的に配列され、その波面分割素子に対して、前
記受光素子を移動させる受光素子移動機構を有すること
を特徴とするものである。

【００２２】この本願請求項６に記載の発明では、前記
請求項３または請求項４に記載の発明の作用に加えて、
波面分割素子に対して受光素子を走査するようにしたこ
とで、さらに小型の受光素子でもって、被検光学系にお
ける波面収差の測定が可能となる。

【００２３】また、本願請求項７に記載の発明は、前記
請求項１〜請求項６のうちいずれか一項に記載の発明に
おいて、前記被検光学系は、マスクに形成されたパター
ンを基板上に転写する投影光学系であり、前記第１筐体
または前記第２筐体の少なくとも一方は、前記基板を保
持するホルダ内に収容されることを特徴とするものであ
る。

【００２４】この本願請求項７に記載の発明では、前記
請求項１〜請求項６のうちいずれか一項に記載の発明の
作用に加えて、露光装置において最も厳密な収差管理の
必要な投影光学系の収差をより正確に測定することが可
能となる。第１筐体または第２筐体の少なくとも一方が
ホルダ内に収容されるため、各筐体が基板ステージの外
側に突出することがなく、各筐体をより確実に装備させ
ることができる。

【００２５】また、本願請求項８に記載の発明は、前記
請求項１〜請求項６のうちいずれか一項に記載の発明に
おいて、前記被検光学系は、マスクに形成されたパター
ンを基板上に転写する投影光学系であり、前記第１筐体
または前記第２筐体の少なくとも一方の形状は、前記基
板を保持するホルダの外形とほぼ同じ、または該ホルダ
の外形より小さいことを特徴とするものである。

【００２６】この本願請求項８に記載の発明では、前記
請求項１〜請求項６のうちいずれか一項に記載の発明の
作用に加えて、第１筐体または前記第２筐体の少なくと
も一方をホルダと同様に取り扱うことが可能となる。

【００２７】また、本願請求項９に記載の発明は、マス
クに形成されたパターンを投影光学系を介して基板上に
転写する露光装置において、前記投影光学系の物体面に
配置され、収差測定光を生成する測定部材と、前記投影
光学系を通過した収差計測光を受光する受光光学系と、
前記投影光学系を通過した前記収差測定光の波面の一部
を分割する波面分割素子と、前記受光光学系を収容する
第１筐体を保持して、所定面内で移動する第１ステージ
と、前記波面分割素子を収容する第２筐体を保持して、
前記第１ステージと同一面内で移動する第２ステージ
と、前記第１ステージと前記第２ステージとを互いに相
対移動させることによって、前記収差測定光の波面を前
記波面分割素子で走査し、前記投影光学系の波面収差情
報を算出する収差算出手段とを有することを特徴とする
ものである。

【００２８】この本願請求項９に記載の発明では、前記
請求項１に記載の発明とほぼ同様の作用が発揮される。
また、本願請求項１０に記載の発明は、前記請求項９に
記載の発明において、前記基板を保持するホルダを前記
第１ステージまたは第２ステージが配置されたステージ
室の内部空間と外部空間との間で搬送するホルダ搬送系
を備え、そのホルダ搬送系は前記第１筐体及び第２筐体
を前記内部空間と外部空間との間で搬送する筐体搬送系
の少なくとも一部を兼ねることを特徴とするものであ
る。

【００２９】この本願請求項１０に記載の発明では、前
記請求項９に記載の発明の作用に加えて、筐体の搬送を
露光装置が予め装備しているホルダ搬送系の少なくとも
一部を利用して行うことが可能となり、露光装置の構成
が簡素化される。

【００３０】また、本願請求項１１に記載の発明は、リ
ソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、前
記リソグラフィ工程で請求項９または請求項１０に記載
の露光装置を用いて露光を行うことを特徴とするもので
ある。

【００３１】この本願請求項１１に記載の発明では、投
影光学系の収差を高精度に測定して、投影光学系の結像
特性をより正確に補正でき、マスク上のパターンの像を
より高精度に転写することが可能となる。しかも、投影
光学系の収差測定のための露光装置の運転停止時間を短
縮することが可能となる。

【００３２】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下に、本発明
を、半導体素子製造用の、いわゆるステップ・アンド・
スキャン方式の走査露光型の露光装置に具体化した第１
実施形態について図１〜図９に基づいて説明する。

【００３３】図１には、第１実施形態に係る露光装置３
０の概略構成が示されている。この露光装置３０は、ベ
ース盤３１、第２ステージとしての第１ウエハステージ
ＷＳ１、第１ステージとしての第２ウエハステージＷＳ
２、投影光学系ＰＬ、レチクルステージＲＳ、そして照
明光学系ＩＬ及び制御系等を備えている。

【００３４】前記第１ウエハステージＷＳ１及び第２ウ
エハステージＷＳ２は、前記ベース盤３１上に不図示の
気体軸受けを介して浮上支持されている。そして、前記
両ウエハステージＷＳ１，ＷＳ２は、Ｘ軸方向（図１に
おける紙面左右方向）及びＹ軸方向（図１における紙面
直交方向）に独立して２次元移動可能に構成されてい
る。両ウエハステージＷＳ１，ＷＳ２上には、基板とし
てのウエハＷ１，Ｗ２がそれぞれホルダ３４（図２参
照）を介して真空吸着されている。前記両ウエハステー
ジＷＳ１，ＷＳ２は、後述するウエハステージ駆動系３
５により駆動されるとともに、その位置がウエハ干渉計
システム３６により検出されるようになっている。

【００３５】前記投影光学系ＰＬは、前記両ウエハステ
ージＷＳ１、ＷＳ２の上方に配置される。投影光学系Ｐ
Ｌは、複数のレンズエレメントの集合体であり、全体と
して両側テレセントリックで所定の縮小倍率、例えば１
／４を有する屈折光学系をなしている。そして、各レン
ズエレメントは、その姿勢や他のレンズエレメントとの
相対位置が変更可能に保持されている。これら各レンズ
エレメントは、不図示の結像特性調整機構により、その
姿勢や相対位置を調整することによって、投影光学系Ｐ
Ｌに残存する収差が補正されるようになっている。

【００３６】前記レチクルステージＲＳは、前記投影光
学系ＰＬの物体面側に配置される。このレチクルステー
ジＲＳは、マスクとしてのレチクルＲを主として所定の
走査方向、ここではＹ軸方向（図１における紙面直交方
向）に駆動可能に保持している。このレチクルステージ
ＲＳは、後述するレチクルステージ駆動系４１により駆
動されるとともに、その位置がレチクル干渉計システム
４２により検出されるようになっている。

【００３７】前記照明光学系ＩＬは、前記レチクルＲを
上方から照明する照明系をなしている。この照明光学系
ＩＬは、図１に示すように、シャッタ４７、及び、ミラ
ー４８、ビームエキスパンダ４９，５０、第１フライア
イレンズ５１、レンズ５２、振動ミラー５３、レンズ５
４、第２フライアイレンズ５５、レンズ５６、固定ブラ
インド５７、可動ブラインド５８、リレーレンズ５９，
６０等から構成されている。

【００３８】光源部４６は、例えばＡｒＦエキシマレー
ザを出射する光源と減光システム（減光板、開口絞り
等）とを有している。光源部４６から射出されたレーザ
光は、シャッタ４７を透過した後、ミラー４８により偏
向されて、ビームエキスパンダ４９，５０により適当な
ビーム径に整形され、第１フライアイレンズ５１に入射
される。この第１フライアイレンズ５１に入射された光
束は、２次元的に配列されたそのエレメントにより複数
の光束に分割され、レンズ５２、振動ミラー５３、レン
ズ５４により、分割された各光束が異なった角度より第
２フライアイレンズ５５に入射される。この第２フライ
アイレンズ５５より射出された光束は、レンズ５６によ
り、前記レチクルＲと共役な位置に設置された固定ブラ
インド５７に達し、ここで所定形状にその断面形状が規
定される。そして、レチクルＲの共役面から僅かにデフ
ォーカスされた位置に配置された可動ブラインド５８を
通過し、リレーレンズ５９，６０を経て均一な露光光Ｅ
Ｌとして、レチクルＲ上を照明する。ここで、露光光Ｅ
Ｌは、レチクルＲ上の、前記固定ブラインド５７によっ
て規定された所定形状、ここでは矩形スリット状の照明
領域ＩＡ（図２参照）を照明する。

【００３９】次に、前記第１ウエハステージＷＳ１、第
２ウエハステージＷＳ２及びそれらの周辺構成について
説明する。前記ベース盤３１上には、図３に示すよう
に、Ｘ軸方向に延びる２本のＸ軸リニアガイド（例え
ば、いわゆるムービングコイル型のリニアモータの固定
側マグネットのようなもの）６３，６４が平行に設けら
れている。これらのＸ軸リニアガイド６３，６４には、
各Ｘ軸リニアガイド６３，６４に沿って移動可能な各２
つの移動部材６５，６６及び６７，６８がそれぞれ取り
付けられている。これら４つの移動部材６５〜６８の底
面部には、Ｘ軸リニアガイド６３または６４を上方及び
側方から囲むように不図示の駆動コイルがそれぞれ取り
付けられている。これらの駆動コイルとＸ軸リニアガイ
ド６３または６４とによって、各移動部材６５〜６８を
Ｘ軸方向に駆動するムービングコイル型のリニアモータ
が、それぞれ構成されている。ただし、以下の説明で
は、便宜上、前記移動部材６５〜６８をＸ軸リニアモー
タと呼ぶものとする。

【００４０】このうち２つのＸ軸リニアモータ６５，６
６は、Ｙ軸方向に延びるＹ軸リニアガイド（例えば、ム
ービングマグネット型のリニアモータの固定側コイルの
ようなもの）６９の両端にそれぞれ設けられている。ま
た、残り２つのＸ軸リニアモータ６７，６８は、Ｙ軸方
向に延びる同様のＹ軸リニアガイド７０の両端に固定さ
れている。従って、Ｙ軸リニアガイド６９は、Ｘ軸リニ
アモータ６５，６６によってＸ軸リニアガイド６３，６
４に沿って駆動されるようになっている。また、Ｙ軸リ
ニアガイド７０は、Ｘ軸リニアモータ６７，６８によっ
てＸ軸リニアガイド６３，６４に沿って駆動されるよう
になっている。

【００４１】一方、第１ウエハステージＷＳ１の底部に
は一方のＹ軸リニアガイド６９を上方及び側方から囲む
不図示のマグネットが設けられており、このマグネット
とＹ軸リニアガイド６９とによって第１ウエハステージ
ＷＳ１をＹ軸方向に駆動するムービングマグネット型の
リニアモータが構成されている。また、第２ウエハステ
ージＷＳ２の底部には、他方のＹ軸リニアガイド７０を
上方及び側方から囲む不図示のマグネットが設けられて
おり、このマグネットとＹ軸リニアガイド７０とによっ
て第２ウエハステージＷＳ２をＹ軸方向に駆動するムー
ビングマグネット型のリニアモータが構成されている。

【００４２】すなわち、本実施形態では、前記Ｘ軸リニ
アガイド６３，６４、Ｘ軸リニアモータ６５〜６８、Ｙ
軸リニアガイド６９，７０及び各ウエハステージＷＳ
１、ＷＳ２底部の不図示のマグネット等によって各ウエ
ハステージＷＳ１，ＷＳ２を独立してＸＹ２次元駆動す
るウエハステージ駆動系３５が構成されている。このウ
エハステージ駆動系３５は、図１のステージ制御装置７
１によって制御される。

【００４３】前記各ウエハステージＷＳ１，ＷＳ２上に
は、ホルダ３４を介してウエハＷ１，Ｗ２が真空吸着等
により固定されている。ホルダ３４は、不図示のＺ・θ
駆動機構によって、ＸＹ平面に直交するＺ軸方向及びθ
方向（Ｚ軸回りの回転方向）に微小駆動されるようにな
っている。また、各ウエハステージＷＳ１，ＷＳ２の上
面には、種々の基準マークが形成された基準マーク板Ｆ
Ｍ１，ＦＭ２がウエハＷ１，Ｗ２とそれぞれほぼ同じ高
さになるように設置されている。これらの基準マーク板
ＦＭ１，ＦＭ２は、例えば各ウエハステージＷＳ１，Ｗ
Ｓ２の基準位置を検出する際に用いられる。

【００４４】また、第１ウエハステージＷＳ１には、そ
のＸ軸方向における一側面に反射面７２（図１における
左側面）とＹ軸方向における一側面に反射面７３（図１
における紙面奥側の面）とが形成されている。同様に、
第２ウエハステージＷＳ２には、そのＸ軸方向における
他側面に反射面７４（図１における右側面）と、Ｙ軸方
向における一側面に反射面７５とが形成されている。

【００４５】図２に示すように、これらの反射面７２〜
７５には、ウエハ干渉計システム３６を構成する各測長
軸（ＢＩ１Ｘ、ＢＩ２Ｘ、ＢＩ３Ｙ、ＢＩ４Ｙ、ＢＩ５
Ｙ）のウエハ側干渉計７６ｉｊ（ｉ＝ａ〜ｅ、ｊ＝ｘ，
ｙ）からの干渉計ビームが投射される。そして、各反射
面７２〜７５での反射光を、各ウエハ側干渉計７６ｉｊ
で受光することにより、各反射面７２〜７５の基準位置
からの変位を計測する。ここで、この基準位置は、一般
に投影光学系ＰＬの側面や、後述するアライメント系７
８，７９の側面に固定ミラーを配置し、そこを基準面と
して求めている。これにより、第１ウエハステージＷＳ
１、ＷＳ２の２次元位置がそれぞれ計測されるようにな
っている。

【００４６】この投影光学系ＰＬのＸ軸方向の両側に
は、図１及び図２に示すように、同じ機能を持ったオフ
アクシス（off-axis）方式のアライメント系７８，７９
が、投影光学系ＰＬの光軸中心（レチクルパターン像の
投影中心と一致）よりそれぞれ同一距離だけ離れた位置
に設置されている。このアライメント系７８は、ＦＩＡ
（ Filed Image Alignment）系のアライメントセンサを
有している。そして、アライメント系７８は、第１ウエ
ハステージＷＳ１上の基準マーク板ＦＭ１の基準マーク
及び第１ウエハステージＷＳ１に保持されたウエハＷ１
上のアライメントマークを検出して、それらマークのＸ
及びＹの２次元方向の位置計測を行うことが可能になっ
ている。同様に、アライメント系７９は、第２ウエハス
テージＷＳ２上の基準マーク板ＦＭ２の基準マーク及び
第２ウエハステージＷＳ２に保持されたウエハＷ２上の
アライメントマークを検出して、それらマークのＸ及び
Ｙの２次元方向の位置計測を行うことが可能になってい
る。

【００４７】ここで、ＦＩＡ系は、ハロゲンランプ等の
ブロードバンド（広帯域）光でマークを照明し、このマ
ーク画像を画像処理することによってマーク位置を計測
するセンサである。

【００４８】これらのアライメント系７８，７９を構成
する各アライメントセンサからの情報は、アライメント
制御装置８０によりＡ／Ｄ変換され、デジタル化された
波形信号を演算処理してマーク位置が検出される。この
検出結果が主制御装置８１に送られ、主制御装置８１か
らその結果に応じて前記ステージ制御装置７１に対し露
光時の同期位置補正等が指示されるようになっている。

【００４９】さらに、本実施形態の露光装置３０では、
図１では図示を省略したが、レチクルＲの上方に、レチ
クルアライメント顕微鏡が設けられている。これらレチ
クルアライメント顕微鏡では、投影光学系ＰＬを介して
レチクルＲ上のレチクルマーク（図示略）と前記基準マ
ーク板ＦＭ１，ＦＭ２上のマークとの位置ずれを検出す
る。

【００５０】また、図１及び図４に示すように、投影光
学系ＰＬには、ウエハＷ１，Ｗ２の合焦状態を調べるた
めの投影オートフォーカス／オートレベリング計測機構
（以下、「投影ＡＦ／ＡＬ系」という）８８が設けられ
ている。さらに、アライメント系７８，７９のそれぞれ
には、投影ＡＦ／ＡＬ系８８と同様構成のアライメント
オートフォーカス／オートレベリング計測機構（以下、
「アライメントＡＦ／ＡＬ系」という）８９，９０がそ
れぞれ設けられている。

【００５１】このため、アライメント系７８，７９によ
るアライメントセンサの計測時に、露光時と同様のアラ
イメントＡＦ／ＡＬ系８９，９０の計測、制御によるオ
ートフォーカス／オートレベリングを実行しつつアライ
メントマークの位置計測を行うことが可能になってい
る。これにより、高精度なアライメント計測が可能にな
る。換言すれば、露光時とアライメント時との間で、ス
テージの姿勢によるオフセット（誤差）が発生しなくな
る。

【００５２】ここで、スキャン露光によりレチクルＲ上
のパターンをウエハＷ１，Ｗ２上に正確に転写するに
は、レチクルＲ上のパターン形成面とウエハＷ１，Ｗ２
の露光面とが投影光学系ＰＬに関して共役になっている
必要がある。そこで、前記投影ＡＦ／ＡＬ系８８は、ウ
エハＷ１，Ｗ２の露光面が投影光学系ＰＬの像面に焦点
深度の範囲内で合致しているかどうか（合焦しているか
どうか）を検出するようになっている。

【００５３】この投影ＡＦ／ＡＬ系（多点ＡＦ系）８８
は、照射光学系と集光光学系とから構成されている。こ
の照射光学系では、露光光ＥＬとは異なるウエハＷ１，
Ｗ２上のフォトレジストを感光させない波長の照明光Ａ
Ｌｉのもとで、複数のスリットパターンが、ウエハＷ
１，Ｗ２の露光面に投影される。このとき、ウエハＷ
１，Ｗ２の露光面に対して、複数のスリットパターンの
像が投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに対して斜めに投影結像
される。

【００５４】ウエハＷ１，Ｗ２で反射された照明光ＡＬ
ｒは、受光器の受光面にパターンの像が結像される。こ
のパターン像に基づいて、ウエハＷ１またはウエハＷ２
の露光面と投影光学系ＰＬの像面との位置関係を検出す
る。

【００５５】次に、前記レチクルステージＲＳ及びその
周辺構成について、図１及び図２に基づいて詳細に説明
する。レチクルステージＲＳは、図１及び図２に示すよ
うに、気体ベアリング（図示略）等を介してレチクルベ
ース盤１０７上に浮上した状態で支持されている。そし
て、このレチクルステージＲＳは、不図示のリニアモー
タ等からなるレチクルステージ駆動系４１によりＸ軸方
向の微小駆動、θ方向の微小回転及びＹ軸方向の走査駆
動がなされるようになっている。これにより、レチクル
ステージＲＳ上のレチクルＲが、前記ステージ制御装置
７１による制御の下で、ウエハＷ１またはウエハＷ２と
同期走査できるような構成となっている。

【００５６】このレチクルステージＲＳ上には、Ｘ軸方
向の他側の端部に、移動鏡１０８がＹ軸方向に沿って延
設されており、この移動鏡１０８のＸ軸方向の他側の面
には反射面が形成されている。この移動鏡１０８の反射
面に向けて、レチクル干渉計システム４２の一部を構成
し、測長軸ＢＩ６Ｘ，ＢＩ７Ｙ，ＢＩ８Ｙを有するレチ
クル側干渉計１０９から干渉計ビームが照射される。こ
のレチクル側干渉計１０９では、その反射光を受光して
両ウエハステージＷＳ１，ＷＳ２側と同様にして基準面
に対する相対変位を計測することにより、レチクルステ
ージＲＳの位置を計測している。

【００５７】そして、ステージ制御装置７１では、この
干渉計１０９の計測値に基づいて、レチクルステージＲ
ＳのＸ軸方向位置情報及びヨーイング情報が求められ
る。また、各ウエハステージＷＳ１，ＷＳ２側の測長軸
ＢＩ１Ｘ，ＢＩ２Ｘを有するウエハ側干渉計７６ａｘ，
７６ｂｘの計測値に基づいて、各ウエハステージＷＳ
１，ＷＳ２のＸ軸方向位置情報及びヨーイング情報が求
められる。

【００５８】一方、レチクルステージＲＳの走査方向
（スキャン方向）であるＹ軸方向の測長軸ＢＩ７Ｙ、Ｂ
Ｉ８Ｙにおける計測値の平均値に基づいてレチクルステ
ージＲＳのＹ軸方向の位置が計測されるようになってい
る。

【００５９】また、測長軸ＢＩ３Ｙを有するウエハ側干
渉計７６ｃｙの計測値に基づいて、第１ウエハステージ
ＷＳ１または第２ウエハステージＷＳ２のＹ軸方向位置
情報が求められる。ここで、前記投影光学系ＰＬの縮小
倍率が、例えば１／４である場合、レチクルステージＲ
Ｓと第１ウエハステージＷＳ１または第２ウエハステー
ジＷＳ２との同期走査時には、レチクルステージＲＳが
各ウエハステージＷＳ１，ＷＳ２に対して４倍の移動速
度で走査方向に駆動されるようになっている。

【００６０】さらに、図５及び図６に示すように、本実
施形態の露光装置３０では、第１ウエハステージＷＳ１
上に載置されたウエハＷ１及びホルダの交換を行うホル
ダ搬送系としての第１搬送システム１１９と、第２ウエ
ハステージＷＳ２上に載置されたウエハＷ２及びホルダ
の交換を行うホルダ搬送系としての第２搬送システム１
２０とが設けられている。

【００６１】第１搬送システム１１９は、図５に示すよ
うに、左側のウエハローディング位置にある第１ウエハ
ステージＷＳ１との間で後述するようにしてウエハ交換
を行う。この第１搬送システム１１９は、第１ローディ
ングガイド１２１、第１及び第２スライダ１２２，１２
３、第１アンロードアーム１２４、第１ロードアーム１
２５等を含む第１ウエハローダ１２６と、浮上機構（図
示略）とから構成されている。

【００６２】前記第１ローディングガイド１２１はＹ軸
方向に延びており、第１及び第２スライダ１２２，１２
３がこのローディングガイド１２１に沿って移動可能に
取り付けられている。前記第１スライダ１２２には第１
アンロードアーム１２４が取り付けられており、前記第
２スライダ１２３には第１ロードアーム１２５が取り付
けられている。

【００６３】また、前記第２搬送システム１２０は、図
６に示すように、右側のウエハローディング位置にある
第２ウエハステージＷＳ２との間で、前記第１搬送シス
テム１１９と同様にしてウエハ交換を行う。この第２搬
送システム１２０は、第２ローディングガイド１２８、
第３及び第４スライダ１２９，１３０、第２アンロード
アーム１３１、第２ロードアーム１３２等を含む第２ウ
エハローダ１３３と、浮上機構（図示略）とから構成さ
れている。

【００６４】前記第２ローディングガイド１２８はＹ軸
方向に延びており、第３及び第４スライダ１２９，１３
０がこのローディングガイド１２８に沿って移動可能に
取り付けられている。前記第３スライダ１２９には第２
アンロードアーム１３１が取り付けられており、前記第
４スライダ１３０には第２ロードアーム１３２が取り付
けられている。前記浮上機構は、第２ウエハステージＷ
Ｓ２上に設けられている。

【００６５】ここで、露光装置３０におけるウエハ交換
の動作について、第１搬送システム１１９による場合を
例にとって、簡単に説明する。ここでは、図５に示すよ
うに、左側のウエハローディング位置にある第１ウエハ
ステージＷＳ１上にあるウエハＷ１’と第１ウエハロー
ダ１２６により搬送されてきたウエハＷ１とが交換され
る場合について説明する。

【００６６】まず、主制御装置８１は、第１ウエハステ
ージＷＳ１上のホルダ３４の真空吸着を不図示のスイッ
チを介してオフし、ウエハＷ１’の吸着を解除させる。
次に、主制御装置８１は、不図示の浮上機構駆動系を介
して、同じく不図示の浮上機構を所定量上昇駆動させ
る。これにより、ウエハＷ１’が所定位置まで持ち上げ
られる。この状態で、主制御装置８１は、不図示のウエ
ハローダ制御装置に第１アンロードアーム１２４の移動
を指示し、ウエハローダ制御装置により第１スライダ１
２２が駆動制御される。そして、第１アンロードアーム
１２４が、第１ローディングガイド１２１に沿って第１
ウエハステージＷＳ１上まで移動されてウエハＷ１’の
真下に配置される。

【００６７】この状態で、主制御装置８１は、浮上機構
を所定位置まで下降駆動させる。この浮上機構の下降の
途中で、ウエハＷ１’が第１アンロードアーム１２４に
受け渡されるので、主制御装置８１はウエハローダ制御
装置に第１アンロードアーム１２４の真空吸着開始を指
示する。これにより、第１アンロードアーム１２４にウ
エハＷ１’が吸着保持される。

【００６８】次に、主制御装置８１は、ウエハローダ制
御装置に第１アンロードアーム１２４の退避と第１ロー
ドアーム１２５の移動開始を指示する。これにより、第
１アンロードアーム１２４が、図５の−Ｙ方向に第１ス
ライダ１２２と一体的に移動が開始される。この第１ア
ンロードアーム１２４の移動開始と同時に、第２スライ
ダ１２３がウエハＷ１を保持した第１ロードアーム１２
５と一体的に＋Ｙ方向に移動される。そして、第１ロー
ドアーム１２５が第１ウエハステージＷＳ１の上方に来
たとき、ウエハローダ制御装置により第２スライダ１２
３が停止されるとともに第１ロードアーム１２５の真空
吸着が解除される。

【００６９】この状態で、主制御装置８１は浮上機構を
上昇駆動させ、浮上機構によりウエハＷ１を下方から持
ち上げさせる。次いで、主制御装置８１は、ウエハロー
ダ制御装置に第１ロードアーム１２５の退避を指示す
る。これにより、第２スライダ１２３が第１ロードアー
ム１２５と一体的に−Ｙ方向に移動を開始して、第１ロ
ードアーム１２５の退避が行われる。この第１ロードア
ーム１２５の退避開始と同時に、主制御装置８１は、浮
上機構の下降駆動を開始させる。これにより、ウエハＷ
１を第１ウエハステージＷＳ１上のホルダ３４に載置さ
せ、このホルダ３４の真空吸着をオンにし、ウエハ交換
の一連のシーケンスが終了する。

【００７０】なお、第１ウエハステージＷＳ１上に載置
された前記ホルダ３４を交換する際にも、このウエハ交
換時と同様のシーケンスにより行われる。また、第２搬
送システム１２０によるウエハＷ２及びホルダ３４の交
換も、このウエハ交換時と同様のシーケンスにより行わ
れる。

【００７１】次に、両ウエハステージＷＳ１，ＷＳ２に
よる並行処理について、図５及び図６に基づいて説明す
る。図５は、第２ウエハステージＷＳ２上のウエハＷ２
を投影光学系ＰＬを介して露光動作を行っている間に、
左側ローディング位置にて前述のようにして第１ウエハ
ステージＷＳ１と第１搬送システム１１９との間でウエ
ハＷ１の交換が行われている状態を示している。この場
合、第１ウエハステージＷＳ１上では、ウエハ交換に引
き続いて後述するようにしてアライメント動作が行われ
る。なお、図５において、露光動作中の第２ウエハステ
ージＷＳ２の位置制御は、ウエハ干渉計システム３６の
側長軸ＢＩ２Ｘ，ＢＩ３Ｙの計測値に基づいて行われ
る。また、ウエハ交換とアライメント動作が行われる第
１ウエハステージＷＳ１の位置制御は、ウエハ干渉計シ
ステム３６の測長軸ＢＩ１Ｘ，ＢＩ４Ｙの計測値に基づ
いて行われる。

【００７２】第１ウエハステージＷＳ１側で前述のウエ
ハ交換、アライメント動作が行われている間に、第２ウ
エハステージＷＳ２側ではレチクルＲを使いステップ・
アンド・スキャン方式により露光が行われる。すなわ
ち、順次ウエハＷ２上の各ショット領域を、投影光学系
ＰＬの光軸下方に移動させるとともに、レチクルステー
ジＲＳと第２ウエハステージＷＳ２とを走査方向に同期
走査させることにより、スキャン露光が行われる。

【００７３】このように、両ウエハステージＷＳ１，Ｗ
Ｓ２上で並行して行われる露光シーケンスとウエハ交換
・アライメントシーケンスでは、先に終了したウエハス
テージの方が待ち状態となる。

【００７４】次に、以上のように構成された露光装置３
０において、その投影光学系ＰＬの収差測定に好適な波
面収差測定装置１３６について図５〜図７に基づいて、
説明する。

【００７５】図７及び図８に示すように、波面収差測定
装置１３６は、第２ウエハステージＷＳ２上に載置され
る第１筐体としての受光筐体１３７と、第１ウエハステ
ージＷＳ１上に載置される第２筐体としての検出筐体１
３８とからなっている。これら両筐体１３７，１３８
は、前記各ウエハステージＷＳ２，ＷＳ１上において、
ホルダ３４に代えて着脱可能に載置されている。また、
各筐体１３７，１３８は、その外形がホルダ３４の外形
とほぼ同じに形成されており、前記第２搬送システム１
２０または第１搬送システム１１９を利用して、前述の
ウエハＷ２，Ｗ１の交換方法と同様にして各ウエハステ
ージＷＳ２，ＷＳ１に対して着脱するようになってい
る。

【００７６】前記受光筐体１３７の外周縁の一部には第
１突出部１３９が形成されており、前記検出筐体１３８
の外周縁の一部には第２突出部１４０が形成されてい
る。そして、これら両突出部１３９，１４０が所定の間
隔をおいて互いに対向するように、前記両筐体１３７，
１３８を保持する各ウエハステージＷＳ１，ＷＳ２の位
置が制御される。

【００７７】なお、この波面収差測定装置１３６を使用
する際には、例えば前記露光装置３０におけるレチクル
ステージＲＳ上に載置される測定部材としてのテストレ
チクルＲｔ（図１及び図２参照）に形成された１つまた
は複数のピンホールを介して、露光光ＥＬを球面波に変
換して被検光学系としての投影光学系ＰＬに入射させ
る。そして、前記受光筐体１３７を、その上面が投影光
学系ＰＬの像面に位置するように配置する。

【００７８】前記受光筐体１３７の中央には所定形状の
第１開口１４１が開口されている。前記投影光学系ＰＬ
を通過した収差測定光としての露光光ＥＬは、第１開口
１４１を介して受光筐体１３７内に入射する。この第１
開口１４１の下方には、露光光ＥＬを平行光に変換する
第１リレーレンズ１４３が設けられている。

【００７９】その第１リレーレンズ１４３の下方には、
ミラー１４４が配設されている。このミラー１４４によ
り、露光光ＥＬは、受光筐体１３７の径方向に折り曲げ
られ、前記第１突出部１３９に向かって偏向される。折
り曲げられた露光光ＥＬは、第２及び第３リレーレンズ
１４５，１４６を介して、第１突出部１３９内に設けら
れたミラー１４７に入射し、上方に折り曲げられる。こ
れら受光筐体１３７内に収容されるリレーレンズ１４
３，１４５，１４６及びミラー１４４，１４７により受
光光学系が構成されている。

【００８０】そして、露光光ＥＬは、受光筐体１３７の
第１突出部１３９の上面に設けられた第２開口１４８及
び検出筐体１３８の第２突出部１４０の下面に設けられ
た第３開口１４９を介して、検出筐体１３８内に入射す
る。

【００８１】検出筐体１３８の第２突出部１４０内で前
記各リレーレンズ１４３，１４５，１４６により形成さ
れる瞳面ＰＳの位置には、波面分割素子としてのマイク
ロレンズアレイ１５０が設けられている。図８及び図９
に示すように、このマイクロレンズアレイ１５０は、複
数のレンズ素子としてのマイクロレンズエレメント１５
１が一次元的に配列されてなっている。このマイクロレ
ンズアレイ１５０は、検出筐体１３８の外周縁の接線方
向（後述するマイクロレンズアレイ１５０の走査方向と
交差する方向）に平行に延びるとともに、前記瞳面ＰＳ
の最大径より長いレンズアレイである。また、第１ウエ
ハステージＷＳ１を、受光筐体１３７と検出筐体１３８
の中心とを結ぶ直線に沿う方向Ａへ移動させることによ
り、前記瞳ＰＳの波面全体がマイクロレンズアレイ１５
０で走査されるようになっている。

【００８２】前記露光光ＥＬは、このマイクロレンズア
レイ１５０を通過することにより、各マイクロレンズエ
レメント１５１毎に分割される。この分割された光束
は、ミラー１５２により検出筐体１３８の径方向に折り
曲げられ、各マイクロレンズエレメント１５１毎に集光
され、前記ピンホールの二次像が形成される。そして、
各光束の集光点ＦＰに対応するように収差算出装置の一
部を構成する受光素子としての撮像素子（ＣＣＤ）１５
３が配設されている。この波面収差測定装置１３６で
は、マイクロレンズアレイ１５０とＣＣＤ１５３とが、
検出筐体１３８内に所定の位置関係をもって固定されて
いる。

【００８３】このＣＣＤ１５３は、前記マイクロレンズ
アレイ１５０で分割された全ての光束を受光するのに十
分な面積を持つように、その画素が前記マイクロレンズ
アレイ１５０の走査方向及びその走査方向と交差する方
向に二次元的に配列されている。そして、このＣＣＤ１
５３により、前記各マイクロレンズエレメント１５１毎
の集光点ＦＰの位置（結像位置）が検出される。

【００８４】この波面収差測定装置１３６では、図９に
示すように、前記瞳面ＰＳの波面全体をカバーするよう
に前記マイクロレンズアレイ１５０が走査される。より
詳細には、前記瞳面ＰＳに対して、前記マイクロレンズ
アレイ１５０がその短手方向の長さずつ歩進的に移動さ
れ、そのマイクロレンズエレメント１５１毎に分割され
た各光束の集光点ＦＰの位置が順次ＣＣＤ１５３により
検出される。この各光束の集光点ＦＰの位置の測定は、
マイクロレンズアレイ１５０及びＣＣＤ１５３が静止状
態で行うようになっている。なお、図９においては、理
解を容易にするために、露光光ＥＬの光路の折り曲げを
省略して描いてある。

【００８５】このＣＣＤ１５３は、受光した各集光点Ｆ
Ｐの位置情報を収差算出装置の一部を構成する波面収差
検出部１５４に対して出力する。また、この際、波面収
差検出部１５４には、ステージ制御装置７１及び主制御
装置８１を介してウエハ側干渉計７６ａｘ，７６ｄｙの
計測値に基づく第１ウエハステージＷＳ１の位置情報が
入力されている。さらに、波面収差検出部１５４には、
ウエハ側干渉計７６ｂｘ，７６ｃｙの計測値に基づく第
２ウエハステージＷＳ２の位置情報も入力されている。
これら両ウエハステージＷＳ１，ＷＳ２の位置情報によ
り、ＸＹ平面内における受光筐体１３７及び検出筐体１
３８の位置がそれぞれ検出される。これにより、波面収
差検出部１５４において、検出しているピンホールの一
次像の位置、瞳面ＰＳの位置及びマイクロレンズアレイ
１５０の位置が検出される。そして、この波面収差検出
部１５４では、これらの位置情報と前記各集光点ＦＰの
位置情報とに基づいて、前記投影光学系ＰＬの波面収差
が算出されるようになっている。

【００８６】また、この波面収差測定装置１３６では、
投影光学系ＰＬの波面収差の測定に際して、受光筐体１
３７の上面を投影ＡＦ／ＡＬ系８８で、検出筐体１３８
の上面をアライメントＡＦ／ＡＬ系８９でもって、その
投影光学系ＰＬの光軸方向（Ｚ軸方向）の位置及び傾斜
が測定されるようになっている。そして、主制御装置８
１は、この測定結果に基づいて、両筐体１３７，１３８
のＺ軸方向位置及び傾斜が一致するようにステージ制御
装置７１を介して両ウエハステージＷＳ２，ＷＳ１を駆
動するようになっている。

【００８７】さらに、この波面収差測定装置１３６で
は、前記テストレチクルＲｔ上に複数形成されたピンホ
ールの一次像を受光筐体１３７の上面上に形成させる。
そして、この複数の一次像を利用して、投影光学系ＰＬ
の像面における異なる像高での露光光ＥＬを検出して波
面収差を測定するようになっている。すなわち、受光筐
体１３７の上面上に形成された複数のピンホールの一次
像と受光筐体１３７の第１開口１４１とを順に対応さ
せ、各一次像に対応する像高での波面収差を順に測定す
る。

【００８８】なお、このように異なる像高での波面収差
測定を行う際には、受光筐体１３７（つまり第２ウエハ
ステージＷＳ２）の移動に連動して、検出筐体１３８
（つまり第１ウエハステージＷＳ１）が、両突出部１３
９，１４０の重合状態を保ちつつ移動されるようになっ
ている。また、この際、両筐体１３７，１３８のＸＹ平
面内での位置は、前述のように受光筐体１３７がウエハ
側干渉計７６ｂｘ，７６ｃｙの計測値に、検出筐体１３
８がウエハ側干渉計７６ａｘ，７６ｄｙの計測値に、そ
れぞれ基づいて求められる。そして、それらの位置情報
に応じて、両ウエハステージＷＳ２，ＷＳ１の位置制御
がなされる。

【００８９】そして、算出された波面収差情報は、露光
装置３０全体の動作を制御する主制御装置８１に出力さ
れる。主制御装置８１では、この波面収差情報に応じ
て、投影光学系ＰＬ内のレンズエレメントの相対位置の
変更や、投影光学系ＰＬ内部の状態の変更を指示して、
投影光学系ＰＬの結像特性が調整されるようになってい
る。

【００９０】従って、本実施形態によれば、以下のよう
な効果を得ることができる。（イ）この波面収差測定装置１３６では、投影光学系
ＰＬを通過した露光光ＥＬを受光するリレーレンズ１４
３，１４５，１４６及びミラー１４４，１４７受光光学
系を収容する受光筐体１３７と、受光した露光光ＥＬの
波面の一部を分割するマイクロレンズアレイ１５０を収
容する検出筐体１３８とを有している。そして、受光筐
体１３７を所定面内を移動する第２ウエハステージＷＳ
２に配置し、検出筐体１３８をその第２ウエハステージ
ＷＳ２と同一面内を移動する第１ウエハステージＷＳ１
上に配置するようになっている。この状態で、第１ウエ
ハステージＷＳ１と第２ウエハステージＷＳ２とを互い
に相対移動させることによって、露光光ＥＬの波面をマ
イクロレンズアレイ１５０で走査し、投影光学系ＰＬの
波面収差情報を算出するようになっている。

【００９１】この波面収差測定装置１３６では、投影光
学系ＰＬを通過した露光光ＥＬの波面をマイクロレンズ
アレイ１５０で走査するようにした。このため、投影光
学系ＰＬの波面収差を測定するために、そのマイクロレ
ンズアレイ１５０をその露光光ＥＬの光軸と交差する断
面が全てをカバーされるように形成する必要がない。こ
れにより、小型のマイクロレンズアレイ１５０でもっ
て、投影光学系ＰＬにおける波面収差を測定することが
できる。言い換えると、マイクロレンズアレイ１５０を
小型化することができて、波面収差測定装置１３６全体
を小型化することができる。従って、波面収差測定装置
１３６を露光装置３０に容易に装着することができて、
露光装置３０における停止時間の短縮を図ることができ
る。しかも、小型の波面収差測定装置１３６でもって、
投影光学系ＰＬの収差を迅速かつ高精度に測定すること
ができる。

【００９２】（ロ）この波面収差測定装置１３６で
は、検出筐体１３８内に、露光光ＥＬの波面を分割する
マイクロレンズアレイ１５０とともに、分割された露光
光ＥＬの一部を受光するＣＣＤ１５３が備えられてい
る。

【００９３】この波面収差測定装置１３６では、小型化
されたマイクロレンズアレイ１５０に対応した小型のＣ
ＣＤ１５３で、マイクロレンズアレイ１５０により結像
される露光光ＥＬの二次像を検出することができる。そ
して、マイクロレンズアレイ１５０により結像される二
次像を受光するＣＣＤ１５３を小型化することができ
て、波面収差測定装置１３６全体をさらに小型化するこ
とができる。

【００９４】（ハ）この波面収差測定装置１３６で
は、マイクロレンズアレイ１５０が、その走査方向と交
差する方向に一次元的に配列された複数のマイクロレン
ズエレメント１５１からなっている。このため、マイク
ロレンズアレイ１５０の小型化に加えて、従来構成のマ
イクロレンズアレイ３０６に比べマイクロレンズエレメ
ント１５１の数を減らすことができる。従って、精密な
加工を要するマイクロレンズアレイ１５０を容易にかつ
歩留まりよく製造することができる。

【００９５】（ニ）この波面収差測定装置１３６で
は、マイクロレンズアレイ１５０で分割された露光光Ｅ
Ｌを受光するＣＣＤ１５３が、マイクロレンズアレイ１
５０の走査方向及びその走査方向と交差する方向に二次
元的に配列されている。このため、マイクロレンズアレ
イ１５０により形成されるピンホールの二次像を、簡単
な構成で確実に検出することができる。

【００９６】また、このマイクロレンズアレイ１５０
は、マイクロレンズエレメント１５１がその走査方向と
交差する方向に沿って一次元的に配列されている。しか
も、ＣＣＤ１５３は、マイクロレンズアレイ１５０とは
その相対位置が変わらないように配置されている。この
ため、ＣＣＤ１５３は、その走査方向における画素数を
従来構成のＣＣＤ３０７に比べて少なくすることができ
る。従って、ＣＣＤ１５３の小型化を図ることができる
とともに、精密な加工を要するＣＣＤ１５３を容易にか
つ歩留まりよく製造することができる。

【００９７】（ホ）この波面収差測定装置１３６で
は、受光筐体１３７及び検出筐体１３８は、その形状が
ウエハＷ２，Ｗ１を保持するホルダ３４の外形とほぼ同
じとなるように形成されている。

【００９８】このため、受光筐体１３７及び検出筐体１
３８をホルダ３４と同様に取り扱うことができる。これ
により、露光装置３０に装備されている第２及び第１搬
送システム１２０，１１９を利用して、両筐体１３７，
１３８を搬送することが可能となり、露光装置３０に対
する両筐体１３７，１３８の装着が容易に行うことがで
きる。従って、露光装置３０において、投影光学系ＰＬ
の波面収差測定のための停止時間を短縮することができ
る。

【００９９】（ヘ）この露光装置３０では、ウエハス
テージＷＳ１，ＷＳ２の内外の間でウエハＷ１，Ｗ２を
搬送する第２及び第１搬送システム１２０，１１９を備
えている。そして、その第２及び第１搬送システム１２
０，１１９が、波面収差測定装置１３６の受光筐体１３
７及び検出筐体１３８をウエハステージＷＳ１，ＷＳ２
に搬送する役割も担っている。このため、受光筐体１３
７及び検出筐体１３８の搬送を、露光装置３０が予め装
備している第２及び第１搬送システム１２０，１１９を
利用して行うことができて、露光装置３０の構成を簡素
化することができる。

【０１００】（第２実施形態）つぎに、本発明の第２実
施形態について、前記第１実施形態と異なる部分を中心
に説明する。

【０１０１】この第２実施形態においては、図１０に示
すように、波面収差測定装置１６１がホルダ３４内に収
容されている。また、この波面収差測定装置１６１では
ホルダ３４が第１筐体を構成しており、ホルダ３４の上
面に第１開口１４１が設けられている。この第１開口１
４１の下方には受光光学系としてのリレーレンズ１６２
が配設されている。このリレーレンズ１６２により、投
影光学系ＰＬを通過し第１開口１４１を介してホルダ３
４内に入射した露光光ＥＬが平行光に変換されるように
なっている。

【０１０２】前記リレーレンズ１６２の下方で、かつホ
ルダ３４の内底面上に前記第１開口１４１と対応するよ
うに設置された第２ステージ及び受光素子移動機構とし
ての第１マイクロステージ１６３上には、第２筐体とし
ての内部筐体１６４が載置されている。前記マイクロス
テージ１６３は、例えばＸ軸方向に駆動になっており、
主制御装置８１及びステージ制御装置７１の制御の下で
内部筐体１６４をＸ軸方向に駆動させる。

【０１０３】前記内部筐体１６４の上面で、前記リレー
レンズ１６２により形成される露光光ＥＬの瞳ＰＳの位
置には、マイクロレンズアレイ１５０が装着されてい
る。そして、前記第１マイクロステージ１６３がＸ軸方
向に駆動されることにより、このマイクロレンズアレイ
１５０が前記露光光ＥＬの波面を走査するようになって
いる。ここで、マイクロレンズアレイ１５０は、その長
手方向が同マイクロレンズアレイ１５０の走査方向（つ
まり、第１マイクロステージ１６３の駆動方向であるＸ
軸方向）と交差する方向に沿うように装着されている。
このように、マイクロレンズアレイ１５０が内部の第１
マイクロステージ１６３により駆動されるため、この波
面収差測定装置１６１は露光装置３０の第１または第２
ウエハステージＷＳ１，ＷＳ２のいずれかに載置して使
用すればよい。

【０１０４】図１０及び図１１に示すように、前記マイ
クロレンズアレイ１５０の下方で、かつ前記第１マイク
ロステージ１６３上には、第２マイクロステージ１６５
を介して受光素子としてのラインセンサ１６６が載置さ
れている。このラインセンサ１６６は、複数の画素が前
記走査方向と交差する方向に一次元的に配列され、前記
第２マイクロステージ１６５の駆動により前記走査方向
に駆動されるようになっている。

【０１０５】この波面収差測定装置１６１では、図１１
に示すように、瞳面ＰＳの波面全体をカバーするように
前記マイクロレンズアレイ１５０が、前記第１実施形態
と同様に歩進的に走査される。そして、マイクロレンズ
アレイ１５０の各停止位置毎に、そのマイクロレンズア
レイ１５０による集光点ＦＰの形成可能領域ＦＡ全体が
ラインセンサ１６６により走査される。これにより、前
記マイクロレンズアレイ１５０の各停止位置毎に、その
各マイクロレンズエレメント１５１毎の集光点ＦＰの位
置が検出される。

【０１０６】従って、本実施形態によれば、前記第１実
施形態における（ロ）、（ハ）及び（ヘ）に記載したの
とほぼ同様の効果に加えて、以下のような効果を得るこ
とができる。

【０１０７】（ト）この波面収差測定装置１６１で
は、投影光学系ＰＬを通過した露光光ＥＬを受光するリ
レーレンズ１６２及び受光した露光光ＥＬの波面の一部
を分割するマイクロレンズアレイ１５０及びラインセン
サ１６６を収容する内部筐体１６４とが、ウエハＷ１，
Ｗ２を保持するホルダ３４内に収容されている。そし
て、そのホルダ３４を所定面内を移動する第１または第
２ウエハステージＷＳ１，ＷＳ２上に配置するようにな
っている。この状態で、ホルダ３４内部の第１マイクロ
ステージ１６３を駆動することにより、露光光ＥＬの波
面をマイクロレンズアレイ１５０で走査し、投影光学系
ＰＬの波面収差情報を算出するようになっている。

【０１０８】このため、前記第１実施形態の（イ）に記
載したのとほぼ同様な効果が発揮される。しかも、波面
収差測定装置１６１がホルダ３４内に収容されるため、
波面収差測定装置１６１の露光装置３０への装着がより
一層容易なものとなる。

【０１０９】（チ）この波面収差測定装置１６１で
は、ラインセンサ１６６は、その画素がマイクロレンズ
アレイ１５０の走査方向と交差する方向に一次元的に配
列されている。そして、そのラインセンサ１６６をマイ
クロレンズアレイ１５０に対して移動させる第１マイク
ロステージ１６３が設けられている。

【０１１０】このマイクロレンズアレイ１５０に対して
ラインセンサ１６６を走査するようにしたことで、さら
に小型のラインセンサ１６６でもって、投影光学系ＰＬ
における波面収差の測定することができる。さらに、ラ
インセンサ１６６において、その走査方向における画素
数を従来構成のＣＣＤ３０７に比べて少なくすることが
できる。従って、精密な加工を要するラインセンサ１６
６を容易にかつ歩留まりよく製造することができる。

【０１１１】（第３実施形態）つぎに、本発明の第３実
施形態について、前記第２実施形態と異なる部分を中心
に説明する。

【０１１２】この第３実施形態においては、図１２に示
すように、前記第２実施形態における波面収差測定装置
１６１のマイクロレンズアレイ１５０に代えて、上面に
ピンホール１７１が形成された波面分割素子及び開口部
材としての１枚のレンズ１７２が採用されている。この
レンズ１７２は、前記内部筐体１６４の上面において、
リレーレンズ１６２により形成される露光光ＥＬの瞳Ｐ
Ｓの全面にわたり２次元的な走査が可能なように保持さ
れている。

【０１１３】また、第１マイクロステージ１６３上に
は、前記レンズ１７２により形成される集光点ＦＰの形
成可能領域ＦＡに対応する大きさの撮像素子（ＣＣＤ）
１７３が載置されている。このＣＣＤ１７３は、前記レ
ンズ１７２と同期して２次元的に走査されるようになっ
ている。この場合、レンズ１７２とＣＣＤ１７３とは、
常に所定の相対位置に配置されるため、本実施形態では
第２マイクロステージ１６５を設ける必要はない。

【０１１４】従って、本実施形態によれば、前記各実施
形態における（ロ）、（ハ）、（ヘ）及び（ト）に記載
の効果に加えて、以下のような効果を得ることができ
る。（ル）この波面収差測定装置１６１では、投影光学系
ＰＬを通過し、第１開口１４１を介してホルダ３４内に
入射した露光光ＥＬの波面を、ピンホール１７１が形成
されたレンズ１７２分割するようになっている。

【０１１５】このため、前記露光光ＥＬの波面を分割す
るための構成が極めて簡素なものとなり、マイクロレン
ズアレイ１５０のように厳密な加工を行うことなく波面
分割素子を極めて容易に形成することができる。

【０１１６】（変更例）なお、本発明の実施形態は、以
下のように変更してもよい。・前記第１実施形態において、マイクロレンズアレイ
１５０及びＣＣＤ１５３に代えて、前記第３実施形態の
レンズ１７２及びＣＣＤ１７３を採用してもよい。この
場合、第１ウエハステージＷＳ１を２次元的に駆動し
て、前記レンズ１７２を、各リレーレンズ１４３，１４
５，１４６により形成される露光光ＥＬの瞳ＰＳに対し
て２次元的に走査させる必要がある。

【０１１７】・前記各実施形態では、波面収差測定装
置１３６，１６１を露光装置３０に対して着脱可能に装
着した。これに対して、波面収差測定装置１３６，１６
１を、露光装置３０の第１及び第２ウエハステージＷＳ
１，ＷＳ２の少なくとも一方に常時装着するようにして
もよい。

【０１１８】・前記実施形態では、投影光学系ＰＬに
入射する露光光ＥＬに球面波を発生させるための光学部
材として、ピンホールが形成されたテストレチクルＲｔ
を用いる構成について説明した。しかしながら、本発明
は、測定光ＲＬに球面波ＳＷを発生できるものであれ
ば、この構成に限定されるものではない。例えば、投影
光学系ＰＬの波面収差を測定するに際しては、テストレ
チクルＲｔに代えて、レチクルステージＲＳ上に開口部
を形成し、この開口部を塞ぐように取り付けられた透明
板上に、ピンホールパターンを形成してもよい。その他
に、通常のデバイス用レチクルに、同様のピンホールパ
ターンを形成してもよい。また、レチクルステージＲＳ
自体に、同様のピンホールパターンを形成してもよい。

【０１１９】・前記各実施形態において、受光筐体１
３７の第１開口１４１及び第２開口１４８、検出筐体１
３８の第３開口１４９に、例えば平行平板ガラスを挿嵌
してもよい。

【０１２０】・前記各実施形態において、受光筐体１
３７及び検出筐体１３８の内部に不活性ガスを充填する
ようにしてもよい。・前記第１及び第２ウエハステージＷＳ１，ＷＳ２を
ステージ室内に配置し、前記第１及び第２搬送システム
１１９，１２０を利用して、前記ステージ室の内部空間
と外部空間との間で、ウエハＷ１，Ｗ２及び波面収差測
定装置１３６の受光筐体１３７及び検出筐体１３８、波
面収差測定装置１６１を搬送するようにしてもよい。

【０１２１】・前記実施形態では、露光装置３０で用
いられる露光光ＥＬとしてＡｒＦエキシマレーザ（１９
３ｎｍ）を露光光ＥＬとしたが、露光光ＥＬとして、例
えばＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、Ｆ２レーザ
（１５７ｎｍ）、Ｋｒ２レーザ（１４６ｎｍ）、Ａｒ２
レーザ（１２６ｎｍ）等の他、金属蒸気レーザやＹＡＧ
レーザの高調波、あるいはｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線
（３６５ｎｍ）等の超高圧水銀ランプの輝線等を採用し
てもよい。

【０１２２】・前記実施形態では、前記露光光ＥＬと
は異なる測定光を投影光学系ＰＬに入射させて波面収差
の測定を行ってもよい。この場合、測定光としては、例
えばＤＦＢ半導体レーザまたはファイバレーザから発振
される赤外域、または可視域の単一波長レーザ光を、例
えばエルビウム（またはエルビウムとイッテルビウムの
双方）がドープされたファイバアンプで増幅し、非線形
光学結晶を用いて紫外光に波長変換された高調波を用い
てもよい。また、測定光としては、アルゴンランプ、ク
リプトンランプ、キセノンランプ等の希ガス放電ラン
プ、キセノン−水銀ランプ、ハロゲンランプ、蛍光灯、
白熱灯、水銀灯、ナトリウムランプ、メタルハライドラ
ンプ等から出射される紫外光、可視光または赤外光、ま
たはそれらの光を単波長化した光の高調波、ＹＡＧレー
ザ光、金属蒸気レーザ光等の高調波等も適用できる。

【０１２３】・前記実施形態では、露光装置の投影光
学系ＰＬを波面収差の測定対象の被検光学系として具体
化したが、露光装置における照明光学系ＩＬ等その他の
光学系、あるいは露光装置とは異なった光学装置におけ
る光学系の波面収差測定装置に具体化してもよい。

【０１２４】・前記実施形態では、本発明を半導体素
子製造用の露光装置に適用している。これに対して、例
えば液晶表示素子（ＬＣＤ）などを含むディスプレイの
製造に用いられてデバイスパターンをガラスプレート上
へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられ
てデバイスパターンをセラミックウエハ上へ転写する露
光装置、及びＣＣＤ等の撮像素子の製造に用いられる露
光装置等にも、本発明を適用することができる。

【０１２５】また、半導体素子等のデバイスだけでな
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またはマスク
を製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシ
リコンウエハ等へ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。ここで、ＤＵＶ（深紫外）やＶＵ
Ｖ（真空紫外）光等を用いる露光装置では、一般的に透
過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガ
ラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化
マグネシウム、または水晶などが用いられる。また、プ
ロキシミティ方式のＸ線露光装置や電子線露光装置等で
は、透過型マスク（ステンシルマスク、メンブレンマス
ク）が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハ等
が用いられる。

【０１２６】・また、露光装置として、投影光学系Ｐ
Ｌを用いることなく、マスクと基板とを密接させてマス
クのパターンを露光するコンタクト露光装置、マスクと
基板とを近接させてマスクのパターンを露光するプロキ
シミティ露光装置の光学系にも適用することができる。
また、投影光学系としては、全屈折タイプに限らず、反
射屈折タイプであってもよい。

【０１２７】・さらに、本発明の露光装置は、縮小露
光型の露光装置に限定されるものではなく、本発明を、
例えば等倍露光型、拡大露光型の露光装置に適用しても
よい。また、本発明は、マスクと基板とを相対移動させ
ながらマスクのパターンを基板へ転写し、基板を順次ス
テップ移動させるスキャニング・ステッパに限らず、マ
スクと基板とを静止した状態でマスクのパターンを基板
へ転写し、基板を順次ステップ移動させるステップ・ア
ンド・リピート方式の露光装置に適用してもよい。

【０１２８】・前記実施形態におけるレンズエレメン
ト、マイクロレンズエレメント１５１等の光学素子とし
ては、蛍石、石英などが主に採用されるが、フッ化リチ
ウム、フッ化マグネシウム、フッ化ストロンチウム、リ
チウム−カルシウム−アルミニウム−フロオライド、及
びリチウム−ストロンチウム−アルミニウム−フロオラ
イド等の結晶や、ジルコニウム−バリウム−ランタン−
アルミニウムからなるフッ化ガラスや、フッ素をドープ
した石英ガラス、フッ素に加えて水素もドープされた石
英ガラス、ＯＨ基を含有させた石英ガラス、フッ素に加
えてＯＨ基を含有した石英ガラス等の改良石英を用いて
もよい。

【０１２９】なお、複数のレンズから構成される照明光
学系ＩＬ、投影光学系ＰＬを露光装置３０の本体に組み
込み光学調整するとともに、多数の機械部品からなるレ
チクルステージＲＳや各ウエハステージＷＳ１，ＷＳ２
を露光装置３０の本体に取り付けて配線や配管を接続
し、さらに総合調整（電気調整、動作確認等）をするこ
とにより前記実施形態の露光装置３０を製造することが
できる。露光装置３０の製造は、温度及びクリーン度等
が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。

【０１３０】次に、上述した露光装置３０をリソグラフ
ィ工程で使用したデバイスの製造方法の実施形態につい
て説明する。図１３は、デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半
導体素子、液晶表示素子、撮像素子（ＣＣＤ等）、薄膜
磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例のフローチャ
ートを示す図である。図１３に示すように、まず、ステ
ップＳ２０１（設計ステップ）において、デバイスの機
能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）
を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行
う。引き続き、ステップＳ２０２（マスク製作ステッ
プ）において、設計した回路パターンを形成したマスク
（レクチルＲ等）を製作する。一方、ステップＳ２０３
（基板製造ステップ）において、シリコン、ガラスプレ
ート等の材料を用いて基板（シリコン材料を用いた場合
にはウエハＷ１，Ｗ２となる。）を製造する。

【０１３１】次に、ステップＳ２０４（基板処理ステッ
プ）において、ステップＳ２０１〜Ｓ２０３で用意した
マスクと基板を使用して、後述するように、リソグラフ
ィ技術等によって基板上に実際の回路等を形成する。次
いで、ステップＳ２０５（デバイス組立ステップ）にお
いて、ステップＳ２０４で処理された基板を用いてデバ
イス組立を行う。このステップＳ２０５には、ダイシン
グ工程、ボンディング工程、及びパッケージング工程
（チップ封入等）等の工程が必要に応じて含まれる。

【０１３２】最後に、ステップＳ２０６（検査ステッ
プ）において、ステップＳ２０５で作製されたデバイス
の動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こう
した工程を経た後にデバイスが完成し、これが出荷され
る。

【０１３３】図１４は、半導体デバイスの場合におけ
る、図１３のステップＳ２０４の詳細なフローの一例を
示す図である。図１４において、ステップＳ２１１（酸
化ステップ）では、ウエハＷ１，Ｗ２の表面を酸化させ
る。ステップＳ２１２（ＣＶＤステップ）では、ウエハ
Ｗ１，Ｗ２表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ２１３
（電極形成ステップ）では、ウエハＷ１，Ｗ２上に電極
を蒸着によって形成する。ステップＳ２１４（イオン打
込みステップ）では、ウエハＷ１，Ｗ２にイオンを打ち
込む。以上のステップＳ２１１〜Ｓ２１４のそれぞれ
は、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、
各段階において必要な処理に応じて選択されて実行され
る。

【０１３４】ウエハプロセスの各段階において、上述の
前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程
が実行される。この後処理工程では、まず、ステップＳ
２１５（レジスト形成ステップ）において、ウエハＷ
１，Ｗ２に感光剤を塗布する。引き続き、ステップＳ２
１６（露光ステップ）において、先に説明したリソグラ
フィシステム（露光装置３０）によってマスク（レチク
ルＲ）の回路パターンをウエハＷ１，Ｗ２上に転写す
る。次に、ステップＳ２１７（現像ステップ）では露光
されたウエハＷ１，Ｗ２を現像し、ステップＳ２１８
（エッチングステップ）において、レジストが残存して
いる部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り
去る。そして、ステップＳ２１９（レジスト除去ステッ
プ）において、エッチングが済んで不要となったレジス
トを取り除く。

【０１３５】これらの前処理工程と後処理工程とを繰り
返し行うことによって、ウエハＷ１，Ｗ２上に多重に回
路パターンが形成される。以上説明した本実施形態のデ
バイス製造方法を用いれば、露光工程（ステップＳ２１
６）において上記の露光装置３０が用いられ、真空紫外
域の露光光ＥＬにより解像力の向上が可能となり、しか
も露光量制御を高精度に行うことができる。しかも、投
影光学系ＰＬの収差測定のための露光装置３０の運転停
止時間を短縮することが可能となる。従って、結果的に
最小線幅が０．１μｍ程度の高集積度のデバイスを歩留
まりよく生産することができる。

【０１３６】

【発明の効果】以上詳述したように、本願請求項１及び
請求項９に記載の発明によれば、波面分割素子を小型化
することが可能となって、波面収差測定装置全体を小型
化することができる。従って、波面収差測定装置を露光
装置に容易に装着することができて、露光装置における
停止時間の短縮を図ることができる。しかも、小型の波
面収差測定装置でもって、被検光学系の収差を迅速かつ
高精度に測定することができる。

【０１３７】また、本願請求項２に記載の発明によれ
ば、前記請求項１に記載の発明の効果に加えて、波面分
割素子に結像された二次像を受光する受光素子を小型化
することができて、波面収差測定装置全体をさらに小型
化することができる。

【０１３８】また、本願請求項３に記載の発明によれ
ば、前記請求項２に記載の発明の効果に加えて、波面分
割素子を容易にかつ歩留まりよく形成することができ
る。また、本願請求項４に記載の発明によれば、前記請
求項２に記載の発明の効果に加えて、波面分割素子を極
めて容易に形成することができる。

【０１３９】また、本願請求項５に記載の発明によれ
ば、前記請求項２〜請求項４のうちいずれか一項に記載
の発明の効果に加えて、波面分割素子により結像される
収差測定光の二次像を確実に受光することができる。

【０１４０】また、本願請求項６に記載の発明によれ
ば、前記請求項３または請求項４に記載の発明の効果に
加えて、受光素子をさらに小型化することができる。ま
た、本願請求項７に記載の発明によれば、前記請求項１
〜請求項６のうちいずれか一項に記載の発明の効果に加
えて、投影光学系の収差をより正確に測定できて、露光
装置の露光精度を向上させることが可能となる。また、
各筐体を露光装置により確実に装備させることができ
る。

【０１４１】また、本願請求項８に記載の発明によれ
ば、前記請求項１〜請求項６のうちいずれか一項に記載
の発明の効果に加えて、第１筐体または前記第２筐体の
少なくとも一方をホルダと同様に取り扱うことができ
て、露光装置に対する前記筐体の装着が容易に行うこと
ができる。

【０１４２】また、本願請求項１０に記載の発明によれ
ば、前記請求項９に記載の発明の効果に加えて、露光装
置の構成を簡素化することができる。また、本願請求項
１１に記載の発明によれば、デバイスを高精度にかつ生
産性よく製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態の露光装置を示す概略構成図。

【図２】２つのウエハステージと投影光学系とアライ
メント系との位置関係を示す斜視図。

【図３】ウエハステージの駆動機構を示す平面図。

【図４】投影光学系とアライメント系とに設けられる
ＡＦ／ＡＬ系に関する説明図。

【図５】２つのウエハステージを使ったウエハ交換と
露光シーケンスとに関する説明図。

【図６】図５におけるウエハ交換と露光シーケンスと
の切換状態に関する説明図。

【図７】第１実施形態の波面収差測定装置を示す平面
図。

【図８】図７の波面収差測定装置の要部を示す部分断
面図。

【図９】図８のマイクロレンズアレイと撮像素子との
位置関係に関する説明図。

【図１０】第２実施形態の波面収差測定装置の要部を
示す部分断面図。

【図１１】図１０のマイクロレンズアレイとラインセ
ンサとの位置関係に関する説明図。

【図１２】第３実施形態のマイクロレンズアレイと撮
像素子との位置関係に関する説明図。

【図１３】デバイスの製造例のフローチャート。

【図１４】半導体デバイスの場合における図１３の基
板処理に関する詳細なフローチャート。

【図１５】従来の波面収差測定装置の概略構成図。

【図１６】（ａ）は投影光学系に収差が存在しない場
合の、（ｂ）は投影光学系に収差が存在する場合の波面
収差測定装置における波面収差の計測状態に関する説明
図。

【符号の説明】

３０…露光装置、３４…第１筐体を構成するホルダ、１
１９…ホルダ搬送系と筐体搬送系とを兼ねる第１搬送シ
ステム、１２０…ホルダ搬送系と筐体搬送系とを兼ねる
第２搬送システム、１３６，１６１…波面収差測定装
置、１３７…第１筐体としての受光筐体、１３８…第２
筐体としての検出筐体、１４３…受光光学系の一部を構
成する第１リレーレンズ、１４４，１４７…受光光学系
の一部を構成するミラー、１４５…受光光学系の一部を
構成する第２リレーレンズ、１４６…受光光学系の一部
を構成する第３リレーレンズ、１５０…波面分割素子と
してのマイクロレンズアレイ、１５１…レンズ素子とし
てのマイクロレンズエレメント、１５３，１７３…収差
算出装置の一部を構成する受光素子としての撮像素子、
１５４…収差算出装置の一部を構成する波面収差検出
部、１６２…受光光学系としてのリレーレンズ、１６３
…第２ステージ及び受光素子移動機構としての第１マイ
クロステージ、１６４…第２筐体を構成する内部筐体、
１６６…収差算出装置の一部を構成する受光素子として
のラインセンサ、１７１…ピンホール、１７２…波面分
割素子及び開口部材としてのレンズ、ＥＬ…収差測定光
としての露光光、ＰＬ…被検光学系としての投影光学
系、Ｒ…マスクとしてのレチクル、Ｒｔ…測定部材とし
てのテストレチクル、Ｗ１，Ｗ２…基板としてのウエ
ハ、ＷＳ１…第２ステージとしての第１ウエハステー
ジ、ＷＳ２…第１ステージとしての第２ウエハステー
ジ。

フロントページの続きＦターム(参考） 2F065 AA02 AA07 AA20 AA53 BB22 CC17 CC22 DD02 DD06 FF04 FF55 FF67 GG03 GG12 HH03 JJ02 JJ03 JJ25 JJ26 LL09 LL10 LL12 LL28 MM03 PP12 QQ28 2G086 HH06 5F046 BA04 DA13 DB05 FA10 FB10 FB12 FB16 FB17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検光学系の波面収差を測定する波面収
差測定装置において、前記被検光学系を通過した収差測定光を受光する受光光
学系と、前記受光光学系を通過した前記収差測定光の波面の少な
くとも一部を分割する波面分割素子と、所定面内を移動する第１ステージ上に配置され、前記受
光光学系を収容する第１筐体と、前記第１ステージと同一面内を移動する第２ステージ上
に配置され、前記波面分割素子を収容する第２筐体と、前記第１ステージと前記第２ステージとを互いに相対移
動させることによって、前記収差測定光の波面を前記波
面分割素子で走査し、前記被検光学系の波面収差情報を
算出する収差算出装置とを有することを特徴とする波面
収差測定装置。
【請求項２】前記収差算出装置は、前記波面分割素子
とともに前記第２筐体に収容され、前記波面分割素子で
分割された前記収差測定光の一部を受光する受光素子を
備えることを特徴とする請求項１に記載の波面収差測定
装置。
【請求項３】前記波面分割素子は、その走査方向と交
差する方向に一次元的に配列された複数のレンズ素子を
有することを特徴とする請求項２に記載の波面収差測定
装置。
【請求項４】前記波面分割素子は、ピンホールが形成
された開口部材からなることを特徴とする請求項２に記
載の波面収差測定装置。
【請求項５】前記受光素子は、前記波面分割素子の走
査方向及びその走査方向と交差する方向に二次元的に配
列されることを特徴とする請求項２〜請求項４のうちい
ずれか一項に記載の波面収差測定装置。
【請求項６】前記受光素子は、前記波面分割素子の走
査方向と交差する方向に一次元的に配列され、その波面
分割素子に対して、前記受光素子を移動させる受光素子
移動機構を有することを特徴とする請求項３または請求
項４に記載の波面収差測定装置。
【請求項７】前記被検光学系は、マスクに形成された
パターンを基板上に転写する投影光学系であり、前記第
１筐体または前記第２筐体の少なくとも一方は、前記基
板を保持するホルダ内に収容されることを特徴とする請
求項１〜請求項６のうちいずれか一項に記載の波面収差
測定装置。
【請求項８】前記被検光学系は、マスクに形成された
パターンを基板上に転写する投影光学系であり、前記第
１筐体または前記第２筐体の少なくとも一方の形状は、
前記基板を保持するホルダの外形とほぼ同じ、または該
ホルダの外形より小さいことを特徴とする請求項１〜請
求項６のうちいずれか一項に記載の波面収差測定装置。
【請求項９】マスクに形成された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において、前記投影光学系の物体面に配置され、収差測定光を生成
する測定部材と、前記投影光学系を通過した収差計測光を受光する受光光
学系と、前記投影光学系を通過した前記収差測定光の波面の一部
を分割する波面分割素子と、前記受光光学系を収容する第１筐体を保持して、所定面
内で移動する第１ステージと、前記波面分割素子を収容する第２筐体を保持して、前記
第１ステージと同一面内で移動する第２ステージと、前記第１ステージと前記第２ステージとを互いに相対移
動させることによって、前記収差測定光の波面を前記波
面分割素子で走査し、前記投影光学系の波面収差情報を
算出する収差算出手段とを有することを特徴とする露光
装置。
【請求項１０】前記基板を保持するホルダを前記第１
ステージまたは第２ステージが配置されたステージ室の
内部空間と外部空間との間で搬送するホルダ搬送系を備
え、そのホルダ搬送系は前記第１筐体及び第２筐体を前
記内部空間と外部空間との間で搬送する筐体搬送系の少
なくとも一部を兼ねることを特徴とする請求項９に記載
の露光装置。
【請求項１１】リソグラフィ工程を含むデバイスの製
造方法において、前記リソグラフィ工程で請求項９または請求項１０に記
載の露光装置を用いて露光を行うことを特徴とするデバ
イスの製造方法。